高考試題分類匯編——電磁感應

1、2013年高考試題分類匯編電磁感應oa（2013大綱理綜）17紙面內兩個半徑均為r的圓相切于o點，兩圓形區(qū)域內分別存在垂直紙面的勻強磁場，磁感應強度大小相等、方向相反，且不隨時間變化。一長為2r的導體桿oa繞過o點且垂直于紙面的軸順時針勻速旋轉，角速度為，t0時，oa恰好位于兩圓的公切線上，如圖所示。若選取從o指向a的電動勢為正，下列描述導體桿中感應電動勢隨時間變化的圖像可能正確的是（ ）teoateobteocteod【答案】cabcmn（2013新課標1理綜）17如圖，在水平面（紙面）內有三報相同的均勻金屬棒ab、ac和mn，其中ab、ac在a點接觸，構成“v”字型導軌。空間存在垂直于紙面

2、的均勻磁場。用力使mn向右勻速運動，從圖示位置開始計時，運動中mn始終與bac的平分線垂直且和導軌保持良好接觸。下列關于回路中電流i與時間t的關系圖線，可能正確的是itoitoitoitoa b c d【答案】a（2013新課標1理綜）25（19分）如圖，兩條平行導軌所在平面與水平地面的夾角為，間距為l。導軌上端接有一平行板電容器，電容為c。導軌處于勻強磁場中，磁感應強度大小為b，方向垂直于導軌平面。在導軌上放置一質量為m的金屬棒，棒可沿導軌下滑，且在下滑過程中保持與導軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導軌上端由靜止開始下滑，求：

3、 電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關系；mlbc金屬棒的速度大小隨時間變化的關系。【答案】q=cblv （2013新課標2理綜）16如圖，在光滑水平桌面上有一邊長為l、電阻為r的正方形導線框；在導線框右側有一寬度為d（dl）的條形勻強磁場區(qū)時導線框的的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導線框進入并通過磁場區(qū)域。下列v-t圖像中，可能正確描述上述過程的是（d）（2013北京理綜）acrbdvbmn17. 如圖，在磁感應強度為b、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬桿mn在平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動，mn中產生的感應電動勢為el；若磁感應強度增為2b，其他條件不變，mn中產生的感應電動

4、勢變?yōu)閑2。則通過電阻r的電流方向及e1與e2之比ele2分別為aca，21 bac，21cac，12 dca，12【答案】c（2013天津理綜）3如圖所示，紙面內有一矩形導體閉合線框動abcd，ab邊長大于bc邊長，置于垂直紙面向里、邊界為mn的勻強磁場外，線框兩次勻速地完全進入磁場，兩次速度大小相同，方向均垂直于mn。第一次ab邊平行mn進入磁場，線框上產生的熱量為q1，通過線框導體橫截面的電荷量為q1；第二次bc邊平行mn進入磁場線框上產生的熱量為q2，通過線框導體橫截面的電荷量為q2，則aq1>q2 q1=q2 bq1>q2 q1>q2cq1=q2 q1=q2 dq1

5、=q2 q1>q2【答案】a（2013山東理綜）tab圖甲圖乙tt/2ob18將一段導線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面（紙面）內，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場中?；芈返膱A形區(qū)域內有垂直紙面的磁場，以向里為磁場的正方向，其磁感應強度b隨時間t變化的圖像如圖乙所示。用f表示ab邊受到的安培力，以水平向右為f的正方向，能正確反映f隨時間t變化的圖像是ttt/2ofttt/2oftt/2oftttt/2of紅楓舞秋a b c d【答案】b（2013四川理綜）7如圖所示，邊長為l、不可形變的正方形導體框內有半徑為r的圓形區(qū)域，其磁感應強度b隨時間t的變化關系為bkt(常量k0)。

6、回路中滑動變阻器r的最大阻值為r0，滑動片p位于滑動變阻器中央，定值電阻r1r0、r2。閉合開關s，電壓表的示數(shù)為u，不考慮虛線mn右側導體的感應電動勢。則ar1兩端的電壓為b電容器的a極板帶正電c滑動變阻器r的熱功率為電阻r2的5倍d正方形導線框中的感應電動勢為kl2【答案】ac（2013重慶理綜）5如題5圖所示，一段長方體形導電材料，左右兩端面的邊長都為a和b內有帶電量為q的某種自由運動電荷導電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強磁場中，內部磁感應強度大小為b。當通以從左到右的穩(wěn)恒電流i時，測得導電材料上、下表面之間的電壓為u，且上表面的電勢比下表面的電勢低，由此可得該導電材料單位體積內自

7、由運動電荷數(shù)及自由運動電荷的正負別為 （ c ）題5圖biiab上下a，負 b，正 c，負 d，正【答案】c（2013重慶理綜）題7圖ab銅條讀數(shù)（單位：n）ns電阻7（15分）小明在研究性學習中設計了一種可測量磁感應強度的實驗，其裝置如題7圖所示。在該實驗中，磁鐵固定在水平放置的電子測力計上，此時電子測力計的讀數(shù)為g1，磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強磁場，其余區(qū)域磁場不計。直銅條ab的兩端通過導線與一電阻連接成閉合回路，總阻值為r。若讓銅條水平且垂直于磁場，以恒定的速率v在磁場中豎直向下運動，這時電子測力計的示數(shù)為g2，銅條在磁場中的長度為l。（1）判斷銅條所受安培力的方向，g1和g2哪個

8、大？（2）求銅條勻速運動時所受安培力的大小和磁感應強度的大小。【答案】（1）安培力的方向豎直向上，g2>g1 （2）安培力的大小 f=g2g1 磁感應強度的大小 （2013安徽理綜）370n×m小燈泡16如圖所示，足夠長平行金屬導軌傾斜放置，傾角為370，寬度為0.5m，電阻忽略不計，其上端接一小燈泡，電阻為1。一導體棒mn垂直于導軌放置，質量為0.2kg，接入電路的電阻為1，兩端于導軌接觸良好，與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.5。在導軌間存在著垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度為0.8t。將導體棒mn由靜止釋放，運動一端時間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導體棒mn的運動速度及小燈泡消耗

9、的電功率分別為（重力加速度g取10m/s2，sin370=0.6）a2.5m/s 1w b5m/s 1wc7.5m/s 9w d15m/s 9w【答案】b【解析】小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，說明導體棒mn勻速運動，則有，可得導體棒mn的運動速度；小燈泡消耗的電功率。正確選項：b磁條刷卡器otee0t0（2013浙江理綜）15磁卡的詞條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈，當以速度v0刷卡時，在線圈中產生感應電動勢。其e-t關系如右圖所示。如果只將刷卡速度改為v0/2，線圈中的e-t關系可能是otee0t02otee0t02otee02t0otee02t0a b c d【答案】dood

10、abcb（2013福建理綜）18如圖，矩形閉合線框在勻強磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進入磁場的時刻。線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界oo 平行，線框平面與磁場方向垂直。設oo 下方磁場磁場區(qū)域足夠大，不計空氣影響，則下列哪一個圖像不可能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律vtot1t2vtot2t1vtot2t1vtot2t1 a b c d【答案】a（2013上海物理）11如圖，通電導線mn與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且相互絕緣。當mn中電流突然減小時，線圈所受安培力的合力方向a bmndc(a)向左 (b)向右(

11、c)垂直紙面向外 (d)垂直紙面向里【答案】b（2013海南物理）6如圖，水平桌面上固定有一半徑為r的金屬細圓環(huán)，環(huán)面水平，圓環(huán)每單位長度的電阻為r，空間有一勻強磁場，磁感應強度大小為b，方向豎直向下；一長度為2r、電阻可忽略的導體棒置于圓環(huán)左側并與環(huán)相切，切點為棒的中點。棒在拉力的作用下以恒定加速度a從靜止開始向右運動，運動過程中棒與圓環(huán)接觸良好。下列說法正確的是a拉力的大小在運動過程中保持不變bob棒通過整個圓環(huán)所用的時間為c棒經過環(huán)心時流過棒的電流為d棒經過環(huán)心時所受安培力的大小為【答案】d【解析】棒通過整個圓環(huán)所用的時間為，故b錯；棒經過環(huán)心時棒上產生的感應電動勢為，回路中的電阻為，流

12、過棒的電流為，此時棒所受安培力的大小為，故c錯d正確。左右（2013海南物理）10如圖，在水平光滑桌面上，兩相同的矩形剛性小線圈分別疊放在固定的絕緣矩形金屬框的左右兩邊上，且每個小線圈都各有一半面積在金屬框內，在金屬框接通逆時針方向電流的瞬間a兩小線圈會有相互靠攏的趨勢b兩小線圈會有相互遠離的趨勢c兩小線圈中感應電流都沿順時針方向d左邊小線圈中感應電流沿順時針方向，右邊小線圈中感應電流沿逆時針方向【答案】bc【解析】在金屬框接通逆時針方向電流的瞬間，穿過兩線圈的磁通量增加，為了阻礙磁通量的增加，由楞次定律知：左、右兩線圈分別向左、右移動，兩小線圈中感應電流都沿順時針方向。故bc正確。（2013

13、江蘇物理）13（15分）如圖所示，勻強磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場垂直。 已知線圈的匝數(shù)n=100，邊長ab =1. 0m、bc=0.5m，電阻r=2。 磁感應強度b在01s內從零均勻變化到0.2t。 在15s內從0.2t均勻變化到0.2t，取垂直紙面向里為磁場的正方向。求: （1）0.5s時線圈內感應電動勢的大小e和感應電流的方向；（2）在15s內通過線圈的電荷量q；（3）在05s內線圈產生的焦耳熱q。【答案】(1) 10v 感應電流的方向adcba (2)10c (3) 100j【解析】(1) 感應電動勢 磁通量的變化 解得 代入數(shù)據得e1=10v 感應電流的方向adcb

14、a(2) 同理可得 感應電流 電量 解得 代入數(shù)據得 q=10c(3)01s內的焦耳熱 且 15s內的焦耳熱 由，代入數(shù)據得 q=100j（2013上海物理）33(16分)如圖，兩根相距l(xiāng)0.4m、電阻不計的平行光滑金屬導軌水平放置，一端與阻值r0.15的電阻相連。導軌x0一側存在沿x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場，其方向與導軌平面垂直，變化率k0.5t/m，x0處磁場的磁感應強度b00.5t。一根質量m0.1kg、電阻r0.05的金屬棒置于導軌上，并與導軌垂直。棒在外力作用下從x0處以初速度v02m/s沿導軌向右運動，運動過程中電阻上消耗的功率不變。求：(1)回路中的電流；(2)金屬棒在x2m處的速

15、度；(3)金屬棒從x0運動到x2m過程中安培力做功的大?。?4)金屬棒從x0運動到x2m過程中外力的平均功率?！敬鸢浮?a 0.67m/s 1.6j 0.71wlxorb【解析】由法拉第電磁感應定律得 e=b0lv=0.4v由閉合電路歐姆定律得i=e/(r+r)=2a 由b2= b0+kx=1.5t，e=b2lv2得v2= 0.67m/s由于f=bil 且b= b0+kx 電阻上消耗的功率不變，故電流不變?yōu)閕=2ax=0時f0= b0il= 0.4n，x=2m時fa=b2il=1.2n安培力做功w= ( f0 + fa)x/2=1.6j由eit=w解得t=2s由動能定理可得得p= 0.71w2

16、012年高考試題分類匯編電磁感應b0o（2012寧夏理綜）19如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應強度大小為b0。使該線框從靜止開始繞過圓心o、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉動半周，在線框中產生感應電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為a b c d 【答案】c（2012寧夏理綜）i20如圖，一載流長直導線和一矩形導線框固定在同一平面內，線框在長直導線右側，且其長邊與長直導線平行。已知在t=0到t=t1的時間間隔內，

17、直導線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中感應電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設電流i正方向與圖中箭頭方向相同，則i隨時間t變化的圖線可能是oitat1oitbt1oict1toidt1t【答案】a（2012天津理綜）mrbrna11（18分）如圖所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距l(xiāng)=0.5m,左端接有阻值r=0.3的電阻，一質量m=0.1kg，電阻r=0.1的金屬棒mn放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度b=0.4t。棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始a=2m/s2的加速度做勻加速運動，當棒的位移x=9m時撤去

18、外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產生的焦耳熱之比q1:q2=2:1.導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求（1）棒在勻加速運動過程中，通過電阻r的電荷量q；（2）撤去外力后回路中產生的焦耳熱q2；（3）外力做的功wf。【解】（1）棒勻加速運動所用時間為t，有 s 根據法拉第電磁感應定律和閉合電路的歐姆定律求電路中產生的平均電流為 a 根據電流定義式有 c（2）撤去外力前棒做勻加速運動根據速度公式末速為 m/s撤去外力后棒在安培力作用下做減速運動，安培力做負功先將棒的動能轉化為電能，再通過電流做功將電能轉化為內能，所以焦耳熱等于棒的

19、動能減少。有 j（3）根據題意在撤去外力前的焦耳熱為j 撤去外力前拉力做正功、安培力做負功（其大小等于焦耳熱q1）、重力不做功共同使棒的動能增大，根據動能定理有 則j（2012山東理綜）20如圖所示，相距為l的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻r，勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應強度為b。將質量為m的導體棒由靜止釋放，當速度達到v時開始勻速運動，此時對導體棒施加一平行于導軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為p，導體棒最終以2v的速度勻速運動。導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，不計導軌和導體棒的電阻，重力加速度為g。下列選項正確的是（ ）qmrbqlap=2mgvsin b

20、p=3mgvsinc當導體棒速度達到時加速度大小為sind在速度達到2v以后勻速運動的過程中，r上產生的焦耳熱等于拉力所做的功【答案】a、cx圖甲son（2012福建理綜）18如圖甲，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合。若取磁鐵中心o為坐標原點，建立豎直向下為正方向的x軸，則圖乙中最能正確反映環(huán)中感應電流i隨環(huán)心位置坐標x變化的關系圖象是() 圖乙ixoidixoi-icixoi-ibixoi-ia 【答案】b（2012四川理綜）20半徑為右端開小口的導體圓環(huán)和長為2的導體直桿，單位長度電阻均為r0。圓環(huán)水平固定放置，整

21、個內部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為b。桿在圓環(huán)上以速度平行于直徑cd向右做勻速直線運動，桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心o開始，桿的位置由確定，如圖所示。則cdobava=0時，桿產生的電動勢為b時，桿產生的電動勢為 c=0時，桿受的安培力大小為d時，桿受的安培力大小為 【答案】ad（2012重慶理綜）21如圖所示，正方形區(qū)域mnpq內有垂直紙面向里的勻強磁場。在外力作用下，一正方形閉合剛性導線框沿qn方向勻速運動，t0時刻，其四個頂點m、n、p、q恰好在磁場邊界中點。下列圖象中能反映線框所受安培力f的大小隨時間t變化規(guī)律的是()nmmqqnppvota fotb fotc

22、fotdf【答案】b（2012廣東物理）35（18分）如圖17所示，質量為m的導體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬導軌上。導軌平面與水平面的夾角為，并處于磁感應強度大小為b、方向垂直與導軌平面向上的勻強磁場中。左側是水平放置、間距為d的平行金屬板。r和rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值，不計其他電阻。（1）調節(jié)rx=r，釋放導體棒，當棒沿導軌勻速下滑時，求通過棒的電流i及棒的速率v。（2）改變rx，待棒沿導軌再次勻速下滑后，將質量為m、帶電量為+q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時的rx。圖17rxrdablb【解】（1）當rx=r棒沿導軌勻速下滑時，由平衡條件安培力 解

23、得 感應電動勢 電流 解得 （2）微粒水平射入金屬板間，能勻速通過，由平衡條件 棒沿導軌勻速，由平衡條件 金屬板間電壓 解得 （2012海南物理）5如圖所示，一質量為m的條形磁鐵用細線懸掛在天花板上，細線一水平金屬圓環(huán)中穿過現(xiàn)將環(huán)從位置釋放，環(huán)經過磁鐵到達位置設環(huán)經過磁鐵上端附近時細線的張力分別為t1和t2，重力加速度大小為g，則(    )a t1>mg，t2>mg           b t1<mg，t2<mgc t1>mg，t2&

24、lt;mg           d t1<mg，t2>mg【答案】a（2012上海物理）26（4分）為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計g與線圈l連接，如圖所示。已知線圈由a端開始繞至b端；當電流從電流計g左端流入時，指針向左偏轉。（1）將磁鐵n極向下從線圈上方豎直插入l時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉。俯視線圈，其繞向為_（填“順時針”或“逆時針”）。snsnabl（2）當條形磁鐵從圖中虛線位置向右遠離l時，指針向右偏轉。俯視線圈，其繞向為_（填“順時針”或“逆時針”）。 【答案】（1）順時針，（2

25、）逆時針（2012上海物理）33（14分）如圖，質量為m的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計，質量為m的導體棒pq放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，pqbc構成矩形。棒與導軌間動摩擦因數(shù)為m，棒左側有兩個固定于水平面的立柱。導軌bc段長為l，開始時pq左側導軌的總電阻為r，右側導軌單位長度的電阻為r0。以ef為界，其左側勻強磁場方向豎直向上，右側勻強磁場水平向左，磁感應強度大小均為b。在t0時，一水平向左的拉力f垂直作用于導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a。bbeqafpcfdb（1）求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式；（2）經過多少時間拉力f達到最大值，拉力f的最大值為多少？（3）某一過程中回路產生的焦耳熱為q，導軌克服摩擦力做功為w，求導軌動能的增加量?！窘狻浚?）感應電動勢為eblv導軌做初速為零的勻加速運動，vat sat2/2 感應電流的表達式為iblv/r總又 r總= r2r0s聯(lián)立得：iblat/（rr0at2）（2）導軌受安培力f安bilb2l2at/（rr0at2）摩擦力為fffn（mgbil）mgb2l2at/（rr0at2）由牛頓第二定律ff安ffma，拉力 fmam