物理高考题分类电磁感应

1、L 单元单元电磁感应电磁感应L1电磁感应现象、楞次定律16L1L22016北京卷 如图 1所示，匀强磁场中有两个导体圆环 a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度 B 随时间均匀增大两圆环半径之比为 21，圆环中产生的感应电动势分别为 Ea和 Eb，不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是()图 1AEaEb41，感应电流均沿逆时针方向BEaEb41，感应电流均沿顺时针方向CEaEb21，感应电流均沿逆时针方向DEaEb21，感应电流均沿顺时针方向16B解析 由法拉第电磁感应定律可知 Ent，则 EnBtR2.由于 RaRb21，则 EaEb41.由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向

2、的电流选项 B 正确6 L1 2016江苏卷 电吉他中电拾音器的基本结构如图 1所示， 磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有()图 1A选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B取走磁体，电吉他将不能正常工作C增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化6BCD解析 选用铜质弦时，不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不能正常工作，选项 A 错误；取走磁体时，金属弦磁性消失，电吉他不能正常工作，选项 B 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，选项 C 正确；

3、根据楞次定律可知，磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，选项 D 正确4L12016海南卷 如图 1所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流若()图 1A金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向4D解析 由安培定则及对称性可知，圆环圆心处磁感应强度为零从圆环圆心向左直到左侧直导线，磁感应强度方向垂直于纸面向外，并且逐渐

4、增大从圆环圆心向右直到右侧直导线，磁感应强度方向垂直于纸面向里，并且逐渐增大当金属环上下运动时，磁通量时刻为零，没有感应电流；当金属环向左侧直导线靠近时，磁通量垂直于纸面向外且在增大，由楞次定律得，感应电流为顺时针方向；当金属环向右侧直导线靠近时，磁通量垂直于纸面向里且在增大，由楞次定律得，感应电流为逆时针方向，故 D 正确5 L12016上海卷 磁铁在线圈中心上方开始运动时， 线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁()图 1A向上运动B向下运动C向左运动D向右运动5B解析 从图中看，产生感应电流的线圈可以等效为一个 N 极在上的磁铁，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知选项 B 正确19L120

5、16上海卷 如图 1(a)所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向螺线管与导线框 abcd 相连，导线框内有一小金属圆环 L，圆环与导线框在同一平面内当螺线管内的磁感应强度 B 随时间按图(b)所示规律变化时()图 1A在 t1t2时间内，L 有收缩趋势B在 t2t3时间内，L 有扩张趋势C在 t2t3时间内，L 内有逆时针方向的感应电流D在 t3t4时间内，L 内有顺时针方向的感应电流19AD解析 在 t1t2时间内，磁场增强，根据楞次定律可判断出导线框中产生dcba 方向的感应电流，且电流逐渐增大，则穿过圆环的磁通量增大，可知 L 有收缩趋势，A 正确；在 t

6、2t3时间内，磁场先减弱后反向增强，线圈中产生 abcd 方向的感应电流且保持不变，穿过圆环的磁通量不变，L 内无感应电流且没有扩张或收缩的趋势，B、C错误； 在t3t4时间内， 沿负方向的磁场减弱， 根据楞次定律可判断出导线框中产生dcba方向的感应电流，且电流在逐渐减小，故穿过圆环的磁通量减小，L 内有顺时针方向的感应电流，D 正确L2法拉第电磁感应定律、自感20L22016全国卷 法拉第圆盘发电机的示意图如图 1所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B中圆盘旋转时，关于流过电阻 R 的电流，下列说法正确的是()图 1A若圆

7、盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿 a 到 b 的方向流动C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍20AB解析 将圆盘看成由无数辐条组成，各辐条都在切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，当圆盘顺时针转动时(从上往下看)，根据右手定则可判断，圆盘上感应电流从边缘向中心，流过电阻 R 的电流方向从 a 到 b，B 正确；由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势 EBLv12BL2，而 IER，故 A 正确，C 错误；当角速度变为原来的 2倍时，感应

8、电动势 E12BL2变为原来的 2 倍，感应电流 I 变为原来的 2 倍，电流在 R 上的热功率 PI2R 变为原来的 4 倍，D 错误21L2M12016全国卷 如图所示，M 为半圆形导线框，圆心为 OM；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线 OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框 M、N 在 t0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OM和 ON的轴，以相同的周期 T 逆时针匀速转动，则()图 1A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于 TC在 tT8时，两导线框中产生的感应电

9、动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等21BC解析 设导线圈半径为 l，角速度为，两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为 E12Bl2，但进磁场和出磁场时电流方向相反，所以线框中应该产生方波交流式电，如图所示，A 错误；由 T2可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为 T，B 正确；在 tT8时，两导线框均在切割磁感线， 故两导线框中产生的感应电动势均为12Bl2， C 正确； 对于线框 M， 有E2RT2E2RT2U2有MRT，解得 U有ME；对于线框 N，有E2RT40E2RT40U2有NRT，解得 U有N2

10、2E，故两导线框中感应电流的有效值并不相等，D 错误13D4、D5、L2、L32016江苏卷 据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见如图所示，假设“天宫一号”正以速度 v7.7 km/s 绕地球做匀速圆周运动， 运动方向与太阳帆板两端 M、 N 的连线垂直， M、 N 间的距离 L20 m， 地磁场的磁感应强度垂直于 v， MN 所在平面的分量 B1.0105T，将太阳帆板视为导体图 1(1)求 M、N 间感应电动势的大小 E；(2)在太阳帆板上将一只“1.5 V，0.3 W”的小灯泡与 M、N 相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的

11、电阻试判断小灯泡能否发光，并说明理由；(3)取地球半径R6.4103km， 地球表面的重力加速度g9.8 m/s2， 试估算“天宫一号”距离地球表面的高度 h(计算结果保留一位有效数字)13答案 (1)1.54 V(2)不能，理由见解析(3)4105m解析 (1)法拉第电磁感应定律 EBLv，代入数据得 E1.54 V(2)不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流(3)在地球表面有 GMmR2mg匀速圆周运动 GMm（Rh）2mv2Rh解得 hgR2v2R，代入数据得 h4105m(数量级正确都算对)16L1L22016浙江卷 如图 12 所示，a、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线

12、制成，匝数均为 10 匝，边长 la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()图 12A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b 线圈中感应电动势之比为 91Ca、b 线圈中感应电流之比为 34Da、b 线圈中电功率之比为 3116B解析 由楞次定律可判断，两线圈中产生的感应电流均沿逆时针方向，选项 A错误；由 EnBtS，Sl2，RlS，IER，PE2R，可知 Ea：Eb9：1，Ia：Ib3：1，Pa：Pb27：1，选项 B 正确，选项 C、D 错误L3电磁感应与电路的综合L4电磁感应与力和能量的综合24L4 2016全国卷 如图

13、 1，两固定的绝缘斜面倾角均为，上沿相连两细金属棒ab(仅标出 a 端)和 cd(仅标出 c 端)长度均为 L，质量分别为 2m 和 m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路 abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于斜面向上，已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为 R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为 g，已知金属棒 ab 匀速下滑求：(1)作用在金属棒 ab 上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小图 1答案 (1)mg(sin3cos)(2)(sin3cos)mgRB

14、2L2解析 (1)设导线的张力的大小为 T，右斜面对 ab 棒的支持力的大小为 N1，作用在 ab 棒上的安培力的大小为 F，左斜面对 cd 棒的支持力大小为 N2，对于 ab 棒，由力的平衡条件得2mgsinN1TFN12mgcos对于 cd 棒，同理有mgsinN2TN2mgcos联立式得Fmg(sin3cos)(2)由安培力公式得FBIL这里 I 是回路 abdca 中的感应电流，ab 棒上的感应电动势为BLv式中，v 是 ab 棒下滑速度的大小，由欧姆定律得IR联立式得v(sin3cos)mgRB2L224L42016全国卷 如图 1所示，水平面(纸面)内间距为 l 的平行金属导轨间接

15、一电阻，质量为 m、长度为 l 的金属杆置于导轨上t0 时，金属杆在水平向右、大小为 F 的恒定拉力作用下由静止开始运动t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为.重力加速度大小为 g.求：(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值图 124答案 (1)Blt0Fmg(2)B2l2t0m解析 (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为 a，由牛顿第二定律得maFmg设金属杆到达磁场左边界时的速度为 v，由运动学公式有 vat0当金属杆以速度

16、v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为EBlv联立式可得EBlt0Fmg(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为 I，根据欧姆定律IER式中 R 为电阻的阻值金属杆所受的安培力为fBIl因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得Fmgf0联立式得RB2l2t0m7L4 2016四川卷 如图 1所示，电阻不计、间距为 l 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻 R.质量为 m、电阻为r 的金属棒 MN 置于导轨上， 受到垂直于金属棒的水平外力 F 的作用由静止开始运动， 外力 F与金属棒速度 v 的关系是 FF0kv

17、(F0、k 是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好金属棒中感应电流为 i，受到的安培力大小为 FA，电阻 R 两端的电压为 UR，感应电流的功率为P，它们随时间 t 变化图像可能正确的有()图 1图 17BC解析 设金属棒在某一时刻速度为 v，由题意可知，感应电动势 EBlv，感应电流 IERrBlRrv，即 Iv；安培力 FABIlB2l2Rrv，方向水平向左，即 FAv；R 两端电压 URIRBlRRrv，即 URv；感应电流功率 PEIB2l2Rrv2，即 Pv2.分析金属棒运动情况，由牛顿第二定律可得 F合FFAF0kvB2l2RrvF0kB2l2Rr v，而加速度 aF合m.因为金

18、属棒从静止出发，所以 F00，且 F合0，即 a0，加速度方向水平向右(1)若 kB2l2Rr，F合F0，即 aF0m，金属棒水平向右做匀加速直线运动，有 vat，说明vt，即 It，FAt，URt，Pt2，所以在此情况下没有选项符合；(2)若 kB2l2Rr，F合随 v 增大而增大，即 a 随 v 增大而增大，说明金属棒在做加速度增大的加速运动，根据四个物理量与速度的关系可知 B 选项符合；(3)若 kt0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小图 125答案 (1)kt0SR(2)B0lv0(tt0)kSt(B0lv0kS)B0lR解析 (1)在金属棒未越过 MN 之前，t 时刻

19、穿过回路的磁通量为ktS设在从 t 时刻到 tt 的时间间隔内，回路磁通量的变化量为，流过电阻 R 的电荷量为q.由法拉第电磁感应定律有 Et由欧姆定律有 iER由电流的定义有 iqt联立式得|q|kSRt由式得，在 t0 到 tt0的时间间隔内，流过电阻 R 的电荷量 q 的绝对值为|q|kt0SR(2)当 tt0时，金属棒已越过 MN.由于金属棒在 MN 右侧做匀速运动，有 fF式中，f 是外加水平恒力，F 是匀强磁场施加的安培力设此时回路中的电流为 I，F 的大小为 FB0Il此时金属棒与 MN 之间的距离为 sv0(tt0)匀强磁场穿过回路的磁通量为B0ls回路的总磁通量为t式中，仍如

20、式所示由式得，在时刻 t(tt0)穿过回路的总磁通量为tB0lv0(tt0)kSt在 t 到 tt 的时间间隔内，总磁通量的改变t为t(B0lv0kS)t由法拉第电磁感应定律得，回路感应电动势的大小为Et|tt|由欧姆定律有 IEtR联立式得 f(B0lv0kS)B0lR22016北京海淀区期末练习 图 K312 是用电流传感器(电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，电源的电动势为 E，内阻为 r，自感线圈 L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡 D 的阻值，在 t0 时刻闭合开关 S，经过一段时间后，在 tt1时刻断开开关 S.在图 K313 所示的图像中，可

21、能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是()图 K312图 K3132B解析 闭合开关后，开始时线圈的阻碍作用很大，然后逐渐减小，因此外电路的电阻逐渐减小，故路端电压逐渐减小，因此通过电流传感器的电流逐渐减小，当断开开关时，线圈产生自感电动势，继续对灯泡反向供电，供电电流大小等于稳态时通过线圈的电流，稳态时通过线圈的电流小于通过灯泡的电流，故反向对灯泡供电的电流比原来的小，然后通过灯泡的电流逐渐减小到零，B 项正确1(多选)2016山东威海期末考试 如图 K321 所示，两个同心金属环水平放置，半径分别是 r 和 2r，两环间有磁感应强度为 B、方向垂直环面向里的匀强磁场，在两环间连接

22、有一个电容为 C 的电容器，a、b 是电容器的两个极板长为 r 的金属棒 AB 沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好， 并绕圆心以角速度做逆时针方向(垂直环面向里看)的匀速圆周运动则下列说法正确的是()图 K321A金属棒中有从 B 到 A 的电流B电容器 a 极板带正电C电容器两端电压为3Br22D电容器所带电荷量为CBr221BC解析 根据右手定则可知金属棒中的电流方向由 A 到 B，故电容器 a 极板带正电，A 项错误，B 项正确；金属棒转动产生的感应电动势为3Br22，C 项正确；电容器所带电荷量 Q3BCr22，D 项错误2(多选)2016江西重点中学协作体第一次联考 如图 K33

23、3 所示，在间距为 l、足够长的两条水平虚线间有垂直纸面向里的匀强磁场， 其上方距上边界 h 处有一导线框(各边长如图中标注)，现将导线框由静止释放，从线框下边进入磁场开始计时至线框完全离开磁场(整个过程线框保持竖直且不翻转)该过程中 vt 图线可能正确的是()图 K333图 K3342CD解析 线框如果刚进入过程匀速，则当下降的距离等于 l 后，受到的安培力将小于重力，线框将做加速运动，随着速度的增大，加速度逐渐减小，当加速度减为零时将做匀速运动，A 项错误，C 项正确；线框如果刚进入过程做加速运动，则当下降的距离等于 l后，加速度将突然增大，B 项错误；线框如果刚进入过程做减速运动，安培力

24、逐渐变小，故减速的加速度逐渐变小，最后有可能做匀速运动，当下降的距离等于 l 后，安培力等于重力的一半，将做加速运动，随着速度的增大，加速度将逐渐变小，最后做匀速运动，D 项正确3(多选)2016山东日照一中期末考试 如图 K343 所示，足够长的金属导轨竖直放置，金属棒 ab、cd 均通过棒两端的环套在金属导轨上虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场，虚线下方有竖直向下的匀强磁场，两匀强磁场的磁感应强度大小均为 B.ab、cd 棒与导轨间动摩擦因数均为，两棒总电阻为 R，导轨电阻不计开始两棒静止在图示位置，当 cd 棒无初速度释放时，对 ab 棒施加竖直向上的力 F，使其沿导轨向上做匀加速运动则(

25、)图 K343Aab 棒中的电流方向由 b 到 aBcd 棒先加速运动后匀速运动Ccd 棒所受摩擦力的最大值大于 cd 棒的重力D力 F 做的功等于两棒产生的电热与 ab 棒增加的机械能之和3ACD解析 ab 向上运动的过程中，穿过闭合回路 abdc 的磁通量增大，根据楞次定律可得 ab 棒中的感应电流方向为 ba，故 A 正确；cd 棒中感应电流由 c 到 d，其所在的区域有向下的磁场，所受的安培力向里，cd 棒所受的摩擦力向上，ab 棒做加速直线运动，速度增大，产生的感应电流增加，cd 棒所受的安培力增大，对导轨的压力增大，则滑动摩擦力增大，摩擦力先小于重力，后大于重力，所以 cd 棒先加

26、速运动后减速运动，最后停止运动，故B 错误，C 正确；以 ab 棒为研究对象，根据动能定理可得 WFW安培WG12mv20，力 F所做的功应等于两棒产生的电热与 ab 棒增加的机械能之和，故 D 正确42016济南期末考试 如图 K344 所示，电阻不计的“”形足够长且平行的导轨，间距 L1 m， 导轨倾斜部分的倾角53， 并与定值电阻 R 相连 整个空间存在着 B5 T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场金属棒 ab、cd 的阻值 RabRcdR，cd 棒质量 m1kg.ab 棒光滑，cd 棒与导轨间的动摩擦因数0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力g 取 10m/s2，sin 530.8，c

27、os 530.6.(1)ab 棒由静止释放，当滑至某一位置时，cd 棒恰好开始滑动求这一时刻 ab 棒中的电流(2)若 ab 棒无论从多高的位置释放，cd 棒都不动，分析 ab 棒质量应满足的条件(3)若 ab 棒无论质量多大、从多高位置释放，cd 棒始终不动求 cd 棒与导轨间的动摩擦因数应满足的条件图 K3444(1)103A(2)mab2.08 kg(3)0.75解析 (1)cd 棒刚要开始滑动时，对其受力分析如图所示由平衡条件得BIcdLcos 53f0FNmgBIcdLsin 530又 fFN联立以上三式，得 Icd53A，所以 Iab2Icd103A.(2)ab 棒在足够长的轨道上下滑时，最大安培力FAmabgsin 53cd 棒所受最大安培力应为12FA，要使 cd 棒不能滑动，需：12FAcos 53mg12FAsin 53由以上两式联立解得：mab2.08 kg.(3)ab 棒下滑时，cd 棒始终静止，有12FAcos 5312FAcos 53mg12FAsin 53cos 532mgFAsin 53当 ab 棒质量无限大时，在无限长轨道上最终一定匀速运