（备战2015年高考）2014年全国名校物理试卷分项解析汇编：+电磁感应（共47页）

专题专题 10 电磁感应 解析版 电磁感应 解析版 一 单项选择题一 单项选择题 1 2014 河南省六市高中毕业班第二次联考 关于物理学家的贡献 下列说法中正确的 是 A 卡文迪许利用扭秤实验首先较准确地测定了静电力常量 B 库仑提出了库仑定律 并最早通过实验测得元电荷 e 的数值 C 第谷通过对行星运动的观测数据进行分析 得出了开普勒行星运动定律 D 法拉第发现了电磁感应现象 2 2013 湖北省黄冈市高三 5 月适应性考试 人类发现电和磁的关系 经历了漫长的岁 月 1820 年 丹麦物理学家奥斯特发现了通电导线下小磁针的偏转现象从而发现了电流的 磁效应 1831 年 英国物理学家法拉第发现磁铁穿过闭合线圈时 线圈中有电流产生从而 发现了电磁感应现象 下列相关说法正确的是 A 给小磁针上方的导线通电 小磁针就会发生偏转 B 导线下方小磁针偏转的角度大小只与电流的强弱有关 C 线圈中感应电流的强弱与磁铁穿过线圈的速度大小有关 D 线圈横截面积越大磁铁穿过时产生的感应电流越强 2 C 解析 解析 当小磁针指向与磁感线平行时小磁针不会偏转 故 A 错误 磁针偏转的角 度大小与电流的强弱和磁性有关 故 B 错误 当磁铁穿过线圈的速度变大磁通量变化快感 应电动势变大 电流变大 故 C 正确 穿过线圈的磁通量是磁铁内部的磁感线与磁铁和线 圈之间的磁感线之差 故线圈面积越大电流越弱 D 错误 考点 考点 磁场对磁体的作用 法拉第电磁感应定律 3 2014 江西省江西师大附中高三开学摸底考试 如图所示 质量为 m 的金属环用线悬 挂起来 金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中 从某时刻开始 磁感应强度 均匀减小 则在磁感应强度均匀减小的过程中 关于线拉力大小的下列说法中正确的是 A 大于环重力 mg 并逐渐减小 B 始终等于环重力 mg C 小于环重力 mg 并保持恒定 D 大于环重力 mg 并保持恒定 4 2014 湖北省武汉市部分学校新高三起点调研测试 如图所示 光滑水平面上存在一 有界匀强磁场 圆形金属线框在水平拉力的作用下 通过磁场的左边界 MN 在此过程中 线框做匀速直线运动 速度的方向与 MN 成 角 下列说法正确的是 A 线框内感应电流沿顺时针方向 B 线框内感应电流先增大后减小 C 水平拉力的大小与 无关 D 水平拉力的方向与 有关 考点 考点 楞次定律 有效切割长度 5 2014 山西省忻州一中 康杰中学等四校高三第一次联考 如图所示 匀强磁场的方 向垂直纸面 规定向里的方向为正 在磁场中有一细金属圆环 线圈平面位于纸面内 现 令磁感应强度 B 随时间 t 变化 先按图所示的 Oa 图线变化 后来又按 bc 和 cd 变化 令 E1 E2 E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小 I1 I2 I3分别表示对应的感应 电流 则下列正确的是 A E1 E2 I1沿逆时针方向 I2沿顺时针方向 B E1 E2 I1沿顺时针方向 I2沿逆时针方向 C E2 E3 I2沿逆时针方向 I3沿顺时针方向 D E2 E3 I2沿逆时针方向 I3沿顺时针方向 6 2014 河北省唐山一中高三第一次调研考试 如图所示 a 为带正电的小物块 b 是 一不带电的绝缘物块 a b 叠放于粗糙的水平地面上 地面上方有垂直纸面向里的匀强磁 场 现用水平恒力 F 拉 b 物块 使 a b 一起无相对滑动地向左加速运动 在加速运动阶 段 A a b 一起运动的加速度不变 B a b 一起运动的加速度增大 C a b 物块间的摩擦力减小 D a b 物块间的摩擦力增大 7 2013 河南省豫东 豫北十所名校高三毕业班阶段性测试 如图所示 正方形线框的 边长为 l 电容器的电容为 C 正方形线框的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中 在磁 场以变化率 k 均为减弱的过程中 B b a F A 线框产生的感应电动势大小为 kl2 B 电压表的读数为 2 2 kl C a 点的电势高于 b 点的电势 D 电容器所带的电荷量为零 7 C 解析 解析 线框产生的感应电动势大小为 A 错 电压表的读数为 2 2 1 kl t 0 B 错 根据楞次定律 a 点的电势高于 b 点的电势 C 正确 线框相当于电源 对电容 充电 因此电容器带的电荷量不是 0 D 错 考点 考点 电磁感应定律 楞次定律 8 2013 湖北省华中师大附中高三五月模拟 如图甲所示 正三角形导线框 abc 放在匀 强磁场中静止不动 磁场方向与线框平面垂直 磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙 所示 t 0 时刻 磁感应强度的方向垂直纸面向里 图丙中能表示线框的 ab 边受到的磁场 力 F 随时间 t 的变化关系的是 规定向左为力的正方向 9 2013 河南省商丘市高三三模 如图所示 MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨 其间 距为L 导轨弯曲部分光滑 平直部分粗糙 二者平滑连接 右端接一个阻值为R的定值 电阻 平直部分导轨左边区域有宽度为d 方向竖直向上 磁感应强度大小为B的匀强磁 场 质量为m 电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放 到达磁场右边界处恰好停止 已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为 金属棒与导轨间接触良好 则金属棒穿 过磁场区域的过程中 A 流过金属棒的最大电流为 B 通过金属棒的电荷量为 R ghBd 2 2 R BdL C 克服安培力所做的功为 mgh D 金属棒产生的焦耳热为 2 1 mgdmgh 10 2013 陕西五校高三第三次模拟考试 如图所示 一沿水平方向的匀强磁场分布在宽 度为 2L 的某矩形区域内 长度足够大 该区域的上下边界 MN PS 是水平的 有一边长 为 L 的正方形导线框 abcd 从距离磁场上边界 MN 的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区 域 已知当线框的 ab 边到达 MN 时线框刚好做匀速直线运动 以此时开始计时 以 MN 处为坐标原点 取如图坐标轴 x 并规定逆时针方向为感应电流的正方向 则关于线框中 的感应电流与 ab 边的位置坐标 x 间的以下图线中 可能正确的是 a b cd B M N 0 x PS 定律 安培力以及牛顿第二定律等综合知识 二 多项选择题二 多项选择题 11 2014 浙江省温州市十校联合体高三上学期期初联考 以下叙述正确的是 A 法拉第发现了电磁感应现象 B 惯性是物体的固有属性 速度大的物体惯性一定大 C 牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果 D 感应电流遵从楞次定律所描述的方向 这是能量守恒定律的必然结果 须反抗引起它的磁通变化 感应电流具有的以及消耗的能量 必须从引起磁通变化的外界 获取 要在回路中维持一定的感应电流 外界必须消耗一定的能量 故 D 正确 所以选 AD 考点 考点 本题考查对牛顿第一定律 楞次定律的理解以及法拉第发现电磁感应现象和伽利略 理想斜面实验等物理学史方面的知识 12 2013 广东省佛山市一中高三高考临门一脚试题 如图所示 圆形闭合线圈内存在方 向垂直纸面向外的磁场 磁感应强度随时间变化如图 则下列说法正确的是 A 0 1s 内线圈的磁通量不断增大 B 第 4s 末的感应电动势为 0 C 0 1s 内与 2 4s 内的感应电流相等 D 0 1s 内感应电流方向为顺时针 13 2013 陕西五校高三第三次模拟考试 如图所示 平行金属导轨与水平面成 角 导 轨与固定电阻 R1和 R2相连 匀强磁场垂直穿过导轨平面 有一质量为 m 的导体棒 ab 其 电阻与 R1和 R2的阻值均相等 与导轨之间的动摩擦因数均为 导体棒 ab 沿导轨向上运 动 当其速度为 v 时 受到的安培力大小为 F 此时 B R1 R2 a v b A 电阻 R1消耗的热功率为 Fv 6 B 电阻 R2消耗的热功率为 Fv 3 C 整个装置因摩擦而消耗的热功率为 F mgcos v D 整个装置消耗机械能的功率为 F mgcos v 13 AD 解析 解析 三个电阻相等 棒 R1 R2的电压比是 2 1 1 因此瞬时热功率 的比为 4 1 1 而总的热功率为 Fv 电阻 R1消耗的热功率为 选项 A R U P 2 Fv 114 1 正确 电阻 R2消耗的热功率为 Fv 6 选项 B 错误 整个装置因摩擦而消耗的热功率为 mgcos v 选项 C 错误 整个装置消耗机械能的功率应等于电热功率加摩擦热功率 选项 D 正确 考点 考点 本题考查电磁感应中能量的转化 涉及到电热功率的分配和摩擦生热 14 2013 河南省豫东 豫北十所名校高三毕业班阶段性测试 如图所示 电阻不计的 平行光滑金属导轨与水平面的夹角为 宽度为 l 下端与阻值为 R 的电阻相连 磁感应强 度为 B 的匀强磁场垂直穿过导轨平面 现使质量为 m 的导体棒 ab 位置以平行于斜面的初 速度沿导轨向上运动 滑行到最远位置 a b 后又下滑 已知导体棒运动过程中的最大加速 度为 2gsin g 为重力加速度 轨道足够长 则 A 导体棒运动过程中的最大速度 22 sin lB mg B R 上的最大热功率为 22 222 sin lB Rgm C 导体棒返回到 ab 位置前已经达到下滑的最大速度 D 导体棒返回到 ab 位置时刚好达到下滑的最大速度 15 2013 山东省菏泽市高三 5 月份模拟考试 如图所示 相距为 L 的两条足够长的平行 金属导轨 与水平面的夹角 导轨上固定有质量为 m 电阻为 R 的两根相同的导体棒 导体棒 MN 上方轨道粗糙下方光滑 整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场 磁感应强 度为 B 将两根导体棒同时释放后 观察到导体棒 MN 下滑而 EF 保持静止 当 MN 下滑 速度最大时 EF 与轨道间的摩擦力刚好到达最大静摩擦力 下列叙述正确的是 A 导体棒 MN 的最大速度为 22 2sinmgR B L B 导体棒 EF 与轨道之间的最大静摩擦力为 sinmg C 导体棒 MN 受到的最大安培力为 sinmg D 导体棒 MN 所受重力的最大功率为 222 22 sinm g R B L 三 非选择题三 非选择题 16 2014 江西省江西师大附中高三开学摸底考试 如图甲所示 一足够长阻值不计的光 滑平行金属导轨 MN PQ 之间的距离 L 1 0 m NQ 两端连接阻值 R 1 0 的电阻 磁感 应强度为 B 的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上 导轨平面与水平面间的夹角 300 一 质量 m 0 20 kg 阻值 r 0 50 的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮 与质量 M 0 60 kg 的重物相连 细线与金属导轨平行 金属棒沿导轨向上滑行的速度 v 与 时间 t 之间的关系如图乙所示 已知金属棒在 0 0 3 s 内通过的电荷量是 0 3 0 6 s 内通过 电荷量的 g 10 m s2 求 3 2 1 0 0 3 s 内棒通过的位移 2 金属棒在 0 0 6 s 内产生的热量 17 2013 湖北省华中师大附中高三五月模拟 两根平行金属导轨固定倾斜放置 与水平 面夹角为 37 相距 d 0 5 m a b 间接一个电阻 R R 1 5 在导轨上 c d 两点处放一 根质量 m 0 05 kg 的金属棒 bc 长 L 1 m 金属棒与导轨间的动摩擦因数 0 5 金属棒在 导轨间的电阻 r 0 5 金属棒被两个垂直于导轨的木桩顶住而不会下滑 如图 4 所示 在 金属导轨区域加一个垂直导轨斜向下的匀强磁场 磁场随时间的变化关系如图 5 所示 重 力加速度 g 10 m s2 可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 sin37 0 6 cos 37 0 8 求 1 0 1 0 s 内回路中产生的感应电动势大小 2 t 0 时刻 金属棒所受的安培力大小 3 在磁场变化的全过程中 若金属棒始终没有离开木桩而上滑 则图 4 中 t0的最大值 4 通过计算在图 6 中画出 0 t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图象 考点 考点 本题考查电磁感应的图象 法拉第电磁感应定律 闭合电路的欧姆定律 力的平衡 条件和摩擦力等综合知识 18 2014 河北省唐山一中高三第一次调研考试 如图所示 左右两边分别有两根平行金 属导轨相距为 L 左导轨与水平面夹 30 角 右导轨与水平面夹 60 角 左右导轨上端用导 线连接 导轨空间内存在匀强磁场 左边的导轨处在方向沿左导轨平面向下 磁感应强度 大小为 B 的磁场中 右边的导轨处在垂直于右导轨斜向上 磁感应强度大小也为 B 的磁场 中 质量均为 m 的导杆 ab 和 cd 垂直导轨分别放于左右两侧导轨上 已知两导杆与两侧导 轨间动摩擦因数均为 回路电阻恒为 R 若同时无初速释放两导杆 发现 cd 沿右导 2 3 轨下滑距离时 ab 杆才开始运动 认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力 s 1 试求 ab 杆刚要开始运动时 cd 棒的速度 v 2 以上过程中 回路中共产生多少焦耳热 3 cd 棒的最终速度为多少 19 2013 河南省平顶山 许昌 新乡高三第三次调研 如图所示 两条足够长的平行光 滑金属导轨竖直固定放置 导轨电阻不计 其间距为 L 2m 在两导轨之间有磁感应强度 为 B 0 5T 的匀强磁场 其方向垂直导轨所在的竖直面水平向外 金属棒 ab 的质量为 m1 2kg 金属棒 cd 的质量为 m2 1kg ab 和 cd 都与导轨垂直放置 且其长度刚好都和导轨 宽度相同 ab 和 cd 的电阻之和为 R 1 开始时使 ab 和 cd 都静止 当 ab 棒在竖直面向 上的外力作用下 以加速度大小为 a1 1m s2沿两导轨所在的竖直面向上开始做匀加速运动 的同时 cd 棒也由静止释放 ab 棒和 cd 棒在运动过程中始终和导轨垂直 且和导轨接触 良好 重力加速度为 g 10m s2 试求 1 当 cd 棒沿两导轨所在的竖直面向下运动的加速度大小为 a2 2m s2时 作用在 ab 棒上 的外力大小和回路中的总电功率 2 当 cd 棒沿两导轨所在的竖直面向下运动的速度最大时 作用在 ab 棒上的外力大小和 回路中的总电功率 20 2014 河南省十所名校高三第一次阶段测试题 足够长的平行金属导轨 MN 和 PK 表面 粗糙 与水平面之间的夹角为 间距为 L 垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度 为 B MP 间接有阻值为 R 的电阻 质量为 m 的金属杆 ab 垂直导轨放置 其他电阻不计 如图所示 用恒力 F 沿导轨平面向下拉金属杆 ab 使金属杆由静止开始运动 杆运动的最 大速度为 vm t s 末金属杆的速度为 v1 前 t s 内金属杆的位移为 x 重力加速度为 g 求 1 金属杆速度为 v1时加速度的大小 2 整个系统在前 t s 内产生的热量 专题专题 10 电磁感应电磁感应 全国新课标 卷有其特定的命题模板 无论是命题题型 考点分布 模型情景等 还 是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷 为了给新课标全国卷考区广大师 生提供一套专属自己的复习备考资料 物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料 本资料以全国新课标 卷考区的最新名校试题为主 借鉴并吸收了其他省市最新模拟 题中对全国新课标 卷考区具有借鉴价值的典型题 优化组合 合理编排 极限命制 备注备注 新课标 卷专版所选试题和新课标 卷专版所选试题不重复 欢迎同时下载使 用 一 单项选择题一 单项选择题 1 2013 陕西西安一中高三下学期期中考试 如图所示 水平光滑的平行金属导轨 左端 接有电阻 R 匀强磁场 B 竖直向下分布在导轨所在的空间内 质量一定的金属棒 PQ 垂直 导轨放置 今使棒以一定的初速度 v0向右运动 当其通过位置 a b 时 速率分别为 va vb 到位置 c 时棒刚好静止 设导轨与棒的电阻均不计 a 到 b 与 b 到 c 的间距相等 则金属棒在由 a 到 b 和由 b 到 c 的两个过程中 A 回路中产生的内能不相等B 棒运动的加速度相等 来源 全 品 中 高 考 网 C 安培力做功相等 D 通过棒横截面的电量相等 来源 全 品 中 高 考 网 中 回路面积的变化量 S 相等 B R 相等 因此 通过棒横截面积的电荷量相等 故 D 正确 所以选 D 考点 本题考查导体切割磁感线时的感应电动势 法拉第电磁感应定律 电磁感应中的能 量转化 同时考查综合运用电磁感应 电路知识 牛顿定律等知识的能力 2 2014 江西重点中学盟校高三第二次联考 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识 推动了科学技术的创新和革命 促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步 下列说法中正 确的是 A 奥斯特发现了电流的磁效应 并提出了电磁感应定律 B 库仑提出了库仑定律 并最早实验测得元电荷 e 的数值 C 伽利略发现了行星运动的规律 并通过实验测出了引力常量 D 法拉第不仅提出了场的概念 而且发明了人类历史上的第一台发电机 3 2013 湖北七市 州 高三联考 奥斯特发现了电流的磁效应 揭示了电现象和磁现象 之间存在着某种联系 法拉第发现 了电磁感应定律 使人们对电和磁内在联系的认识更 加完善 关于电磁感应 下列说法 中正确的是 A 运动的磁铁能够使附近静止的线圈中产生电流 B 静止导线中的恒定电流可以使附近静止的线圈中产生电流 C 静止的磁铁不可以使附近运动的线圈中产生电流 D 运动导线上的恒定电流不可以使附 k静止的线圈中产生电流 4 3013 河南十所名校高三第三次联考 如图所示 空间存在着与圆台母线垂直向外的磁 场 各处的磁感应强度大小均为 B 圆台母线与竖直方向的夹角为 一个质量为 m 半 径为 r 的匀质金属圆环位于圆台底部 圆环中维持恒定的电流 I 圆环由静止向上运动 经 过时间 t 后撤去该恒定电流并保持圆环闭合 圆环上升的最大高度为 H 已知重力加速度 为 g 磁场的范围足够大 在圆环向上运动的过程中 下列说法正确的是 A 安培力对圆环做的功为 mgH B 圆环先做匀加速运动后做匀减速运动 C 圆环运动的最大速度为 D 圆环先有扩张后有收缩的趋势 2cosBIrt gt m 5 3013 河南十所名校高三第三次联考 如图所示 在边长为 l 的等边三角形区域内有磁 感应强度为 B 方向垂直纸面向外的匀强磁场 一个边长也为 l 的等边三角形导线框 abc 在 t 0 时恰与上述磁场区域的边界重合 此后三角形线框以周期 T 绕其中心在纸面内沿顺 时针方向匀速转动 则在其转动的 0 时间内 3 T A 感应电流的方向先逆时针后顺时针 平均感应电动势为 0 B 感应电流的方向先顺时针后逆时针 平均感应电动势为 2 3 4 Bl T C 感应电流的方向先顺时针后逆时针 平均感应电动势为 0 D 感应电流的方向先逆时针后顺时针 平均感应电动势为 2 3 4 Bl T 5 A 解析 在转动时过程中 穿过线圈的磁通量先减小 后增加 如图所示 3 T 根据楞次定律 感应电流方向先逆时针后顺时针 在转动时 线圈又恰好与磁场边界重 3 T 合 因此这个过程磁通量的变化为零 根据法拉第电磁感应定律 可知感应电E t 动的平均值为零 A 正确 考点 楞次定律 法拉第电磁感应定律 6 2013 河南河大附中高三 11 月月考 如图甲所示 有一个等腰直角三角形的匀强磁场 区域 其直角边长为 L 磁场方向垂直纸面向外 磁感应强度大小为 B 一边长为 L 总电 阻为 R 的正方形导线框 abcd 从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁 场区域 取沿 a b c d a 的感应电流为正 则图乙中表示线框中电流 i 随 bC 边的位置坐标 x 变 化的图象正确的是 7 2013 河北沧州五校第二次高三联考 在边长为 L 的等边三角形区域 abc 内存在着垂直 纸面向外的匀强磁场 一个边长也为 L 的等边三角形导线框 def 在纸面上以某一速度向右 匀速运动 底边 ef 始终与磁场的底边界 bc 在同一直线上 如图所示 取沿顺时针的电流 为正 在线框通过磁场的过程中 其感应电流随时间变化的图象是 二 多项选择题二 多项选择题 8 2014 江西重点中学盟校高三第二次联考 如图所示 螺线管 B 置于闭合金属环 A 的轴 线上 B 中有恒定电流 从某时刻起 当 B 中通过的电流逐渐变大时 则 A 环 A 有缩小的趋势 B 环 A 有扩张的趋势 C 螺线管 B 有缩短的趋势 D 螺线管 B 有伸长的趋势 8 BC 解析 当 B 中通过的电流逐渐变大时 穿过 A 环的磁通量增加 感应电流产生的磁场要阻 碍磁通量的增加 根据楞次定律可知 环 A 有扩张的趋势 根据同向电流相互吸引可知 螺线管相邻两匝线圈间的力相互吸引 因此 螺线管 B 有缩短的趋势 所以正确选项为 B C 考点 本题考查了楞次定律 9 2013 湖北黄冈等七市高三联考 如图所示 由电阻不计的金属杆 ab cd 构成的 V 字 形对称光滑轨道 在轨道底部由一小段光滑圆弧连接 其长度可忽略不计 bd 间接有一 定值电阻 R 一根电阻不计的导体棒在 t 0 时刻从 ac 端由静止开始下滑 整个装置处在方 向竖直向上的匀强磁场 在导体棒第一次到达轨道右侧最高点的过程中 导体棒始终处于 水平状态 现用 v 表示导体棒速度的大小 则在下列四个 v t 图像中 可能正确的是 10 2014 河南长葛三中高三上学期第一次考试 如图所示 两光滑导轨相距为 L 倾斜放 置 与水平地面夹角为 上端接一电容为 C 的电容器 导轨上有一质量为 m 长为 L 的导 体棒平行地面放置 导体棒离地面的高度为 h 磁感强度为 B 的匀强磁场与两导轨所决定 的平面垂直 开始时电容器不带电 将导体棒由静止释放 整个电路电阻不计 则 A 导体棒先做加速运动 后作匀速运动 B 导体棒一直做匀加速直线运动 加速度为 22 sinmg a mCB L C 导体棒落地时瞬时速度 22 2mgh v mCB L D 导体棒下落中减少的重力势能转化为动能 机械能守恒 三 非选择题三 非选择题 11 2013 河北唐山高三 4 月二模 14 分 如图所示 竖直平面内有两光滑金属圆轨道 平行正对放置 直径均为 d 电阻不计 某金属棒长 L 质量 m 电阻 r 放在圆轨道最低 点 MM 处 与两导轨刚好接触 两圆轨道通过导线与电阻 R 相连 空间有竖直向上的匀 强磁场 磁感应强度为 B 现使金属棒获得垂直纸面向里的初速度 vo 当其沿圆轨道滑到 最高点 NN 处时 对轨道恰无压力 滑动过程中金属棒与圆轨道始终接触良好 重力加 速度为 g 求 1 金属棒刚获得垂直纸面向里的初速度时 判断电阻 R 中电流的方向 2 金属棒到达最高点 NN 处时 电路中的电功率 3 金属棒从 MM 处滑到 NN 处的过程中 电阻 R 上产生的焦耳热 12 2014 河南长葛三中高三上学期第一次考试 12 分 如图所示 水平面上有一个动 力小车 在动力小车上竖直固定着一个长度 L1 宽度 L2的矩形线圈 线圈匝线为 n 总电 阻为 R 小车和线圈的总质量为 m 小车运动过程所受摩擦力为 f 小车最初静止 线圈的 右边刚好与宽为 d d L1 的有界磁场的左边界重合 磁场方向与线圈平面垂直 磁感应 强度为 B 现控制动力小车牵引力的功率 让它以恒定加速度 a 进入磁场 线圈全部进入 磁场后 开始做匀速直线运动 直至完全离开磁场 整个过程中 牵引力的总功为 W 1 求线圈进入磁场过程中 感应电流的最大值和通过导线横截面的电量 2 求线圈进入磁场过程中 线圈中产生的焦耳热 3 写出整个过程中 牵引力的功率随时间变化的关系式 3 小车进入磁场阶段做匀加速运动 1 2 0 L t a t vat 2 t nBL v I R 由得 2 t P fnBILma v 2222 2 2 n B L a Ptfma at R 1 2 0 L t a 小车完全在磁场中运动 1 2PfaL 111 1 22 2 LLdL t aaaL 小车匀速穿出磁场的过程 vfFP 安 得 222 12 1 2 2 an B L L PfaL R 111 11 22 22 LdLLd t aaaLaL 考点 本题考查了电磁感应中的电路问题 运动问题 能量问题 专题专题 1010 电磁感应电磁感应 全国新课标 卷有其特定的命题模板 无论是命题题型 考点分布 模型情景等 还 是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷 为了给新课标全国卷考区广大师 生提供一套专属自己的复习备考资料 物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料 本资料以全国新课标 卷考区的最新名校试题为主 借鉴并吸收了其他省市最新模拟 题中对全国新课标 卷考区具有借鉴价值的典型题 优化组合 合理编排 极限命制 备注备注 新课标 卷专版所选试题和新课标 卷专版所选试题不重复 欢迎同时下载使 用 一 一 单项选择题单项选择题 1 2014 山西高三四校联考 青藏铁路刷新了一系列世界铁路的历史纪录 青藏铁路火 车上多种传感器运用了电磁感应原理 有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火 车位置和运动状态 原理是将能产生匀强磁场的磁铁 安装在火车首节车厢下面 俯视如 图甲所示 当它经过安放在两铁轨间的线圈时 便产生一个电信号 被控制中心接收到 当火车通过线圈时 若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图乙所示 则说明火车在 做 A 匀速直线运动 B 匀加速直线运动 C 匀减速直线运动 D 加速度逐渐加大的变 加速直线运动 2 2014 山西高三四校联考 如图所示 匀强磁场的方向垂直纸面 规定向里的方向为 正 在磁场中有一细金属圆环 线圈平面位于纸面内 现令磁感应强度B随时间t变化 先按图所示的Oa图线变化 后来又按bc和cd变化 令E1 E2 E3分别表示这三段变化过 程中感应电动势的大小 I1 I2 I3分别表示对应的感应电流 则下列正确的是 A E1 E2 I1沿逆时针方向 I2沿顺时针方向 B E1 E2 I1沿顺时针方向 I2沿逆时 针方向 C E2 E3 I2沿逆时针方向 I3沿顺时针方向 D E2 E3 I2沿逆时针方向 I3沿顺时针 方向 3 2013 山西沂州一中高三联考 如图所示 一个边长为l 总电阻为R的单匝等边三角 形金属线框 在外力的作用下以速度v匀速穿过宽度均为l的两个有界匀强磁场 磁场的 磁感应强度大小均为B 方向相反 线框运动方向始终与底边平行且与磁场边界垂直 取 顺时针方向的电流为正 从图示位置开始 线框中的感应电流i与线框沿运动方向的位移 x之间的函数图象是 时 电流为负 线框移出第二个磁场时的情况与进入第一个磁场相似 3 2 l x 3Blv I R 所以正确答案选择 A 考点 考查电磁感应与图像的结合 4 2013 山西沂州一中高三联考 电现象与磁现象之间有着深刻的联系 人类研究电 磁现象的历史比力学更为丰富多彩 其中安培 法拉第和麦克斯韦等物理学家作出了卓越 的贡献 下列物理事实归功于法拉第的有 A 发现电磁感应现象 B 提出分子电流假说 C 发现电流的磁效应 D 提出变化磁场产生电场的观点 答案 A 解析 试题分析 安培提出了分子电流假说 法拉第发现了电磁感应现象 麦克斯韦提出了变化 的磁场产生电场 奥斯特发现了电流的磁效应 故 A 正确 考点 考查了物理学史 5 2014 江西稳派名校学术联盟高三调研 如图甲所示 导体棒 MN 置于水平导轨上 PQMN 所围的面积为 S PQ 之间有阻值为 R 的电阻 不计导轨和导体棒的电阻 导轨所在区 域内存在沿竖直方向的匀强磁场 规定磁场方向竖直向上为正 在 0 2t0时间内磁感应强 度的变化情况如图乙所示 导体棒 MN 始终处于静止状态 下列说法正确的是 A 在 0 t0和 t0 2t0时间内 导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同 B 在 0 t0内 通过导体棒的电流方向为 N 到 M C 在 t0 2t0内 通过电阻 R 的电流大小为 0 0 SB Rt D 在 0 2t0时间内 通过电阻 R 的电荷量为 0 2 SB R 6 2013 湖南怀化高三期末 如右图所示 两个相邻的有界匀强磁场区域 方向相反 且垂直纸面 磁感应强度的大小均为B 以磁场区左边界为y轴建立坐标系 磁场区域在 y轴方向足够长 在x轴方向宽度均为a 矩形导线框ABCD的CD边与y轴重合 AD边长为 a 线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域 且线框平面始终保持与磁场垂直 线框 中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是 以逆时针方向为电流的正方向 答案 C 解析 试题分析 在CD边进入磁场后 根据右手定则可得产生的感应电流由D指向C 所以为正 产生的电流大小设为I 当AB边进入磁场后 CD进入右边磁场 两边切割磁感线 所以产 生的电流大小为2I 根据楞次定律产生的感应电流方向为顺时针 所以选 C 考点 考查了导体切割磁感线运动 本题导体的运动可分为三段进行分析 根据楞次定律 可判断电路中感应电流的方向 由导体切割磁感线时的感应电动势公式可求得感应电动势 的大小 二多选题 二多选题 7 7 2014 新余高三上学期期末质检 如图所示 在坐标系xOy中 有边长为L的正方形 金属线框abcd 其一条对角线ac和y轴重合 顶点a位于坐标原点O处 在y轴的右侧 的 I 象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场 磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合 左边界与y轴重合 右边界与 y 轴平行 t 0 时刻 线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场上 边界的方向穿过磁场区域 取沿a b c d a方向的感应电流为正 则在线圈穿过磁场 区域的过程中 感应电流i ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的 三计算题 三计算题 8 8 2013 湖南怀化高三期末 10 分 如图所示 光滑平行的金属导轨MN和PQ 间距 L 1 0 m 与水平面之间的夹角 30 匀强磁场磁感应强度B 2 0 T 垂直于导轨平 面向上 MP间接有阻值R 2 0 的电阻 其它电阻不计 质量m 2 0 kg 的金属杆ab垂 直导轨放置 用变力F沿导轨平面向上拉金属杆ab 若金属杆ab以恒定加速度a 2 m s2 由静止开始做匀变速运动 则 g 10 m s2 1 在 5 s 内平均感应电动势是多少 2 第 5 s 末 回路中的电流多大 3 第 5 s 末 作用在ab杆上的外力F多大 答案 1 2 3 10VE 10AI 34NF 解析 试题分析 1 1 分 2 1 2 B SBLxBLat 9 2014 新余高三上学期期末质检 如图甲所示 水平面上的两光滑金属导轨平行固定 放置 间距d 0 5 m 电阻不计 左端通过导线与阻值R 2 的电阻连接 右端通过 导线与阻值RL 4 的小灯泡L连接 在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场 CE 长l 2 m 有一阻值r 2 的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处 恰好不在磁场中 CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示 在t 0 至t 4s 内 金属棒 PQ保持静止 在t 4s 时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动 已知从 t 0 开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中 小灯泡的亮度没有发生变化 求 1 通过小灯泡的电流 2 金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小 答案 1 0 1A 2 1m s 解析 试题分析 1 在t 0 至t 4s 内 金属棒PQ保持静止 磁场变化导致电路中产生感 应电动势 电路为r与R并联 再与RL串联 电路的总电阻 专题 10 电磁感应 解析版 全国新课标 卷有其特定的命题模板 无论是命题题型 考点分布 模型情景等 还 是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷 为了给新课标全国卷考区广大师 生提供一套专属自己的复习备考资料 物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料 本资料以全国新课标 卷考区的最新名校试题为主 借鉴并吸收了其他省市最新模拟 题中对全国新课标 卷考区具有借鉴价值的典型题 优化组合 合理编排 极限命制 备注备注 新课标 卷专版所选试题和新课标 卷专版所选试题不重复 欢迎同时下载使 用 一 单项选择题 一 单项选择题 1 1 2014 武汉新洲区高三期末检测 竖直面内有两圆形区域内分别存在水平的匀强磁场 其半径均为 R 且相切于 O 点 磁感应强度大小相等 方向相反 且不随时间变化 一长为 2R 的导体杆 OA 绕 O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转 角速度为时 OA 恰好 0t 位于两圆的公切线上 如图所示 若选取从 O 指向 A 的电动势为正 下列描述导体杆中感 应电动势随时间变化的图像可能正确的是 来源 全 品 中 高 考 网 答案 A 解析 试题分析 由右手定则可判 开始时感应电动势为正 故 B 错误 由可知 2 1 2 EBL B 不变 切割有效长度随时间先增大后减小 且做非线性变化 经半个周期后 电动 势的方向反向 故 CD 错误 A 正确 考点 考查了导体切割磁感线运动 2 2013 黄梅一中高三理综测试 如图所示 等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀 强磁场 它的底边在 x 轴上且长为 2L 高为 L 纸面内一边长为 L 的正方形导线框沿 x 轴 正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域 在 t 0 时刻恰好位于图中所示的位置 以顺时 针方向为导线框中电流的正方向 在下面四幅图中能够正确表示电流 位移 I x 关 系的是 3 2013 黄冈高三 6 月适应考试 如图甲所示 有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域 其直角边长为 L 磁场方向垂直纸面向外 磁感应强度大小为 B 边长为 L 总电阻为 R 的 正方形导线框 abcd 从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁场区域 取沿 a b c d a 的感应电流为正 则图乙中表示线框中电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的 图象正确的是 答案 C 4 2013 黄冈高三 6 月适应考试 在物理学建立的过程中 有许多伟大的科学家作出了 贡献 关于科学家和他们的贡献 下列说法正确的是 A 安培成功地发现了电流的磁效应 B 洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C 卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确地测定了静电力常量 D 法拉第通过大量的实验研究发现了电磁感应现象 5 2014 湖北重点中学高三联考 如图甲所示 一个圆形线圈的匝数 n 100 线圈面积 S 200cm2 线圈的电阻 r 1 线圈外接一个阻值 R 4 的电阻 把线圈放入一方向垂直 线圈平面向里的匀强磁场中 磁感应强度随时间变化规律如图乙方所示 下列说法中正确 的是 A 线圈中的感应电流方向为顺时针方向 B 电阻 R 两端的电压随时间均匀增大 C 线圈电阻 r 消耗的功率为 4 10 4W D 前 4s 内通过 R 的电荷量为 4 10 4C 答案 C 解析 试题分析 由图可知 穿过线圈的磁通量变大 由楞次定律可得 线圈产生的感应电流逆 时针 故 A 错误 根据法拉第电磁感应定律 可知 磁通量的变化率恒定 所以电动势恒 定 则电阻两端的电压恒定 故 B 错误 由法拉第电磁感应定律 由闭合电路欧姆定律 可知电 0 40 2 1000 020 1 4 B S ENNVV tt 路中的电流为 所以线圈电阻 r 消耗的功率 0 1 0 02 4 1 E IAA Rr 故 C 正确 前 4s 内通过 R 的电荷量 224 0 0214 10PI RWW 故 D 错误 0 02 40 08QItCC 考点 法拉第电磁感应定律 闭合电路的欧姆定律 6 2014 郑州高三第一次质量预测 矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中 磁感线的方向与 导线框所在平面垂直 规定磁场的正方向垂直纸面向里 磁感应强度 B 随时间变化的规律 如图所示 若规定顺时针方向为感应电流 i 的正方向 下列 i 一 t 图中正确的是 答案 D 解析 试题分析 根据电磁感应定律 感应电动势 那么感应电流 B Es tt AA AA 根据磁感应强度随时间变化的图像判断 其变化率大小一定 所以感应电 EsB i RRt A A 流大小一定 选项 A 错 第 1s 磁感应强度变大 根据楞次定律增反减同判断感应电流为 逆时针 即负方向 选项 C 错 第 3s 磁场向外而且在增大 根据增反减同判断 感应电 流为顺时针 为正方向 选项 D 对 B 错 考点 楞次定律 电磁感应 7 2014 唐山高三 12 份月考 如图所示 空间存在两个磁场 磁感应强度大小均为 B 方向相反且垂直纸面 MN PQ 为其边界 O为其对称轴 一导线折成边长为 L 的正 O 方形闭合线框 abcd 线框在外力作用下由纸面内图示位置从静止开始向右做匀加速运动 若以逆时针方向为电流的正方向 则从线框开始运动到 ab 边刚进入到 PQ 右侧磁场的过程 中 能反映线框中感应电流随时间变化规律的图像是 来源 全 品 中 高 考 网 8 2014 唐山高三 12 份月考 经过不懈的努力 法拉第终于在 1831 年 8 月 29 日发现 了 磁生电 的现象 他把两个线圈绕在同一个软铁环上 如图示 一个线圈 A 连接电池与 开关 另一线圈 B 闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针 法拉第可观察到的现象 有 A 当合上开关 A 线圈接通电流瞬间 小磁针偏转一下 随即复原 B 只要