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文档简介
十年真题(2016-2025)
当题22威盛一流方向的判斯
■十年考情・探规律•
考点十年考情(2016-2025)命题趋势
2025・陕晋青宁卷•高考真题
2025•河南・高考真题2025•北
1.注重基础考查:常考查利用楞次定律和右
京•高考真题2024•广东•高考真
手定则判断感应电流方向,选择题中常结合具体情
题、2024•江苏•高考真题、
境,如导体切割磁感线、磁通量变化等,要求考生
2023•河北•高考真题、2023•北
快速识别物理模型并准确判断。
京•高考真题、2023•海南•高
考真题、2022.天津•高考真题、2.强调综合应用:常与电磁感应现象、电路
考点1感应电
2022•北京•高考真题、2022.知识等综合考查,如分析电磁感应中的能量转化、
流方向的判断
浙江•高考真题、2021•北京•高电路中的电流变化等,要求考生综合运用多种物理
(10年10考)
考真题、2020•江苏•高考真题、规律解决问题。
2020.全国•高考真题、2018.全3.结合实际情境:命题情境逐渐向生活、科
国•高考真题、2017,天津•高技等领域拓展,如以发电机、变压器等为背景,考
考真题、2017•全国•高考真题、查学生对感应电流方向判断的理解和应用能力。备
2016•上海•高考真题、2016•海考时,学生应扎实掌握楞次定律和右手定则,强化
南•高考真题、2016•北京•高综合应用训练,关注实际情境,提升解题能力。
考真题、2016•江苏高考真题
■分考点・精准练•
考点01感应电流方向的判断
1.(2025・陕晋青宁卷•高考真题)电磁压缩法是当前产生超强磁场的主要方法之一,其原理如图所示,在
钢制线圈内同轴放置可压缩的铜环,其内已“注入"一个初级磁场,当钢制线圈与电容器组接通时,在极
短时间内钢制线圈中的电流从零增加到几兆安培,铜环迅速向内压缩,使初级磁场的磁感线被"浓缩",
在直径为几毫米的铜环区域内磁感应强度可达几百特斯拉。此过程,铜环中的感应电流()
A.与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相同
B.与钢制线圈中的电流大小几乎相等且方向相反
C.远小于钢制线圈中的电流大小且方向相同
D.远小于钢制线圈中的电流大小且方向相反
【答案】B
【详解】当钢制线圈与电容器组连通时,钢制线圈中产生迅速增大的电流,线圈中产生迅速增强的磁场。
根据楞次定律,可知铜环中产生的感应电流的磁场会阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故铜环中的感
应电流与钢制线圈中的电流方向相反。为阻碍铜环中磁通量变化,铜环上感应的电流与钢制线圈的电流
大小几乎相等。因此两个方向相反的大电流之间的作用力使圆环被急速的向内侧压缩。ACD错误,B正
确。
故选Bo
2.(2025•河南•高考真题)如图,一金属薄片在力尸作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心
运动到N极的正下方时,沿N极到S极的方向看,下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的
是()
【详解】根据题意当金属薄片中心运动到N极正下方时,薄片右侧的磁通量在减小,左侧磁通量在增加,
由于两极间的磁场竖直向下,根据楞次定律可知此时薄片右侧的涡电流方向为顺时针,薄片左侧的涡电
流方向为逆时针。
故选Co
3.(2025•北京•高考真题)绝缘的轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止
释放,磁铁开始振动,由于空气阻力的影响,振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的
桌面上(如图所示),仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,振动最终也停止。则()
A.有无线圈,磁铁经过相同的时间停止运动
B.磁铁靠近线圈时,线圈有扩张趋势
C.磁铁离线圈最近时,线圈受到的安培力最大
D.有无线圈,磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
【答案】D
【详解】A.有线圈时,磁铁受到电磁阻尼的作用,振动更快停止,故A错误;
B.根据楞次定律,磁铁靠近线圈时,线圈的磁通量增大,此时线圈有缩小的趋势,故B错误;
C.磁铁离线圈最近时,此时磁铁与线圈的相对速度为零,感应电动势为零,感应电流为零,线圈受到
的安培力为零,故C错误;
D.分析可知有无线圈时,根据平衡条件最后磁铁静止后弹簧的伸长量相同,由于磁铁和弹簧组成的系
统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能,故系统损失的机械能相同,故D正确。
故选Do
4.(2025•北京•高考真题)下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是(
XXXXXXXXX,XXX
C
XX片X-XXXX产X,rSXX
XXXX
r1
一A
XXX卜XXX!xX
VR
XXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXX
(b)⑹(d)
A.图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B.图S)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C.图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D.图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
【答案】A
【详解】A.圆环在匀强磁场中向左平移,穿过圆环的磁通量不发生变化,金属圆环中不能产生感应电
流,故A正确;
B.圆环在匀强磁场中绕轴转动,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故B错误;
C.离通有恒定电流的长直导线越远,导线产生的磁感应强度越弱,圆环在通有恒定电流的长直导线旁
向右平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故c错误;
D.根据条形磁铁的磁感应特征可知,圆环向条形磁铁N极平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆
环中能产生感应电流,故D错误。
故选Ao
5.(2025•浙江•高考真题)在"探究影响感应电流方向的因素”实验中,当电流从接线柱流入灵敏电流表,
指针左偏:从"G。"或"GJ接线柱流入,指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间,则
(1)此时磁铁的运动状态是(选填"向上拔出"、"静止"或"向下插入")。
⑵只做以下改变,一定会增大图中电流表指针偏转角度的是(多选)
A.磁铁静止,向上移动线圈
B.增大(1)中磁铁运动速度
C.将导线从接线柱移接至接线柱G。
D.将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
【答案】(1)向上拔出
(2)BC
【详解】(1)由图可知,电表指针左偏,则感应电流从极流入,感应电流在线圈内产生的磁场方向
向下,根据楞次定律可知,与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同,可知穿过线圈的磁通量减小,
根据楞次定律可知,此时磁铁的运动状态是向上拔出。
(2)A.磁铁静止,向上移动线圈,则产生的感应电流不一定增加,指针偏角不一定会增加,选项A错
误;
B.增大(1)中磁铁的速度,产生的感应电动势会增加,指针偏角会增大,选项B正确;
C.减小电流计的量程,即将导线从接线柱Gi移接到G。,可是电流计指针偏角变大,选项C正确;
D.将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外,线圈中的感应电流不变,电流计指针偏角不变,选项D
错误。
故选BCo
6.(2024•北京•高考真题)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是()
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈尸相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由。到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
【答案】B
【详解】A.闭合开关瞬间,线圈尸中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反,由楞次定律可
知,二者相互排斥,故A错误;
B.闭合开关,达到稳定后,通过线圈P的磁通量保持不变,则感应电流为零,电流表的示数为零,故B
正确;
CD.断开开关瞬间,通过线圈产的磁场方向向右,磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场方向向
右,因此流过电流表的感应电流方向由b到。,故CD错误。
故选Bo
7.(2024•广东•高考真题)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收,结构如图
甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动,每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小
均为民磁场中,边长为乙的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所
示,永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是()
A.穿过线圈的磁通量为8户
B.永磁铁相对线圈上升越高,线圈中感应电动势越大
C.永磁铁相对线圈上升越快,线圈中感应电动势越小
D.永磁铁相对线圈下降时,线圈中感应电流的方向为顺时针方向
【答案】D
【详解】A.根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0,故A错误;
BC.根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快,磁通量变化越快,线圈中感应电动势越大,
故BC错误;
D.永磁铁相对线圈下降时,根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向,故D正确。
故选D。
8.(2024•江苏•高考真题)如图所示,a、b为正方形金属线圈,。线圈从图示位置匀速向右拉出匀强磁场
的过程中,。、6中产生的感应电流方向分别为()
A.顺时针、顺时针B.逆时针、逆时针
C.顺时针、逆时针D.逆时针,顺时针
【答案】A
【详解】线圈。从磁场中向右匀速拉出磁场的过程中穿过。线圈的磁通量在减小,则根据楞次定律可知
。线圈的电流为顺时针,由于线圈。从磁场中匀速拉出,则a中产生的电流为恒定电流,则线圈。靠近
线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大,同理可得线圈b产生的电流为顺时针。
故选A。
9.(2023・河北•高考真题)如图,绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形,彼此接触良好,匀
强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动,1、4同时沿图箭头方向移动,移动过程中金属杆所围成
的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时,金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中()
A.金属杆所围回路中电流方向保持不变
B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C.金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D.金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同
【答案】CD
【详解】A.由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小,金属杆所围回路内磁通量先增大后
减小,根据楞次定律可知电流方向先沿逆时针方向,后沿顺时针方向,故A错误;
B.由于金属杆所围回路的面积非均匀变化,故感应电流的大小不恒定,故通过金属杆截面的电荷量随
时间不是均匀增加的,故B错误;
CD.由上述分析,再根据左手定则,可知金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反,金属杆4
所受安培力方向与运动方向先相反后相同,故CD正确。
故选CD。
10.(2023,北京•高考真题)如图所示,光滑水平面上的正方形导线框,以某一初速度进入竖直向下的匀强
磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是()
A.线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向
B.线框出磁场的过程中做匀减速直线运动
C.线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等
D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等
【答案】D
【详解】A.线框进磁场的过程中由楞次定律知电流方向为逆时针方向,A错误;
B.线框出磁场的过程中,根据
E=Blv
联立有
由于线框出磁场过程中由左手定则可知线框受到的安培力向左,则v减小,线框做加速度减小的减速
运动,B错误;
C.由能量守恒定律得线框产生的焦耳热
Q=FAL
其中线框进出磁场时均做减速运动,但其进磁场时的速度大,安培力大,产生的焦耳热多,c错误;
D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量
则联立有
由于线框在进和出的两过程中线框的位移均为L,则线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量
相等,故D正确。
故选Do
11.(2023•海南•高考真题)汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈/也,埋在地下的
线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时()
A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为Med
C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abed
D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
【答案】C
【详解】A.由题知,埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流,则根据右手螺旋定则,可
知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下,A错误;
B.汽车进入线圈1过程中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为ad仍(逆时针),B
错误;
C.汽车离开线圈1过程中,磁通量减小,根据楞次定律可知产生感应电流方向为abed(顺时针),C
正确;
D.汽车进入线圈2过程中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为ad”(逆时针),再
根据左手定则,可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反,D错误。
故选Co
12.(2022・天津・高考真题)如图所示,边长为。的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上,桌面上有边界
平行、宽为6且足够长的匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,铝框依靠惯性滑过磁场区域,滑行过
程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行,己知。<6,在滑入和滑出磁场区域的两个过程
中()
A.铝框所用时间相同B.铝框上产生的热量相同
C.铝框中的电流方向相同D.安培力对铝框的冲量相同
【答案】D
【详解】A.铝框进入和离开磁场过程,磁通量变化,都会产生感应电流,受向左安培力而减速,完全
在磁场中运动时磁通量不变做匀速运动;可知离开磁场过程的平均速度小于进入磁场过程的平均速度,
所以离开磁场过程的时间大于进入磁场过程的时间,A错误;
C.由楞次定律可知,铝框进入磁场过程磁通量增加,感应电流为逆时针方向;离开磁场过程磁通量减
小,感应电流为顺时针方向,c错误;
D.铝框进入和离开磁场过程安培力对铝框的冲量为
/安=
又
-EA<D,A0Ba2
q=I\t=—=-----At=——
RR\tRR
得
B2a3
/r安
D正确;
B.铝框进入和离开磁场过程,铝框均做减速运动,可知铝框进入磁场过程的速度一直大于铝框离开磁
场过程的速度,根据
EBIa=B吟=敷*
女RR
可知铝框进入磁场过程受到的安培力一直大于铝框离开磁场过程受到的安培力,故铝框进入磁场过程
克服安培力做的功大于铝框离开磁场过程克服安培力做的功,即铝框进入磁场过程产生的热量大于铝
框离开磁场过程产生的热量,B错误。
故选Do
13.(2022,广东•高考真题)如图所示,水平地面(。孙平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流/的长
直导线。P、/和N为地面上的三点,尸点位于导线正上方,"N平行于y轴,PN平行于x轴。一闭
合的圆形金属线圈,圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈平面
始终与地面平行。下列说法正确的有()
A.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变
C.线圈从尸点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流
D.线圈从P到M过程的感应电动势与从尸到N过程的感应电动势相等
【答案】AC
【详解】A.依题意,M,N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同,根据右手螺旋定
则可知,通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等,方向相同,故A正确;
B.根据右手螺旋定则,线圈在尸点时,磁感线穿进与穿出在线圈中对称,磁通量为零;在向N点平移
过程中,磁感线穿进与穿出线圈不再对称,线圈的磁通量会发生变化,故B错误;
C.根据右手螺旋定则,线圈从尸点竖直向上运动过程中,磁感线穿进与穿出线圈对称,线圈的磁通量
始终为零,没有发生变化,线圈无感应电流,故c正确;
D.线圈从P点到M点与从尸点到N点,线圈的磁通量变化量相同,依题意尸点到M点所用时间较从
尸点到N点时间长,根据法拉第电磁感应定律,则两次的感应电动势不相等,故D错误。
故选ACo
14.(2022•北京•高考真题)如图所示平面内,在通有图示方向电流/的长直导线右侧,固定一矩形金属线
框而cd,以7边与导线平行。调节电流,使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加,则()
ab
F
dc
A.线框中产生的感应电流方向为afbfcfdfa
B.线框中产生的感应电流逐渐增大
C.线框ad边所受的安培力大小恒定
D.线框整体受到的安培力方向水平向右
【答案】D
【详解】A.根据安培定则可知,通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度随时间均匀
增加,根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为afa,A错误;
B.线框中产生的感应电流为
EA①SAB
TI———=n=n-------
RR\tRA?
空间各点的磁感应强度随时间均匀增加,故线框中产生的感应电流不变,B错误;
C.线框ad边感应电流保持不变,磁感应强度随时间均匀增加,根据安培力表达式4=2江,故所受
的安培力变大,C错误;
D.线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里,线框中产生的感应电流方向为afdfcfbfa,根据
左手定则可知,线框山边所受的安培力水平向右,线框反边所受的安培力水平向左。通电直导线的磁
场分部特点可知"边所处的磁场较大,根据安培力表达式七=8"可知,线框整体受到的安培力方向
水平向右,D正确。
故选D。
15.(2022・上海・高考真题)半径为R的金属圆环里,有一个垂直于纸面向里且半径为r的圆形区域匀强磁
场,磁感应强度的大小为及若增大该区域内的磁感应强度,则金属圆环的感应电流方向为
(选填:"顺时针"或"逆时针");若保持圆形区域内磁场的磁感应强度大小不变,方向变化180。,则金
属圆环的磁通量变化的大小为=
【答案】逆时针28小
【详解】卬若增大该区域内的磁感应强度,则金属圆环内的磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电
流方向为逆时针;
⑵若保持圆形区域内磁场的磁感应强度大小不变,方向变化180。,设方向变后的磁场方向为正,则金
属圆环的磁通量变化的大小为
AO=①?—①]=Bjrr1—(―8万/)=2兀
16.(2022•浙江•高考真题)如图所示,将一通电螺线管竖直放置,螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应
强度大小8=位的匀强磁场,在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管,其电阻率为「、高
度为h、半径为八厚度为d(d«r),贝U()
7Tdbk2/
C,圆管的热功率大小为曾二
2P
D.轻绳对圆管的拉力随时间减小
【答案】C
【详解】A.穿过圆管的磁通量向上逐渐增加,则根据楞次定律可知,从上向下看,圆管中的感应电流
为顺时针方向,选项A错误;
B.圆管的感应电动势大小为
E=^-7rr2=krrr2
A/
选项B错误;
C.圆管的电阻
n2兀丫
R=p-----
dh
圆管的热功率大小为
E27idhk2r3
P=—=-----------
R2p
选项C正确;
D.根据左手定则可知,圆管中各段所受的受安培力方向指向圆管的轴线,则轻绳对圆管的拉力的合力
始终等于圆管的重力,不随时间变化,选项D错误。
故选C。
17.(2021•辽宁•高考真题)如图(〃)所示,两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定,
顶端接有阻值为R的电阻,垂直导轨平面存在变化规律如图")所示的匀强磁场,片0时磁场方向垂
直纸面向里。在片。至IJ片2历的时间内,金属棒水平固定在距导轨顶端£处;上2%时,释放金属棒。整
个过程中金属棒与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻不计.WJ<>
R
XX_X▲
X(XXX<
o标
x'xLX\叫
图(a)图(b)
A.在/=2时,金属棒受到安培力的大小为害
2t0R
B.在占山时,金属棒中电流的大小为旦4
t°R
C.在仁寺时,金属棒受到安培力的方向竖直向上
D.在片3%时,金属棒中电流的方向向右
【答案】BC
【详解】AB.由图可知在0~历时间段内产生的感应电动势为
石=空=它
Art0
根据闭合电路欧姆定律有此时间段的电流为
[=E_BY
RRt0
在旧时磁感应强度为冬,此时安培力为
22
尸=3辽=型
2RtQ
故A错误,B正确;
C.由图可知在,=当时,磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大,根据楞次定律可知产生顺时针方向的电
流,再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上,故c正确;
D.由图可知在t=3f。时,磁场方向垂直纸面向外,金属棒向下掉的过程中磁通量增加,根据楞次定律
可知金属棒中的感应电流方向向左,故D错误。
故选BC。
18.(2021•北京•高考真题)某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈且不易停止。按照
老师建议,该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列
说法正确的是()
A.未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B.未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D.接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
【答案】D
【详解】A.未接导线时,表针晃动过程中导线切割磁感线,表内线圈会产生感应电动势,故A错误;
B.未接导线时,未连成闭合回路,没有感应电流,所以不受安培力,故B错误;
CD.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势,根据楞次定律可知,表针晃动减弱是因
为表内线圈受到安培力的作用,故C错误D正确。
故选D。
19.(2021・北京•高考真题)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,水平U型导体框左端连接一阻值为R的
电阻,质量为机、电阻为r的导体棒油置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab
以水平向右的初速度丫。开始运动,最终停在导体框上。在此过程中()
a
JLxXXX;X
——中0
|XXXX:X
b
A.导体棒做匀减速直线运动B.导体棒中感应电流的方向为a->6
C.电阻R消耗的总电能为瑞吟D.导体棒克服安培力做的总功小于:机诏
2(7?+r)2
【答案】C
【详解】AB.导体棒向右运动,根据右手定则,可知电流方向为。到a,再根据左手定则可知,导体棒
向到向左的安培力,根据法拉第电磁感应定律,可得产生的感应电动势为
E=BLv0
感应电流为
1=E一-.
R+rR+r
故安培力为
根据牛顿第二定律有
F=ma
可得
B2£2
a=—彳-------
m(R+r)
随着速度减小,加速度不断减小,故导体棒不是做匀减速直线运动,故AB错误;
C.根据能量守恒定律,可知回路中产生的总热量为
12
Q=-mVo
因及与r串联,则产生的热量与电阻成正比,则R产生的热量为
=旦鹏
“R+r2(J?+r)
故C正确;
D.整个过程只有安培力做负功,根据动能定理可知,导体棒克服安培力做的总功等于;相片,故D错
误。
故选Co
20.(2020•海南•高考真题)如图,足够长的间距d=1m的平行光滑金属导轨MN、P。固定在水平面内,
导轨间存在一个宽度L=lm的匀强磁场区域,磁感应强度大小为3=0.5T,方向如图所示.一根质量
砥=0.1kg,阻值R=0.5。的金属棒a以初速度%=4m/s从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,
与另一根质量%=0.2kg,阻值R=Q5C的原来静置在导轨上的金属棒。发生弹性碰撞,两金属棒始终
与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,则()
N
右
Q
A.金属棒。第一次穿过磁场时做匀减速直线运动
B.金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流
C.金属棒。第一次穿过磁场区域的过程中,金属棒6上产生的焦耳热为0.25J
D.金属棒a最终停在距磁场左边界0.8m处
【答案】BD
【详解】A.金属棒。第一次穿过磁场时受到安培力的作用,做减速运动,由于速度减小,感应电流减
小,安培力减小,加速度减小,故金属棒。做加速度减小的减速直线运动,故A错误;
B.根据右手定则可知,金属棒。第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流,故B正确;
C.电路中产生的平均电动势为
亍△①BLd
E=----=-------
△tAZ
平均电流为
心互
2R
金属棒。受到的安培力为
F=BId
规定向右为正方向,对金属棒。,根据动量定理得
-Bld•-mava-mavQ
解得对金属棒第一次离开磁场时速度
匕=1.5m/s
金属棒。第一次穿过磁场区域的过程中,电路中产生的总热量等于金属棒。机械能的减少量,即
Q=~maVt--maVl
联立并带入数据得
2=0.6875J
由于两棒电阻相同,两棒产生的焦耳热相同,则金属棒6上产生的焦耳热
Q=g=0.34375J
故C错误;
D.规定向右为正方向,两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得
mava^mav'a+mbvb
联立并带入数据解得金属棒。反弹的速度为
va=-0.5m/s
设金属棒a最终停在距磁场左边界x处,则从反弹进入磁场到停下来的过程,电路中产生的平均电动势
为
平均电流为
_E'
1'=—
2R
金属棒。受到的安培力为
户=Bl'd
规定向右为正方向,对金属棒。,根据动量定理得
-BId•A/=0—mav'a
联立并带入数据解得
x=0.8m
故D正确。
故选BDo
21.(2020•江苏•高考真题)如图所示,两匀强磁场的磁感应强度用和与大小相等、方向相反。金属圆环
的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是()
A.同时增大用减小之
B.同时减小耳增大冬
C.同时以相同的变化率增大与和房
D.同时以相同的变化率减小与和昆
【答案】B
【详解】AB.产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里。由楞次定律可知,圆环中
的净磁通量变化为向里磁通量减少或者向外的磁通量增多,A错误,B正确。
CD.同时以相同的变化率增大以和或同时以相同的变化率减小以和两个磁场的磁通量总保
持大小相同,所以总磁通量为0,不会产生感应电流,CD错误。
故选B。
22.(2020・全国川卷•高考真题)如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆
环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到()
A.拨至M端或N端,圆环都向左运动
B.拨至M端或N端,圆环都向右运动
C,拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动
D,拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动
【答案】B
【详解】无论开关S拨至哪一端,当把电路接通一瞬间,左边线圈中的电流从无到有,电流在线圈轴
线上的磁场从无到有,从而引起穿过圆环的磁通量突然增大,根据楞次定律(增反减同),右边圆环
中产生了与左边线圈中方向相反的电流,异向电流相互排斥,所以无论哪种情况,圆环均向右运动。
故选Bo
23.(2019•江苏•高考真题)如图所示,匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈,线圈平面与磁场
垂直。已知线圈的面积S=0.3m2、电阻R=0.6O,磁场的磁感应强度B=0.2T。现同时向两侧拉动线
圈,线圈的两边在A/=0.5s时间内合到一起。线圈在上述过程中,求:
(1)感应电动势的平均值E;
(2)感应电流的平均值/,并在图中标出电流方向;
(3)通过导线横截面的电荷量击
【答案】(1)0.12V;(2)0.2A,(3)0.1C
【详解】(1)由法拉第电磁感应定律可得
E一
Nt
其中磁通量的变化为
联立可得感应电动势的平均值为
=02x03V=()12V
Az0.5
(2)由闭合电路欧姆定律可得,平均电流为
,E0.12“A
1=—=---AA=0.2A
R0.6
穿过线圈的磁通量向里减小,由楞次定律可得,感应电流方向为顺时针方向,如图所示
(3)由电流的定义式
可得通过导线横截面的电荷量为
q=IAt-0.2x0.5C=0.IC
24.(2019・全国I卷・高考真题)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)
中虚线MN所示,一硬质细导线的电阻率为小横截面积为S,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸
面内,圆心。在上.f=0时磁感应强度的方向如图(a)所示:磁感应强度2随时间f的变化关系
如图(b)所示,则在r=0到的时间间隔内()
XXXXR'
图(a)图(b)
A.圆环所受安培力的方向始终不变
B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C.圆环中的感应电流大小为大
D.圆环中的感应电动势大小为空
【答案】BC
【详解】AB、根据B-f图象,由楞次定律可知,线圈中感应电流方向一直为顺时针,但在为时刻,磁场
的方向发生变化,故安培力方向工的方向在为时刻发生变化,则A错误,B正确;
CD、由闭合电路欧姆定律得:/=[,又根据法拉第电磁感应定律得:E=—=——,又根据电阻
RAtNt2
定律得:R=p冬,联立得:/=等,则C正确,D错误.
故本题选BC.
25.(2019•上海•高考真题)如图所示电路,若将滑动变阻器滑片向上移动,则以6环中感应电流的方向是
()
A.a环顺时针,b环顺时针
B.。环顺时针,6环逆时针
C.。环逆时针,b环顺时针
D.a环逆时针,6环逆时针
【答案】C
【详解】根据题意可知,线圈所夹导线电流向上,当滑片向上移动,回路电阻变大,电流变小,根据
右手定则可判断,通过两线圈的磁感应强度都变小,而通过。的磁通量向外减小,所以。中感应电流
磁场向外,根据右手定则,a中感应电流为逆时针;而通过6的磁通量向里减小,所以b中感应电流磁
场向里,根据右手定则,6中感应电流为顺时针,ABD错误C正确
26.(2017•天津•高考真题)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻《金属棒湖
与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应
强度随时间均匀减小,仍始终保持静止。下列说法正确的是()
A.ab中的感应电流方向由。到6B.ab中的感应电流逐渐减小
C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力保持不变
【答案】A
【详解】A.磁感应强度均匀减小,磁通量减小,根据楞次定律得,成中的感应电流方向由a到瓦故A正确;
B.由于磁感应强度均匀减小,根据法拉第电磁感应定律有
万N△①NSAB
E=-------=---------
AtAr
由于磁通量均匀减小,可知,感应电动势恒定,则感应电流不变,故B错误;
C.根据安培力公式尸=3%知,电流/不变,B均匀减小,则安培力减小,故C错误;
D.导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡,则/=G,安培力减小,则静摩擦力减小,故D错误。
故选Ao
27.(2017•全国川卷•高考真题)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平
面与磁场垂直。金属杆尸。置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQAS,一圆环形金属线框T位于回路围
成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆尸。突然向左运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方
向,下列说法正确的是()
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
C.T具有收缩趋势,PQ受到向右的安培力
D.T具有扩张趋势,受到向右的安培力
【答案】AC
【详解】AB.突然向左运动,根据右手定则可知,电流方向由P到。,即闭合回路PQRS中电流沿
顺时针方向,又由安培定则可知,回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,故环形金属
线框T的磁通量将变大,由楞次定律可知,T中将产生沿逆时针方向的感应电流,故A正确B错误;
CD.线框T的磁能量变大,由楞次定律可知,T有收缩的趋势,以阻碍磁通量的增大,尸。中有由尸到
。的电流,由左手定则可知,尸。受到的安培力向右,故C正确D错误。
故选ACo
28.(2018•上海•高考
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