2019年高考物理真题分类专题电磁感应含答案

1、11 电磁感应 20(09 安徽). 如图甲所示，一个电阻为 R，面积为 S 的矩形导线框 abcd，水平旋转在匀强磁场中， 磁场的磁感应强度为 B，方向与 ad 边垂直并与线框平面成450角，o、o 分别是 ab 和 cd 边的中点。 现将线框右半边 obco 绕 oo 逆时针 900到图乙所示位置。在这一过程中，导线中通过的电荷量是 A. 2BS B. 2R 2BSBS C.D. 0 RR 答案：A 解析：对线框的右半边（obco）未旋转时整个回路 的磁通量1 BSsin45 o b(c) b(c) o(o) 2 BS 2 o 对线框的右半边（obco）旋转 90 后，穿进跟穿 出的磁通量

2、相等，如右 图整个回路的磁通量 2 0。 2 - 1 o(o) 2 BS。根据公式 2 q R 2BS 。选 A 2R 21(09 山东)如图所示，一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路。虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场。 方向垂直于回路所在的平面。 回路以速度 v 向右匀 速进入磁场，直径 CD 始络与 MN 垂直。从 D 点到达边界开始 到 C 点进入磁场为止，下列结论正确的是（） A感应电流方向不变 BCD 段直线始终不受安培力 C感应电动势最大值EBav D感应电动势平均值E 1 Bav 4 1 答案：ACD 考点：楞次定律、安培力、感应电动势、左手定则、右手定则 解析：

3、在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感 应电流的方向为逆时针方向不变，A 正确。根据左手定则可以判断，受安培力向下，B 不正确。 当半圆闭合回路进入磁场一半时， 即这时等效长度最大为 a， 这时感应电动势最大 E=Bav， C 正确。 1 2a 1 感应电动势平均值E 2 Bav，D 正确。 2a t4 v 提示：感应电动势公式E 只能来计算平均值，利用感应电动势公式E Blv计算时，l 应 t B 是等效长度，即垂直切割磁感线的长度。 17(09 浙江)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的 匀强磁场中， 有一质量为m、 阻值为R的闭合矩形金属线

4、框abcd 用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧 某一位置静止开始释放， 在摆动到左侧最高点的过程中， 细杆和金 属线框平面始终处于同一平面， 且垂直纸面。 则线框中感应电流的 方向是 Aa b c d a Bd c b a d C先是d c b a d，后是a b c d a D先是a b c d a，后是d c b a d 17 答案 B 【解析】由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电流方向是 d c b a d 4(09 海南)一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆 柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N 可在木质圆柱上无摩

5、擦 移动。 M 连接在如图所示的电路中， 其中 R 为滑线变阻器，E 1 和E 2 为 直流电源，S 为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到N 向左运动的 是 A在 S 断开的情况下，S 向 a 闭合的瞬间 B在 S 断开的情况下，S 向 b 闭合的瞬间 C在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑动头向 c 端移动时 D在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑动头向 d 端移动时 答案：C 2 解析解析：在 S 断开的情况下 S 向 a（b）闭合的瞬间 M 中电流瞬时增加、左端为磁极N（S）极，穿过 N 的磁通量增加，根据楞次定律阻碍磁通量变化可知N 环向右运动，AB 均错；在 S 已向

6、 a 闭合的情况 下将 R 的滑动头向 c 端移动时，电路中电流减小，M 产生的磁场减弱，穿过N 的磁通量减小，根据 楞次定律阻碍磁通量变化可知N 环向左运动，D 错、C 对。 20(09 重庆).题 20 图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接 的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈 平面上的投影沿圆弧XOY运动， （O是线圈中心） ，则（） A.从 X 到 O,电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小 B.从 X 到 O,电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大 C.从 O 到 Y,电流由 F 经 G 流向

7、 E，先减小再增大 D. 从 O 到 Y,电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小 答案答案：D 解析解析：在磁极绕转轴从 X 到 O 匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上增大，根据楞次定律可知线圈 中产生瞬时针方向的感应电流，电流由F 经 G 流向 E，又导线切割磁感线产生感应电动势E 感BLV， 导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小、则电流先增大再减小，AB 均错； 在磁极绕转轴从 O 到 Y 匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上减小，根据楞次定律可知线圈中产生 逆时针方向的感应电流，电流由 E 经 G 流向 F，又导线切割磁感线产生感应电动势 E 感BLV，导线 处的磁感应

8、强度先增后减可知感应电动势先增加后减小、则电流先增大再减小，C 错、D 对。 19(09 宁夏).如图所示，一导体圆环位于纸面内，O 为圆心。 环内两个圆心角为 90的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁 场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体 杆 OM 可绕 O 转动，M 端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆 心和圆环间连有电阻 R。 杆 OM 以匀角速度逆时针转动，t=0 时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻 R 的电流方向为 正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一 周的过程中，电流随 t 变化的图象是 3 答案 C 【解析】依据右手定则，可知在0- 内，电流方向

9、M 到 O，在在电阻 R 内则是由 b 到 a，为负值， 2 1 BL 2 3 且大小为I 2 为一定值，内没有感应电流， 内电流的方向相反，即沿正方 22R 3 向， 2内没有感应电流，因此 C 正确。 2 18(09 福建).如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 d，其右端接有 阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。一质量为m（质量分 布均匀）的导体杆 ab 垂直于导轨放置， 且与两导轨保持良好接触， 杆与导轨之间的动摩擦因数为u。 现杆在水平向左、 垂直于杆的恒力 F 作用下从静止开始沿导轨运动距离L 时， 速度恰好达到最大

10、（运 动过程中杆始终与导轨保持垂直） 。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。 则此过程BD A.杆的速度最大值为 B.流过电阻 R 的电量为 C.恒力 F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D.恒力 F 做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量 4 24(09 全国 2).(15 分) 如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率 常量。用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方 框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求 （1）导线中感应电流的大小； （2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化 答案（1）I B k，k 为负

11、的 t kls 8 k2l2s （2） 8 【解析】本题考查电磁感应现象.(1)线框中产生的感应电动势 /t 在线框产生的感应电流I Bs1 2l k t2 R ,R kls4l ,联立得I 8s (2)导线框所受磁场力的大小为F BIl,它随时间的变化率为 FB ,由以上式联立可得 Il tt Fk2l2s . t8 23(09 北京) （18 分） 单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量 （以下简称流量） 。由一种利用电磁 原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转 换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。 传感器的结构如图所示，

12、圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和 c,a,c 间的距离等于测 量管内径 D，测量管的轴线与a、c 的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导 电液体流过测量管时，在电极a、c 的间出现感应电动势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流 量 Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。 （1）已知D 0.40m,B 20510 T,Q 0.12 / s，设 液体在测量管内各处流速相同，试求E 的大小（去 3.0） （2）一新建供水站安装了电磁流量计， 在向外供水时流量 本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是 5 33 误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口

13、流出。因为已加压充满管道。不便 再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法； （3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R.a、c 间导电液体的电阻 r 随液体电阻 率色变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以E、R。r 为参量，给出电极a、c 间输出电 压 U 的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。 【解析】 （1）导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动，在电极a、c 间切割感应线的 液柱长度为 D， 设液体的流速为 v，则产生的感应电动势为 E=BDv 由流量的定义，有 Q=Sv=v 4 4Q4BQ 式联立解得E BD

14、2 DD 42.51030.12 代入数据得E V 1.0103V 30.4 （2）能使仪表显示的流量变为正值的方法简便，合理即可，如： D2 改变通电线圈中电流的方向，是磁场B 反向，或将传感器输出端对调接入显示仪表。 （3）传感器的显示仪表构成闭合电路，有闭合电路欧姆定律 I U IR E R r REE R rI (r / R) 输入显示仪表是 a、c 间的电压 U，流量示数和 U 一一对应， E 与液体电阻率无关，而 r 随电 阻率的变化而变化，由式可看出， r 变化相应的 U 也随之变化。在实际流量不变的情况下， 仪表显示的流量示数会随a、c 间的电压 U 的变化而变化，增大R，使

15、Rr，则 UE,这样就 可以降低液体电阻率的变化对显示仪表流量示数的影响。 24(09 四川).(19 分) 如图所示，直线形挡板p1p2p3与半径为 r 的圆弧形挡板 p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上， 挡板与台面均固定不动。线圈c1c2c3的匝数为 n,其端点 c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容 器相连，电容器两极板间的距离为d,电阻 R1的阻值是线圈 c1c2c3阻值的 2 倍，其余电阻不计，线圈 c1c2c3内有一面积为 S、 方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场， 磁场的磁感应强度 B 随时间均匀增大。 质量为 m 的小滑块带正电， 电荷量始终保持为 q,

16、在水平台面上以初速度v0从 p1位置出发，沿挡板运 动并通过 p5位置。若电容器两板间的电场为匀强电场，p1、p2在电场外，间距为 l,其间小滑块与台 面的动摩擦因数为，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g. 求： (1)小滑块通过 p2位置时的速度大小。 (2)电容器两极板间电场强度的取值范围。 6 (3)经过时间 t,磁感应强度变化量的取值范围。 24 （19 分）解： （1）小滑块运动到位置P2时速度为 v1，由动能定理有： mgl v1= 1 2 1 2m 1 mv 0 22 2v 0 2ugl 说明：式 2 分，式 1 分。 （2）由题意可知，电场方向如图，若小滑块能通过位置p，则小滑

17、块可沿挡板运动且通过位置p5， 设小滑块在位置 p 的速度为 v，受到的挡板的弹力为N，匀强电场的电场强度为E，由动能定理有： 11 2 mgl 2rEq=mv2mv0 22 v2 当滑块在位置 p 时，由牛顿第二定律有：N+Eq=m r 由题意有：N0 2m(v 0 2ugl) 由以上三式可得：E 5qr 2m(v 0 2ugl) E 的取值范围：0 E 5qr 说明：式各 2 分，式 1 分 （3）设线圈产生的电动势为E1，其电阻为R，平行板电容器两端的电压为U，t时间内磁感应强度 的变化量为B，得：U=Ed 由法拉第电磁感应定律得E1=n BS t 由全电路的欧姆定律得E1=I（R+2R

18、） U=2RI (11) 23md(v 0 2gl) t (12) 经过时间t，磁感应强度变化量的取值范围：0B 10nsqr 7 说明: 15(09 江苏).（16 分）如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导轨间距为l、 足够长且电阻忽略不计，导轨平面的倾角为，条形匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为 B、方向与导轨平面垂直。长度为 2d 的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成 “”型装置，总质量为m，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为I 的电流（由外接恒流源 产生，图中未图出） 。线框的边长为 d（d l） ，电阻为 R，下边与磁场区域上边界重合。将装 置由静止释

19、放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回， 导体棒在整个运动过程中始终与导 轨垂直。重力加速度为 g。 求： （1）装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q； （2）线框第一次穿越磁场区域所需的时间t1； （3）经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离 m 。 15解析： (1)设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，作用在线框上的安培力做功为W 由动能定理m gs i n 且Q W 4 d WB I l d 0 解得Q 4m g d s i n B I l d （2）设线框刚离开磁场下边界时的速度为v1，则接着向下运动2d 由动能定理 m gs i n 1 2

20、 dB I l d 0 2 2 1 vm 8 装置在磁场中运动时收到的合力 F mgsin F 感应电动势 =Bd R 安培力F BI d 感应电流I = 由牛顿第二定律，在 t 到 t+t时间内，有v 则 F t m v B2d2v gsin t mR 2B2d3 有v 1 gt 1 sin mR 2B2d3 2m(BIld 2mgd sin) R 解得 t 1 mgsin （3）经过足够长时间后，线框在磁场下边界与最大距离xm之间往复运动 x m BIl x( m d )0 由动能定理 mgs i n 解得 x m 13(09 上海)如图，金属棒ab 置于水平放置的 U 形光滑导轨上，在e

21、f 右侧存在 有界匀强磁场 B， 磁场方向垂直导轨平面向下， 在 ef 左侧的无磁场区域 cdef 内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。 当金属棒 ab 在 水平恒力 F 作用下从磁场左边界 ef 处由静止开始向右运动后，圆环 L 有 不变） 。 9 cfa B LF deb BIld BIl mgsin _（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流 _（填变大、变小、 【答案】收缩，变小 w w 【解析】由于金属棒 ab 在恒力 F 的作用下向右运动，则 abcd 回路中产生逆时针方向的感应电流， 则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场， 随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增

22、大，依 据楞次定律可知， 圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大； 又由于金属棒向右运动的 加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。 24(09 上海) （14 分）如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计， 导轨间距为 l，左侧接一阻值为 R 的电阻。区域 cdef 内存在垂直轨 道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为 m，电阻为 r 的金属棒 MN 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到 F0.5v 0.4（N） （v 为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界 0.2，s1m） （1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动； （2）

23、求磁感应强度 B 的大小； B2l2 （3）若撤去外力后棒的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 vv0x，且棒在运动到 m（Rr） ef 处时恰好静止，则外力F 作用的时间为多少？ （4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的 各种可能的图线。 【解析】【解析】 w w （1）金属棒做匀加速运动， R 两端电压 UIv，U 随时间均匀增大，即 v 随时间均匀增大， 加速度为恒量， B2l2vB2l2 （2）Fma，以 F0.5v0.4 代入得（0.5）v0.4a，a 与 v 无关，所以 a RrRr B2l2 0.4m/s ， （0.5）0，得 B0.5T， Rr 2 M c f R B F l