电磁感应近几年高考试题.doc

十二、电磁感应
1 .（2007·新课标全国卷·T20）（6分）.电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）
A.从a到b，上极板带正电
B.从a到b，下极板带正电
C.从b到a，上极板带正电
D.从b到a，下极板带正电
2 .（2008·新课标全国卷·T16）（6分）d
P
Q

a
b
r
c
R
v
、如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是 （ 　 ）
A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a
B．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a
C．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b
D．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b
3 .（2009·新课标全国卷·T19）（6分）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，电流随变化的图象是

4.（2010·新课标全国卷·T21）（6分）如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场。一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直。让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2，忽略涡流损耗和边缘效应。关于E1、E2 的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是（ ）
A.E1>E2，a端为正 B. E1>E2，b端为正
C. E1<E2，a端为正 D. E1<E2，b端为正
5.（2010·新课标全国卷·T14）（6分）在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
6. （2012·新课标全国卷·T19）（6分）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为 ( )

A. B. C. D.
７. （2012·新课标全国卷·T20）（6分）如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是 ( )

8、（2013·新课标全国卷Ⅰ·T17）（6分）如图.在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线.可能正确的是

9、（2013·新课标全国卷Ⅰ·T25）（19分）如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求:
(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；
(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。

10.（2013·新课标全国卷Ⅱ·T16）（6分）如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d＞L ）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0是导线框的的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图像中，可能正确描述上述过程的是

11、（2013·新课标全国卷Ⅱ·T19）（6分）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是
A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系
B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
1（2013•聊城市一模）20如图所示，相距为L的光滑平行金属导轨ab、cd放置在水平桌面上'阻值为R的电阻与导轨的两端a、c相连。滑杆MN质量为m，电阻为r，垂直于导轨并可在导轨上自由滑动，不计导轨和导线的电阻。整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，轻绳绕过固定在桌边的光滑滑轮后，与另一质量也为m的物块相连，轻绳处于拉直状态。现将物块由静止释放，当物块达到最大速度时，下落高度为h，用g表示重力加速度，则在物块由静止开始下落至速度最大的过程中
A．通过电阻R的电荷量是
B．滑杆MN产生的最大感应电动势为
C．绳子的拉力大小逐渐减小
D．物块减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热
2（2013·潍坊一模） 8．如图所示，间距l＝0.4m的光滑平行金属导轨与水平面夹角＝30°，正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，方向垂直于斜面．甲乙两金属杆电阻R相同、质量均为m＝0.02kg，垂直于导轨放置．起初，甲金属杆处在磁场的上边界ab上，乙在甲上方距甲也为l处．现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力F，使甲金属杆始终以a＝5m／s2的加速度沿导轨匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g=10m/s2，则
A．每根金属杆的电阻 R＝0.016
B．甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4s
C．甲金属杆在磁场中运动过程中F的功率逐渐增大
D．乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是0.1W
3（2013·日照市一模）20.在光滑的绝缘水平面上方，有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，PQ为磁场边界。一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向放置于磁场中A处，现给金属圆环一水平向右的初速度。当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时的速度为，则下列说法正确的是
A.此时圆环中的电功率为
B.此时圆环的加速度为
C.此过程中通过圆环截面的电荷量为
D.此过程回路中产生的电能为0.75m
4（2013·烟台市一模）20如图甲所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B，磁场在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度为a．一直角三角形导线框ABC（BC边的长度为a）从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流i、BC两端的电压uBC与线框移动的距离x的关系图象正确的是

5（2013·泰安市一模）20．如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是
A．金属棒在导轨上做匀减速运动
B．整个过程中金属棒克服安培力做功为
C．整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为
D．整个过程中电阻R上产生的焦耳热为
6（2013·滨州市一模） 16．如图所示，电阻率均匀的矩形线框在匀强磁场内运动，(1)(3)(4）三个图中线框在图示平面内平动，(2）图中线框绕转轴转动，以下说法正确的是
A．(1）图中，流过ab边的电流为零，ab两点间电势差为零
B．(2）图中图示位置处，流过ab边的电流不为零，ab两点电势差不为零
C．(3）图中，流过ab边的电流为零，ab两点电势差不为零
D．(4）图中，流过ab边的电流为零，ab两点电势差也为零
7（2013•德州市一模）20.如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P之间接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．金属棒在平行于导轨的外力F的作用下沿导轨向上运动，从运动过程中的某时刻开始计时，通过R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示．下列说法正确的是
A．流过电阻R的电流方向为M→R→P
B．金属棒ab的动能逐渐增大
C．穿过回路abPMa的磁通量均匀增加
D．拉力F做的功等于回路产生的热量与金属棒ab增加的机械能之和
8（2013•济南市一模）20．如图，水平的平行虚线间距为d=60cm，其间有沿水平方向的匀强磁场。一个阻值为R的正方形金属线圈边长l<d，线圈质量m=100g。线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。不计空气阻力，取g=10m/s2，则
A．线圈下边缘刚进磁场时加速度最小
B．线圈进入磁场过程中产生的电热为0.6J
C．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，电流均为逆时针方向
D．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，通过导线截面的电量相等
9（2013·青岛市一模）20．如图所示，两条电阻不计的平行导轨与水平面成 θ 角，导轨的一端连接定值电阻 R1 ，匀强磁场垂直穿过导轨平面．一根质量为 m、电阻为 R2 的导体棒 ab，垂直导轨放置，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 μ，且 R2 = 2R1．如果导轨以速度 v 匀速下滑，导轨此时受到的安培力大小为 F，则以下判断正确的是
A．电阻消耗的热功率为
B．整个装置消耗的机械功率为
C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为
D．若使导体棒以 v 的速度匀速上滑，则必须施加沿导轨向上外力

十二、电磁感应
高考题答案
1【答案】：D 2【答案】：B 3【答案】C 4【答案】D 5【答案】：AC
6【答案】C 7【答案】A 8【答案】A
9【答案】 (1) 　 (2)
10【答案】D 11【答案】ABD
模拟题答案：
1【答案】AB 2【答案】BC 3【答案】BC 4【答案】D 5【答案】BC
6【答案】D 7【答案】CD 8【答案】BD 9【答案】AC
1【解析】由楞次定律可感应电流流过R的电流方向从b到a，因则电容器下极板带正电，所以正确答案为D。
【答案】：D
2【解析】本题考查右手定则的应用。根据右手定则，可判断PQ作为电源，Q端电势高，在PQcd回路中，电流为逆时针方向，即流过R的电流为由c到d，在电阻r的回路中，电流为顺时针方向，即流过r的电流为由b到a。当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向。所以正确答案为B。
【答案】：B
3【解析】依据右手定则，可知在0-内，电流方向M到O，在在电阻R内则是由b到a，为负值，且大小为为一定值，内没有感应电流，内电流的方向相反，即沿正方向，内没有感应电流，因此C正确。
【答案】C
4【解析】本题以水平金属棒在两通电螺线管间的水平圆形匀强磁场中自由下落，垂直切割磁感线产生感应电动势，考查考生的空间想象能力和把立体图转化为平面图思维方法。
解答本题可按以下思路分析：

由安培定则判螺线管磁场方向
将立体图转化为平面图
确定有效切割长度和切割速度
由E=BLv计算得结果

将立体图转化为平面图如右图所示，由几何关系计算有效切割长度L

由机械能守恒定律计算切割速度v，即：，得，则：
，
根据E=BLv，， ，可见E1<E2。又根据右手定则判断电流方向从a到b，在电源内部，电流是从负极流向正极的，所以选项D正确。
【答案】D
【类题拓展】求动生电动势的“一变三看”法：
（1）变立体图为平面图
（2）一看三量夹角关系
（3）二看有效切割长度
（4）三看有效切割速度
5【解析】本题以电磁学发展史为基础，主要考查考生对电磁学知识系统的了解以及对电磁学发展做出重要贡献的科学家的伟大成就的了解。
解答本题时可按以下思路分析：
电磁学主干知识和重点内容
科学家的重要贡献

选项B错误，赫兹用实验证实了电磁波的存在；选项D错误，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律。
【答案】：AC
6【解析】分别求出导线框以角速度ω匀速转动产生的电流大小的表达式和磁感应强度大小随时间线性变化时电流大小的表达式，建立等式求解的大小.
设导线框半径为,导线框以角速度ω匀速转动产生的电流大小为：；导线框中磁感应强度大小随时间线性变化时产生的电流大小为：，因为I1=I2，所以，故选项C正确.
【答案】C

7【解析】解答本题可按以下思路分析：
判断线框处
磁场方向
利用楞次定律
分析线框电流
判断符合线框中的
电流方向的选项

分析A图,如图甲所示,

在0~t2时间内,直导线中的电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸面向里,由楞次定律可知此过程中线框中的感应电流方向为顺时针方向,由左手定则可判断出线框的左边所受安培力较大,方向向左,线框的右边所受安培力较小,方向向右,线框所受合力方向向左,如图乙所示.在t2~t1时间内,直导线中的电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸面向外,由楞次定律可知此过程中线框中的感应电流方向为顺时针方向,由左手定则可判断出线框的左边所受安培力较大,方向向右,线框的右边所受安培力较小,方向向左,线框所受合力方向向右,如图丙所示.故选项A正确,B、C、D错误.
【答案】A
8【解析】设MN在匀速运动中切割磁场的有效长度为L, ∠bac=2,感应电动势为E=BLv,三角形的两边长相等且均为,由可知,三角形的总电阻(k为常数),再由闭合电路欧姆定律得,是一个常量,与时间t无关,所以选项A正确。
【答案】A
9【解析】本题关键是通过牛顿第二定律的求解得出加速度的表达式是一个与时间无关的物理量,导体棒做匀加速直线运动。具体分析: 首先要由感应电动势和电容的定义式求解速度大小为v时电容器极板上储存的电荷Q;其次列牛顿第二定路方程,正确的解出加速度是一个恒量,即金属棒做初速为零的匀加速直线运动v=at解出本题的答案。
(1)设金属棒下滑的速度大小为v,则感应电动势为 E=BLv ①
平行板电容器两极板的电压为U,
U=E ②
设此时电容器极板上储存的电荷为Q,按定义有
③
联立①②③式解得 ④
(2)设金属棒下滑的速度大小为v时经历的时间为t,通过金属棒的电流为i,金属棒受到磁场的安培力为F,方向沿导轨向上,大小为F=BLi ⑤
设在(t,t+)时间间隔内流经金属棒的电荷量为，按定义有 ⑥
也是平行板电容器两极板在(t,t+)时间间隔内增加的电荷量
由④式可得 ⑦ 式中为金属棒速度的变化量按定义有
⑧
分析导体棒的受力,受重力mg,,支持力N,滑动摩擦力f,沿斜面向上的安培力F,
N=mgcos⑨ ⑩(11)
联立⑤至(11)式得(12)
由(12)式及题设可知,金属棒做初速为零的匀加速直线运动,t时刻金属棒下滑的速度大小为v
【答案】 (1) 　 (2)
10【解析】本题以线框在磁场中的运动为背景，考查左右手定则、安培力和牛顿第二定律。线框进入磁场时，由右手定则和左手点则可知线框受到向左的安培力，由于，则安培力减小，故线框做加速度减小的减速运动；同理可知线框离开磁场时，线框也受到向左的安培力，做加速度减小的减速运动；线框完全进入磁场后，线框中没有感应电流，不再受安培力作用，线框做匀速运动，本题选D。
【答案】D
11【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，A正确；安培首先提出分子电流假说，B正确；楞次定律的内容为感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，D正确；法拉第在实验中观察到，在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流，选项C说法错误。本题选ABD。
【答案】ABD