2015年高考真题汇编10：电磁感应

A=t–1(A)(1s<t<1.2s)9.【2015北京-22】.(16分)如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻，导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s，求:(1)感应电动势E和感应电流I;(2)在0.1s时间内，拉力的冲量的大小;(3)若将MN换为电阻为r=1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U。【答案】根据动生电动势公式得E=BLv=1T×0.4m×5m/s=2V故感应电流（2）金属棒在匀速运动过程中，所受的安培力大小为F安=BIL=0.8N,因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力F=F安=0.8N所以拉力的冲量IF=Ft=0.8N×0.1s=0.08Ns（3）导体棒两端电压【解析】本题的主要考查的知识点十分明确而简单，就是以电磁感应中的单杆模型，考查电磁感应中的动生电动势，感应电流，安培力的计算等最基本的知识点和概念，并与冲量这一基本概念做一个最简单的综合，计算题第22题考查电磁感应这块知识点曾经在04年高考题和08高考题中出现过，其中04年考查的也是单杆模型，08年以线框过磁场为情景今年又重新出现，体现了隔几年便会循环出现的规律。而22题的宗旨是以最简单的模型和情景来考查学生对于基础知识点的识记和简单应用，该题中体现的比较明显和充分。10.【2015安徽-19】．如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l。导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。则A．电路中感应电动势的大小为B．电路中感应电流的大小为C．金属杆所受安培力的大小为D．金属杆的热功率为【答案】B【解析】导体棒切割磁感线产生感应电动势E=Blv，故A错误；感应电流的大小，故B正确；所受的安培力为，故C错误；金属杆的热功率，故D错误。11.【2015江苏-2】2．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载《春秋纬考异邮》中有玳瑁吸衣若只说，但下列不属于静电现象的是A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉【答案】C【解析】：小线圈接近通电线圈过程中，消息安全中产生感应电流是电磁感应现象，不是静电现象，所以C正确。【2015江苏-11】11．（10分）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，实验装置如题11-1图所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电（1）下列实验操作中，不正确的有________A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源（2）该同学按照正确的步骤进行试验（记为“实验①”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1、2、3…….8，用刻度尺量出各计数点的相邻计时点到O点的距离，记录在纸带上，如题11-2图所示计算相邻计时点间的平均速度，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表，请将表中的数据补充完整（3）分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是________;磁铁受到阻尼作用的变化情况是____________.（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为实验②），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，请问实验②是为了说明说明？对比实验①和②的结果得到什么结论？【答案】（1）CD（2）39.0（3）逐渐增大到39.8cm/s逐渐增大到等于重力(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用.【解析】（1）在实验时，应先接通电源，让打点计时器工作，然后释放磁铁，所以不正确的是CD；由可求v4=39.0m/s；由纸带上的测量数据知，磁铁的速度逐渐增大，最后匀速下落，阻力逐渐增大到等于重力；为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。12.【2015江苏13-】13．（15分）做磁共振检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r=5.0cm，线圈导线的横截面积A=，电阻率，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减小为零，求（计算结果保留一位有效数字）（1）该圈肌肉组织的电阻R；（2）该圈肌肉组织中的感应电动势E；（3）0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q。【答案】（1）6×103Ω（2）4×10-2V（3）8×10-8J【解析】（1）由电阻定律，解得R=6×103Ω；（2）感应电动势，解得E=4×10-2V；（3）由焦耳定律得：，解得Q=8×10-813.【2015海南-2】如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为，则等于（）A.1/2B.C.1D.【答案】B【解析】设折弯前导体切割磁感线的长度为，折弯后，导体切割磁场的有效长度为，故产生的感应电动势为，所以，B正确；14.【2015海南-13】13如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略。求（1）电阻R消耗的功率；（2）水平外力的大小。【答案】（1）（2）【解析】（1）导体切割磁感线运动产生的电动势为，根据欧姆定律，闭合回路中的感应电流为电阻R消耗的功率为，联立可得（2）对导体棒受力分析，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15.【2015天津-11】11．(18分)如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一水平面内，ab边长为l，cd边长为2l。ab与cd平行，间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始时．cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动。在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内．且ab、cd边保持水平，重力加速度为g。求(1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍：(2)磁场上下边界间的距离H。【答案】设磁场的磁感应强度大小为B，cd边刚进入磁场时，线框做匀速运动的速度为v1,cd边上的感应电动势为E1，由法拉第电磁感应定律，有E1=2Blv1=1\*GB3①设线框总电阻为R，此时线框中电流为I1，由闭合电路欧姆定律，有I1=E1/R=2\*GB3②设此时线框所受安培力为F1，有F1=2l1IB=3\*GB3③由于线框做匀速运动，其受力平衡，有mg=F1=4\*GB3④由=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④得到：=5\*GB3⑤设ab边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为v，同理可得