高三物理电磁感应定律历年高考题含答案

1、电磁感应历年高考题（07年）7.取两个完全相同的长导线，用其中 一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线 管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管 内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（A ）(A) 0。(B) 0.5B。(C) Bo (D) 2 Bo（08年）10.如图所示，平行于 y轴的导体棒以速度 v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应弓虽度为B的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势e与导体棒位置X关系的图像是A （99年）6如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线

2、所在区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（A ）（00年）如图甲，圆形线圈 P静止在水平桌面上，其正上 方悬挂一相同的线圈 Q, P和Q共轴，Q中通有变化电流， 电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受重力为G,桌而对P的支持力为N,则（A、D ）(A)力时刻NG,(C) t3 时刻 NvG,t2时刻 NG, (D) t4 时刻 N = G。（01年）如图所示，有两根和水平方向成 a角的光滑平行金属轨道， 上端接 有可变电阻R,下端足够长，空间有垂直于轨

3、道的匀强磁场，磁感强度为B,一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度vm,则（B、C ）（A）如果B增大，Vm变大，（B）如果a变大，Vm变大，（C）如果R变大，Vm变大，（D）如果m变小，Vm变大。(01年)如图所示是一种延迟开关，当Si闭合时，电磁铁 F将衔铁DD将延迟一段D的作用，D的作用，吸下，C线路接通，当Si断开时，由于电磁感应作用，时间才被释放，则(B、C )(A)由于A线圈的电磁感应作用，才产生延迟释放 (B)由于B线圈的电磁感应作用，才产生延迟释放(C)如果断开B线圈的电键S2,无延迟作用， (D)如果断开B线圈的电键S2,延

4、迟将变长。(02年)如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度，两个相同的磁性小球，同时从管口无初速释放，穿过 A管的小球比穿过 B管的小球先落到地面,管的描述中可能正确的是(A、D )A管是用塑料制成的、B管是用铜制成的，A管是用铝制成的、B管是用胶木制成的，A管是用胶木制成的、B管是用塑料制成的,A管是用胶木制成的、B管是用铝制成的。(03年)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框 的边平行，现使线框以同样 大小的速度沿四个不同方 向平移出磁场，如图所示， 则在移动过程中线框的一 边a、b

5、两点间电势差绝对 值最大的是(B )(0 4年)两圆环A、B置于同一水平面上，其中以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，则B、C A可能带正电且转速减小.A可能带正电且转速增大.A可能带负电且转速减小.A可能带负电且转速增大.(05年)11.如图所示，A是长直密绕通电螺线管。小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管 Ao能反映通过电流表中电流随x变化规律的是(C )A为均匀带电绝缘环，B为导体环.当AB中产生如图所示方向的感应电流 .(07年)(13分)如图(a)所示，光滑的平行长直金属导轨置于水 平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为 R的电阻，质量为 m的导

6、体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不 计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直 向下的匀强磁场，磁感应强度大小为Bo开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导 体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。(1)求导体棒所达到的恒定速度 v2;(2)为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？(3)导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大?(4)若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t关系如

7、图(b)所示，已知在时刻 t导体棒瞬时速度大小为Vt,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小o解：(1)E = BL (v1一 v2), I=E/R, F = BIL =B2L2 (Vi v2),速度恒定时有:Bl2 ( Vi v2)f _ B2L2V1fm=R ，P 导体棒=FV2 = f I Vi fRB2L7 卜2 、P电路=E /R=B2L2 (v1一V2) 2Rf2R =BT(4)因为B2L2(V1-V2)f= ma,导体棒要做匀加速运动，必有vi V2为常数，设为Av,一一fR=f,可得：V2 = Vi2 ,B Lvt+AvB2L2 (at-vt)B2L2 vt+fRa= -t -

8、，则 R-f= ma,可解得： a = BL2TmR (08年)24. (14分)如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为Ri、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻 R2,已知R1=12R, R2=4R。 在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度大小均为Bo现有质量为m、电阻不计的导体棒 ab,从半圆环的最高点 A处由静 止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。 已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为 v1，下 落到MN处的速度大小为 V2。(1)求导体

9、棒ab从A下落r/2时的加速度大小。(2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场 I和II 之间的距离h和R2上的电功率P2。(3)若将磁场II的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场II时速度大小为v3,要使其在外力 F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为 a,求所加外力F随时间变化的关系式。解：(1)以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒ab从A下落r/2时，导体棒在策略与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得mg BIL = ma,式中 l= 73r,BlviI 二式中 冗=心、8R父(祇 4R = 4R8R+ ( 4R- 4R2

10、2由以上各式可得到 a=g- 3B r v14mR(2)当导体棒ab通过磁场II时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即mg=BI 2r2 2 B 2r vt 门 4B r m=Bt 2rt5 %式中R#=1 R R =3R1 R+ F4解得mg% 3mgR vt - 4B2r2 4B2r2导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有 TOC o 1-5 h z 22Vt -V2 =2gh2229m grv232B4r4 2g此时导体棒重力的功率为2 2 _c3mg2RPg =mgvt =2 24B r根据能量守恒定律,此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即3m2g2

11、R4B2r2-2 2 9m g R2216B r(3)设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为v：,此时安培力大小为2 24B r vtF 二3R由于导体棒ab做匀加速直线运动，有 vt=v3+at根据牛顿第二定律，有F+ mg F = ma即 F mg -3R2 2, 4B2r2(v3 at) 二 ma由以上各式解得_2 2l 4B2r2,、,、F(at V3) -m(g -a)=3R2 22 24B r at 4B r V33R3Rma - mg(99年)24(14分)如图所示，长为 L.电阻为r =0.3欧.质量为m = 0.1千克的金属棒CCD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光

12、滑导轨上， 两导轨间距也是 L,棒与导轨间接触良好，导轨电阻不 计，导轨左端接有 R=0.5欧的电阻，量程为 03.0安 的电流表串接在一条导轨上，量程为01.0伏的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过 平面，现以向右恒定外力 F使金属棒右移，当金属棒以 V=2米/秒的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏，问：(1)此满偏的电表是什么表？说明理由。(2)拉动金属棒的外力 F多大？(3)此时撤去外力 F,金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上，求从撤去外力到金属运 动的过程中通过电阻 R的电量。(1)电压表满偏，(2) 1.6牛，(3)

13、0.25库，(06年)22. (14分)如图所示，将边长为 a、质量为m电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为 b、磁感应强度为 B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动.求：X X XX_xldb(1)线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2；X X X X(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度Vi;(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.(1)线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间B 2a 2V2mg = f + R解

14、得(mg - f )R v2 = B2a 2(2)线框从离开磁场至上升到最高点的过程12(mg + f ) h = 2 mv1线框从最高点回落至磁场瞬间12(mg - f ) h = 2 mv2、式联立解得mg + fV1 =V2mg - f2, 2 R=(mg) -f Bp(3)线框在向上通过通过过程中2 mv02- 2 mv12 = Q + (mg + f) (a + b)Vo = 2 viQ = 3 m (mg)2 -f 2 R - (mg + f) (a + b)(00年)(13分)如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无磨擦

15、滑动，此时adcb构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为 r,其余电阻不计，开始时磁感强度为B0，XXXXXB0XXXX：acfe b(1)若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k,同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向(2)在上述(1)情况中，始终保持棒静止，当 t = 3秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为 多大？(3)若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化(写出 B与t的关系式)？(1) kL2/r,向上，(2) (Bo+kti) kL3/r, (3) B = BOl/ (L + vt

16、),Ox x/ON(01年)半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B= 0.2 T,磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a= 0.4 m, b= 0.6 m,金属环上分别接有灯 Li、L2,两灯的电阻均为 R0= 2Q, 一金属棒MN与金属环接触良好，棒 与环的电阻均不计，(1)若棒以v0=5 m / s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过灯 Li的电流，(2)撤去中间的金属棒 MN,将右面的半圆环 OL2O以OO为轴向上翻转90口，若此时磁场 随时间均匀变化，其变化率为 岖/母=(4/n) T/s,求

17、Li的功率。(1)后 B2 a V0= 0.8 V, I=R0= 0.4 A,(2) &= n a2/2xiB/& = 0.32 V, P= J/4R0= 0.0128 W。(02年)(13分)如图所示，两条互相平行的光滑金属 导轨位于水平面内，距离为 1 = 0.2米，在导轨的一端接 有阻值为R=0.5欧的电阻，在x 0处有一与水平面垂 直的均匀磁场，磁感弓虽度B= 0.5特斯拉，一质量为m = 0.1千克的金属杆垂直放置在导轨上，并以V0 = 2米/秒的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a=2米/秒2、方向与初速度方向相反，设导轨和金

18、属杆的电阻都可以忽略, 且接触良好，求:(1)电流为零时金属杆所处的位置，(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向；(3)保持其它条件不变，而初速度 V0取不同值，求开始时 F的方向与初速度V0取值 的关系。(1)感应电动势 &= Blv, I=e/R,彳导1 = 0时丫= 0,所以x=V02/2a=1米,(2)最大电流 Im=Bk0/R, I=Im/2=Bk0/2R,安培力为 f= IBl= B2|2v0/2R=0.02 牛向右运动时F + f= ma得F= 0.18牛，方向与x轴相反向左运动时F f= ma得F= 0.22牛，方向与x轴相反(3)开始时 v= V0, f=

19、 ImBl = B212V0/R, F + f=ma,得 F = ma-B212V0/R当V0maR/ B2|2=10米/秒时，F0,方向与x轴相反，当V0maR/B2|2=10米/秒时，F0,方向与x轴相同。OC导轨垂直，不计棒的电（03年）（14分）如图所示，OACO为置于水平面内的光 滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线 表示），Ri = 4。、R2=8 Q （导轨其它部分电阻不计），导轨OAC的形状满足方程 y= 2 sin （3 x）（单位：m）,磁感强度B= 0.2 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率 v= 5 m /

20、s水平向右 在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与阻，求：（1）外力F的最大值，（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝Ri上消耗的最大功率,（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。(1) = Bk, I= R 总，F 外=BIl = B2/v/R,Lmax=2 sin2 = 2 m, R总=RR枭=3 Q,所以 F max =0.3 N,(2)P1= 2/R1= 1 W,(3)3A Blv, X=vt, L=2 sin3x,所以 I=8/ R 总=4sin萼 to3（0 4年）（14分）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定 放置，间距为L, 一端通过导线与阻值为 R的电阻

21、连接；导轨 上放一质量为 m的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻 忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时， 相对应的匀速运动速度 v也会变化，v和F的关系如右下图.（取重力加速度 g = 10m/s2）（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若 m = 0.5kg , L = 0.5m , R = 0.5C;磁感应强度 B 为多 大？（3）由v F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？（1）变速度运动,（2）感应电动势 A BLv,感应电流为I = WR,安培力为由图线可知杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零,B2L2vF m= BIL =0,RB2L2vF