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2019-2020年高考物理真題分類匯編 電磁感應（含解析） (xx新課標I-19). 1824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”，實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，如圖所示，實驗中發(fā)現，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉時，磁針也隨著一起轉動起來，但略有滯后，下列說法正確的是 A. 圓盤上產生了感應電動勢 B. 圓盤內的感應電流產生的磁場導致磁針轉動 C. 在圓盤轉動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D. 圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成了電流，此電流產生的磁場導致磁針轉動 【答案】 A、B 【考點】電磁感應現象；磁通量；渦流 【解析】因為當磁體和導體之間的相對運動在導體內產生出了感應電流，而感應電流產生的磁力又會與磁體的磁力相互作用，從而使磁體一起轉動起來，具休是當銅圓盤在小磁針的磁場中轉動時，半徑方向的金屬條在切割磁感線，發(fā)生電磁感應現象，在銅圓盤的圓心和邊緣之間產生感應電動勢，選項A正確；圓盤在徑向的輻條切割磁感線過程中，內部距離圓心遠近不同的點電勢不等而形成感應電流即渦流（根據圓盤轉向的不同以及磁極的不同，感應電流從軸心流向邊緣或從邊緣流向軸心），而感應電流產生的磁力又會與小磁針的磁力相互作用，從而使小磁針一起轉動起來，故選項B正確，圓盤轉動過程中，圓盤位置、圓盤面積和磁場都沒有發(fā)生變化，故磁場穿過整個圓盤的磁通量沒有變化，選項C錯誤；圓盤本身呈中性，不會產生環(huán)形電流，D錯誤。 【xx新課標II-15】15. 如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向平行于ab邊向上。當金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉動時，a、b、c三點的電勢分別為Ua、Ub、Uc.已知bc邊的長度為l。下列判斷正確的是 A．Ua> Uc，金屬框中無電流 B. Ub >Uc，金屬框中電流方向沿a-b-c-a C .Ubc=-1/2Blω，金屬框中無電流 D. Ubc=1/2Blw，金屬框中電流方向沿a-c-b-a 【答案】C 考點：導體切割磁感線 【xx重慶-4】. 題4圖為無線充電技術中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數為，面積為.若在到時間內，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應強度大小由均勻增加到，則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差 A.恒為 B. 從0均勻變化到 C.恒為 D.從0均勻變化到 【答案】C 考點：本題考查法拉第電磁感應定律、楞次定律。 ] （xx浙江-24）小明同學設計了一個“電磁天平”，如圖1所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡。線圈的水平邊長L=0.1m，豎直邊長H=0.3m，匝數為。線圈的下邊處于勻強磁場內，磁感應強度，方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0~2.0A范圍內調節(jié)的電流I。掛盤放上待測物體后，調節(jié)線圈中電流使得天平平衡，測出電流即可測得物體的質量。（重力加速度?。? （1）為使電磁天平的量程達到0.5kg，線圈的匝數至少為多少 （2）進一步探究電磁感應現象，另選匝、形狀相同的線圈，總電阻，不接外電流，兩臂平衡，如圖2所示，保持不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應強度B隨時間均勻變大，磁場區(qū)域寬度。當掛盤中放質量為0.01kg的物體時，天平平衡，求此時磁感應強度的變化率。 【答案】（1）匝（2） 考點：法拉第電磁感應，歐姆定律，安培力， （xx四川-11）．（18分） 如圖所示，金屬導軌MNC和PQD，MN與PQ平行且間距為L，所在平面與水平面夾角為α，N、Q連線與MN垂直，M、P間接有阻值為R的電阻；光滑直導軌NC和QD在同一水平面內，與NQ的夾角都為銳角θ。均勻金屬棒ab和ef質量均為m，長均為L，ab棒初始位置在水平導軌上與NQ重合；ef棒垂直放在傾斜導軌上，與導軌間的動摩擦因數為μ（μ較?。?，由導軌上的小立柱1和2阻擋而靜止?？臻g有方向豎直的勻強磁場（圖中未畫出）。兩金屬棒與導軌保持良好接觸。不計所有導軌和ab棒的電阻，ef棒的阻值為R，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，忽略感應電流產生的磁場，重力加速度為g。 （1）若磁感應強度大小為B，給ab棒一個垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平導軌上沿運動方向滑行一段距離后停止，ef棒始終靜止，求此過程ef棒上產生的熱量； （2）在（1）問過程中，ab棒滑行距離為d，求通過ab棒某橫截面的電量； （3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平導軌上向右勻速運動，并在NQ位置時取走小立柱1和2，且運動過程中ef棒始終靜止。求此狀態(tài)下最強磁場的磁感應強度及此磁場下ab棒運動的最大距離。 【答案】（1）Qef＝；（2）q＝；⑶Bm＝，方向豎直向上或豎直向下均可，xm＝ 【解析】 試題分析：（1）由于ab棒做切割磁感線運動，回路中產出感應電流，感應電流流經電阻R和ef棒時，電流做功，產生焦耳熱，根據功能關系及能的轉化與守恒有：＝QR＋Qef ① 根據并聯電路特點和焦耳定律Q＝I2Rt可知，電阻R和ef棒中產生的焦耳熱相等，即QR＝Qef ② 由①②式聯立解得ef棒上產生的熱量為：Qef＝ （2）設在ab棒滑行距離為d時所用時間為t，其示意圖如下圖所示： 該過程中回路變化的面積為：ΔS＝[L＋（L－2dcotθ）]d ③ 根據法拉第電磁感應定律可知，在該過程中，回路中的平均感應電動勢為：＝ ④ 根據閉合電路歐姆定律可知，流經ab棒平均電流為：＝ ⑤ 根據電流的定義式可知，在該過程中，流經ab棒某橫截面的電量為：q＝ ⑥ 由③④⑤⑥式聯立解得：q＝ ⑶由法拉第電磁感應定律可知，當ab棒滑行x距離時，回路中的感應電動勢為：e＝B（L－2xcotθ）v2 ⑦ 根據閉合電路歐姆定律可知，流經ef棒的電流為：i＝ ⑧ 根據安培力大小計算公式可知，ef棒所受安培力為：F＝iLB ⑨ 由⑦⑧⑨式聯立解得：F＝ ⑩ 由⑩式可知，當x＝0且B取最大值，即B＝Bm時，F有最大值Fm，ef棒受力示意圖如下圖所示： 根據共點力平衡條件可知，在沿導軌方向上有：Fmcosα＝mgsinα＋fm ? 在垂直于導軌方向上有：FN＝mgcosα＋Fmsinα ? 根據滑動摩擦定律和題設條件有：fm＝μFN ? 由⑩???式聯立解得：Bm＝ 顯然此時，磁感應強度的方向豎直向上或豎直向下均可 由⑩式可知，當B＝Bm時，F隨x的增大而減小，即當F最小為Fmin時，x有最大值為xm，此時ef棒受力示意圖如下圖所示： 根據共點力平衡條件可知，在沿導軌方向上有：Fmincosα＋fm＝mgsinα ? 在垂直于導軌方向上有：FN＝mgcosα＋Fminsinα ? 由⑩???式聯立解得：xm＝ 考點：功能關系、串并聯電路特征、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應定律、楞次定律共點力平衡條件的應用，和臨界狀態(tài)分析與求解極值的能力 【xx山東-17】. 如圖，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉動?，F施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場，圓盤開始減速。在圓盤減速過程中，以下說法正確的是 A．處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高 B．所加磁場越強越易使圓盤停止轉動 C．若所加磁場反向，圓盤將加速轉動 D．若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉動 【答案】ABD 考點：法拉第電磁感應定律；楞次定律. 【xx山東-19】. 如圖甲，R0為定值電阻，兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內。左端連接在一周期為T0的正弦交流電源上，經二極管整流后，通過R0的電流i始終向左，其大小按圖乙所示規(guī)律變化。規(guī)定內圓環(huán)a端電勢高于b端時，間的電壓為uab正，下列uab-t圖像可能正確的是 【答案】C 【解析】 試題分析：在第一個0.25T0時間內，通過大圓環(huán)的電流為瞬時針逐漸增加，由楞次定律可判斷內環(huán)內a端電勢高于b端，因電流的變化率逐漸減小故內環(huán)的電動勢逐漸減??；同理在第0.25T0-0.5T0時間內，通過大圓環(huán)的電流為瞬時針逐漸減小，由楞次定律可判斷內環(huán)內a端電勢低于b端，因電流的變化率逐漸變大故內環(huán)的電動勢逐漸變大；故選項C正確. 考點：法拉第電磁感應定律；楞次定律. 【xx廣東35-】35．(18分)如圖17(a)所示，平行長直金屬導軌水平放置，間距L＝0.4m，導軌右端接有阻值R＝1Ω的電阻，導體棒垂直放置在導軌上，且接觸良好，導體棒及導軌的電阻均不計，導軌間正方形區(qū)域abcd內有方向豎直向下的勻強磁場，bd連線與導軌垂直，長度也為L，從0時刻開始，磁感應強度B的大小隨時間t變化，規(guī)律如圖17(b)所示；同一時刻，棒從導軌左端開始向右勻速運動，1s后剛好進入磁場，若使棒在導軌上始終以速度v＝1m/s做直線運動，求： (1)進入磁場前，回路中的電動勢E； ⑵棒在運動過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形abd區(qū)域時電流i與時間t的關系式。 【答案】(1)E = 0.04V (2) i = t – 1 (1s < t < 1.2s) 【考點】法拉第電磁感應定律；勻強磁場中的安培力；閉合電路的歐姆定律 【解析】(1)進入磁場前，閉合回路中有磁場通過的有效面積不變，磁感應強度均勻變大，由法拉第電磁感應定律，回路中的電動勢E = = ?Sabcd 其中Sabcd = (L)2 = 0.08m2 代入數據得E = 0.04V (2) 進入磁場前，回路中的電流I0 = = = 0.04A 進入磁場前，當B = 0.5T時，棒所受的安培力最大為; F0 = BI0L = 0.5T0.04A0.4m = 0.008N 進入磁場后，當導體棒在bd時，切割磁感線的有效長度最長，為L，此時回路中有最大電動勢及電流： E1 = BLv 和 I1 = = 故進入磁場后最大安培力為：F1 = BI1L = 代入數據得：F1 = 0.04N 故運動過程中所受的最大安培力為0.04N 棒通過三角形區(qū)域abd時，切割磁感線的導體棒的長度為L/ ： L/ = 2v(t – 1) = 2(t – 1) E2 = BL/v 故回路中的電流i = = A = t – 1 (A) (1s < t < 1.2s) 【xx北京-22】. (16 分)如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置，寬度 L = 0.4 m，一端連接R=1 Ω的電阻，導軌所在的空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度 B = 1 T，導體棒 MN 放在導軌上，其長度恰好等于導軌間距，與導軌接觸良好。導軌和導體棒的電阻均可忽略不計。在平行于導軌的拉力 F 作用下，導體棒沿導軌向右勻速運動，速度 v = 5 m/s ，求: ( 1 ) 感應電動勢 E 和感應電流 I ; ( 2 ) 在 0.1 s 時間內，拉力的沖量 的大小; ( 3 ) 若將 MN 換為電阻為 r = 1 Ω的 導體棒，其它條件不變，求導體棒兩端的電壓 U。 【答案】 （1） 根據動生電動勢公式得E=BLv = 1T 0.4m 5m /s =2V 故感應電流 （2）金屬棒在勻速運動過程中，所受的安培力大小為 F安= BIL =0.8N, 因為是勻速直線運動，所以導體棒所受拉力F = F安 = 0.8N 所以拉力的沖量 IF =F t=0.8 N 0.1 s=0.08 Ns （3）導體棒兩端電壓R= E=1V 【難度】★ 【考點】 1、動生電動勢和感應電流的基本概念，基本公式 2、力和運動的基本關系，沖量的基本定義 3、電動勢和外電壓的基本概念及其關系 【解析】本題的主要考查的知識點十分明確而簡單，就是以電磁感應中的單桿模型，考查電磁感應中的動生電動勢，感應電流，安培力的計算等最基本的知識點和概念，并與沖量這一基本概念做一個最簡單的綜合，計算題第 22 題考查電磁感應這塊知識點曾經在 04 年高考題和 08 高考題中出現過，其中 04 年考查的也是單桿模型，08 年以線框過磁場為情景今年又重新出現，體現了隔幾年便會循環(huán)出現的規(guī)律。而 22 題的宗旨是以最簡單的模型和情景來考查學生對于基礎知識點的識記和簡單應用，該題中體現的比較明顯和充分。 【xx安徽-19】．如圖所示，abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導軌，間距為l。導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度大小為B，導軌電阻不計。已知金屬桿MN傾斜放置，與導軌成角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動（金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好）。則 A．電路中感應電動勢的大小為 B．電路中感應電流的大小為 C．金屬桿所受安培力的大小為 D．金屬桿的熱功率為 【答案】B 考點：考查電磁感應知識。 【xx江蘇-2】2．靜電現象在自然界中普遍存在，我國早在西漢末年已有對靜電現象的記載《春秋緯 考異郵》中有玳瑁吸衣若只說，但下列不屬于靜電現象的是 A．梳過頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑 B．帶電小球移至不帶電金屬球附近，兩者相互吸引 C．小線圈接近通電線圈過程中，小線圈中產生電流 D．從干燥的地毯走過，手碰到金屬把手時有被電擊的感覺 【答案】C 【解析】：小線圈接近通電線圈過程中，消息安全中產生感應電流是電磁感應現象，不是靜電現象，所以C正確。 【xx江蘇-11】11．（10分）某同學探究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律，實驗裝置如題11-1圖所示，打點計時器的電源為50Hz的交流電 （1）下列實驗操作中，不正確的有________ A．將銅管豎直地固定在限位孔的正下方 B．紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面 C．用手捏緊磁鐵保持靜止，然后輕輕地松開讓磁鐵下落 D．在磁鐵下落的同時接通打點計時器的電源 （2）該同學按照正確的步驟進行試驗（記為“實驗①”），將磁鐵從管口處釋放，打出一條紙帶，取開始下落的一段，確定一合適的點為O點，每隔一個計時點取一個計數點，標為1、2、3…….8，用刻度尺量出各計數點的相鄰計時點到O點的距離，記錄在紙帶上，如題11-2圖所示 計算相鄰計時點間的平均速度，粗略地表示各計數點的速度，抄入下表，請將表中的數據補充完整 （3）分析上表的實驗數據可知：在這段紙帶記錄的時間內，磁鐵運動速度的變化情況是________;磁鐵受到阻尼作用的變化情況是____________. （4）該同學將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管，重復上述實驗操作（記為實驗②），結果表明磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同，請問實驗②是為了說明說明？對比實驗①和②的結果得到什么結論？ 【答案】（1）CD（2）39.0 （3）逐漸增大到39.8 cm/ s 逐漸增大到等于重力(4)為了說明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用，磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用. 【xx江蘇13-】13．（15分）做磁共振檢查時，對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產生感應電流。某同學為了估算該感應電流對肌肉組織的影響，將包裹在骨骼上一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑r=5.0cm，線圈導線的橫截面積A=，電阻率，如圖所示，勻強磁場方向與線圈平面垂直，若磁感應強度B在0.3s內從1.5T均勻地減小為零，求（計算結果保留一位有效數字） （1）該圈肌肉組織的電阻R； （2）該圈肌肉組織中的感應電動勢E； （3）0.3s內該圈肌肉組織中產生的熱量Q。 【答案】（1）6103Ω （2）410-2V （3）810-8J 【xx海南-2】如圖，空間有一勻強磁場，一直金屬棒與磁感應強度方向垂直，當它以速度v沿與棒和磁感應強度都垂直的方向運動時，棒兩端的感應電動勢大小ε，將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折彎，置于磁感應強度相垂直的平面內，當它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運動時，棒兩端的感應電動勢大小為，則等于（ ） A.1/2 B. C.1 D. 【答案】B 【解析】設折彎前導體切割磁感線的長度為，折彎后，導體切割磁場的有效長度為，故產生的感應電動勢為，所以，B正確； 【xx海南-13】13如圖，兩平行金屬導軌位于同一水平面上，相距，左端與一電阻R相連；整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向豎直向下。一質量為m的導體棒置于導軌上，在水平外力作用下沿導軌以速度勻速向右滑動，滑動過程中始終保持與導軌垂直并接觸良好。已知導體棒與導軌間的動摩擦因數為，重力加速度大小為g，導軌和導體棒的電阻均可忽略。求 （1）電阻R消耗的功率； （2）水平外力的大小。 【答案】（1）（2） 【解析】（1）導體切割磁感線運動產生的電動勢為， 根據歐姆定律，閉合回路中的感應電流為 電阻R消耗的功率為，聯立可得 （2）對導體棒受力分析，受到向左的安培力和向左的摩擦力，向右的外力，三力平衡，故有，，故 【xx天津-11】11．(18分)如圖所示，“凸”字形硬質金屬線框質量為m，相鄰各邊互相垂直，且處于同一水平面內，ab邊長為l，cd邊長為2l。ab與cd平行，間距為2l。勻強磁場區(qū)域的上下邊界均水平，磁場方向垂直于線框所在平面。開始時．cd邊到磁場上邊界的距離為2l ，線框由靜止釋放，從cd邊進入磁場直到ef、pq邊進入磁場前，線框做勻速運動。在ef、pq邊離開磁場后，ab邊離開磁場之前，線框又做勻速運動。線框完全穿過磁場過程中產生的熱量為Q。線框在下落過程中始終處于原豎直平面內．且ab、cd邊保持水平，重力加速度為g。求 (1)線框ab邊將離開磁場時做勻速運動的速度大小是cd邊剛進入磁場時的幾倍： (2)磁場上下邊界間的距離H。 【答案】