2010-2019十年高考物理真题分类汇编13电磁感应(附解析)
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2010-2019十年高考物理真题分类汇编13电磁感应(附解析)

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资料简介
十年高考真题分类汇编(2010-2019) 物理 专题 13 电磁感应 选择题: 1.(2019•天津卷•T8)单匝闭合矩形线框电阻为 R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转 动,穿过线框的磁通量 Φ 与时间 t 的关系图像如图所示。下列说法正确的是( ) A. 时刻线框平面与中性面垂直 B. 线框的感应电动势有效值为 C. 线框转一周外力所做的功为 D. 从 到 过程中线框的平均感应电动势为 【答案】BC 【解析】 【详解】由图像可知 时刻线圈的磁通量最大,因此此时线圈处于中性面位置,因此 A 错 误 ; 由 图 可 知 交 流 电 的 周 期 为 T , 则 , 由 交 流 电 的 电 动 势 的 最 大 值 为 ,则有效值为 ,故 B 正确,线圈转一周所做的功 为转动一周的发热量, ,故 C 正确;从 0 时刻到 时刻的平均感应电 动势为 ,故 D 错误。 2.(2019•全国Ⅱ卷•T8)如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为 θ,导轨 2 T m2π T Φ 2 2 m2π RT Φ 0t = 4 Tt = mπ T Φ 2 T 2 T πω = 2 m mE nbs T πω φ= = 2 2 m mEE T πφ= =有 2 2 22= mEW TR RT π φ= 有 4 T 4 4 m mE Tt T φ φϕ= = =  电阻忽略不计。虚线 ab、cd 均与导轨垂直,在 ab 与 cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平 面的匀强磁场。将两根相同的导体棒 PQ、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始 终与导轨垂直且接触良好。已知 PQ 进入磁场开始计时,到 MN 离开磁场区域为止,流过 PQ 的电流随时间变化的图像可能正确的是 A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】由于 PQ 进入磁场时加速度为零, AB.若 PQ 出磁场时 MN 仍然没有进入磁场,则 PQ 出磁场后至 MN 进入磁场的这段时间, 由于磁通量 φ 不变,无感应电流。由于 PQ、MN 同一位置释放,故 MN 进入磁场时与 PQ 进入磁场时的速度相同,所以电流大小也应该相同,A 正确 B 错误; CD.若 PQ 出磁场前 MN 已经进入磁场,由于磁通量 φ 不变,PQ、MN 均加速运动,PQ 出 磁场后,MN 由于加速故电流比 PQ 进入磁场时电流大,故 C 正确 D 错误; 3.(2019•全国Ⅲ卷•T1)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现? A. 电阻定律 B. 库仑定律 C. 欧姆定律 D. 能量守恒定律 【答案】D 【解析】 楞次定律指感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,这种阻碍作用做功 将其他形式的能转变为感应电流的电能,所以楞次定律的阻碍过程实质上就是能量转化的过 程. 4.(2019•全国Ⅲ卷•T6)如图,方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长 的平行金属导轨,两相同的光滑导体棒 ab、cd 静止在导轨上。t=0 时,棒 ab 以初速度 v0 向 右滑动。运动过程中,ab、cd 始终与导轨垂直并接触良好,两者速度分别用 v1、v2 表示, 回路中的电流用 I 表示。下列图像中可能正确的是 A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 最终两棒共速,故此时电路中电流为 0,即 C 正确,D 错误; 由 C 知,F 安=BIL,知 F 安不是线性变化,故 v 也不是线性变化,即 A 正确,B 错误. 5.(2019•全国Ⅰ卷•T7)空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如 图(a)中虚线 MN 所示,一硬质细导线的电阻率为 ρ、横截面积为 S,将该导线做成半径为 r 的圆环固定在纸面内,圆心 O 在 MN 上。t=0 时磁感应强度的方向如图(a)所示:磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图(b)所示,则在 t=0 到 t=t1 的时间间隔内 A. 圆环所受安培力的方向始终不变 B. 圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C. 圆环中的感应电流大小为 D. 圆环中的感应电动势大小为 【答案】BC 【解析】 0 04 B rS t ρ 2 0 0 π 4 B r t AB、根据 B-t 图象,由楞次定律可知,线圈中感应电流方向一直为顺时针,但在 t0 时刻, 磁场的方向发生变化,故安培力方向 的方向在 t0 时刻发生变化,则 A 错误,B 正确; CD 、 由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 得 : , 又 根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 得 : ,又根据电阻定律得: ,联立得: ,则 C 正确,D 错误。 故本题选 BC。 6.(2019•全国Ⅲ卷•T2)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心 加速度大小分别为 a 金、a 地、a 火,它们沿轨道运行的速率分别为 v 金、v 地、v 火。已知它们 的轨道半径 R 金a 火 B. a 火>a 地>a 金 C. v 地>v 火>v 金 D. v 火>v 地>v 金 【答案】A 【解析】 AB.由万有引力提供向心力 可知轨道半径越小,向心加速度越大,故知 A 项正确, B 错误; CD.由 得 可知轨道半径越小,运行速率越大,故 C、D 都错误。 7.(2018·新课标 I 卷·T6)(多选)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电 源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬 挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是 A. 开关闭合后的瞬间,小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动 B. 开关闭合并保持一段时间后,小磁针的 N 极指向垂直纸面向里的方向 C. 开关闭合并保持一段时间后,小磁针的 N 极指向垂直纸面向外的方向 AF EI R = 2 2 B rE t t φ π∆ ∆= =∆ ∆ 2 rR S πρ= 0 04 B rSI t ρ= 2 MmG maR = 2 2 Mm vG mR R = GMv R = D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动 【答案】AD 【解析】本题考查电磁感应、安培定则及其相关的知识点。 开关闭合的瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电动势和感应电流,由楞次定律可判 断出直导线中电流方向为由南向北,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里, 小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动,选项 A 正确;开关闭合并保持一段时间后,左 侧线圈中磁通量不变,线圈中感应电动 势和感应电流为零,直导线中电流为零,小磁针恢 复到原来状态,选项 BC 错误;开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间,左侧的线圈中 磁通量变化,产生感应电动势和感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向 南,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外,小磁针的 N 极朝垂直纸面向 外的方向转动,选项 D 正确。 【点睛】此题中套在一根铁芯上的两个线圈,实际上构成一个变压器。 8.(2011·北京卷·T19)某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开 关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后,闭合开关S,小灯泡发 光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复,仍未见老师演示时 出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因 是 A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大 C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大 【答案】C 【解析】开关断开开关时,灯泡能否发生闪亮,取决于灯泡的电流有没有增大,与电源的内 阻无关,故 A 错误; 若小灯泡电阻偏大,稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流,断开开关时,根据楞次定律, 流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小,灯泡将发生闪亮现象,故 B 错误; 线圈电阻偏大,稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流,断开开关时,根据楞次定律,流过 灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小,灯泡不发生闪亮现象,故 C 正确; 线圈的自感系数较大,产生的自感电动势较大,但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小, 故 D 错误. 【考点定位】自感现象和自感系数. 9.(2011·广东卷)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关 于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是 A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 【答案】C 【解析】由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势 ,即感应电动势与线圈匝数有 关故 A 错误;同时可知,感应电动势与磁通量的变化率有关,磁通量变化越快,感应电动 势越大,故 C 正确;穿过线圈的磁通量大,但若所用的时间长,则电动势可能小,故 B 错 误;由楞次定律可知:感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故原磁 通增加,感应电流的磁场与之反向,原磁通减小,感应电流的磁场与原磁场方向相同,即“增 反减同”,故 D 错误; 【考点定位】法拉第电磁感应定律,楞次定律 10.(2011·上海卷)如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其 所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a A.顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转 C.逆时针加速旋转 D.逆时针减速旋转 【答案】B. 【解析】圆环 b 具有收缩趋势,说明穿过 b 环的磁通量在增强,根据阻碍变化可知圆环 a 减 速旋转,逐渐减弱的磁场使得 b 环产生了顺时针方向电流,根据楞次定律可知引起 b 环的感 应电流的磁场方向向里,根据安培定则判断出 a 环顺时针方向旋转.所以 B 选项正确. E n t ∆Φ= ∆ 【考点定位】楞次定律 11.(2012·北京卷·T19)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图,她把一个带铁芯的 线圈 L、开关 S 和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈 L 上,且使铁芯穿过套环, 闭合开关 S 的瞬间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复实 验,线圈上的套环均未动,对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可 能是 A.线圈接在了直流电源上 B.电源电压过高 C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同 【答案】D 【解析】线圈接在直流电源上,闭合开关的瞬间,穿过套环的磁通量仍然会改变,套环中会 产生感应电流,会跳动.故 A 错误;电源电压过高,在套环中产生的感应电流更大,更容易 跳起.故 B 错误;线圈匝数过多,在套环中产生的感应电流越大,套环更容易跳起.故 C 错误; D、所用的套环材料不同,可能不产生感应电流,则不会受到安培力,不会跳起.故 D 正确。 【考点定位】本题考查了法拉第电磁感应定律和楞次定律 12.(2012·海南卷·T5)如图,一质量为 m 的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金 属环中穿过。现将环从位置 I 释放,环经过磁铁到达位置 II。设环经过磁铁上端和下端附近 时细线的张力分别为 T1 和 T2,重力加速度大小为 g,则 A.T1>mg,T2>mg B.T1 A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向 B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向 C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向 D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向 【答案】D 【解析】当金属环上下移动时,穿过环的磁通量不发生变化,根据楞次定律,没有感应电流 产生,选项 AB 错误;当金属环向左移动时,穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强,根据楞 次定律可知,产生顺时针方向的感应电流,故选项 C 错误;当金属环向右移动时,穿过环 的磁通量垂直纸面向里且增强,根据楞次定律可知,产生逆时针方向的感应电流,故选项 D 正确。 【考点定位】楞次定律 【名师点睛】解决本题的关键会用安培定则判断电流周围磁场的方向,以及学会根据楞次定 律来确定感应电流的方向。 15.(2012·四川卷)如图所示,在铁芯 P 上绕着两个线圈 a 和 b,则 A.绕圈 a 输入正弦交变电流,线圈 b 可输出恒定电流 B.绕圈 a 输入恒定电流,穿过线圈 b 的磁通量一定为零 C.绕圈 b 输出的交变电流不对线圈 a 的磁场造成影响 D.绕圈 a 的磁场变化时,线圈 b 中一定有电场 【答案】D 【解析】线圈 a 输入正弦交变电流,线圈 b 可输出交变电流,故 A 错误;线圈 a 输入恒定 电流,电流产生恒定的磁场,穿过线圈 b 的磁通量不变,不为零,故 B 错误;线圈 b 输出 的交变电流产生变化的磁场,对线圈 a 的磁场造影响,故 C 错误;线圈 a 的磁场变化时,穿 过线圈 b 的磁通量发生变化,线圈 b 中一定产生感生电场,故 D 正确;故选 D. 【考点定位】本题考查电磁感应现象、互感现象,麦克斯韦电磁场理解及其相关知识 16.(2014·新课标全国Ⅰ卷·T14)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察 到感应电流的是 A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路,然后观察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房 间去观察电流表的变化 D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电 流表的变化 【答案】D 【解析】穿过线圈磁通量不变,不产生感应电流时,电流表指针不会偏转,A 错的;在通电 线圈中通电后,穿过旁边放置的线圈磁通量不变,不能产生感应电流,B 错的;当插入磁铁 时,能产生感应电流,但当跑到另一房间观察时,穿过线圈磁通量不变,不能产生感应电流, C 错的;在通电与断电瞬间,磁通量生了变化,有感应电流,D 对的。 【考点定位】法拉第发现电磁感应定律 17.(2014·广东卷)如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管 P 和塑料管 Q 竖直放置,小磁块先 后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块 A.在 P 和 Q 中都做自由落体运动 B.在两个下落过程中的机械能都守恒 C.在 P 中的下落时间比在 Q 中的长 D.落至底部时在 P 中的速度比在 Q 中的大 【答案】C 【解析】由于电磁感应,在铜管 P 中还受到向上的磁场力,而在塑料管中只受到重力,即只 在 Q 中做自由落体运动,故选项 A、B 错误;而在 P 中加速度较小,故选项 C 正确而选项 D 错误。 【考点定位】本题考查自由落体运动、电磁感应和机械能守恒定律的条件。 18.(2014·全国大纲卷)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一 条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下 落。条形磁铁在圆筒中的运动速率 A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变 【答案】C 【解析】条形磁铁在下落过程中受重力和铜环的阻力作用,开始时,由于速率为零,对铜环 组成的圆筒没有磁通变化,因此无感应电流,无安培力作用,即条形磁铁只受重力作用,向 下加速运动,随着速率的增大,感应电流增大,安培力增大,条形磁铁所受铜环的阻力增大, 因此条形磁铁将做加速度逐渐减小的加速运动,又因为竖直圆筒很长,因此,加速度将趋于 零,所以条形磁铁在圆筒中的运动速率先逐渐增大,最终趋于不变,故选项 C 正确。 【考点定位】本题主要考查了电磁感应、力与运动的关系的应用问题,属于中档偏高题。 19.(2014·海南卷)如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N 极朝上,S 极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向 (从上向下看),下列说法中正确的是 A.总是顺时针 B.总是逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针 【答案】C 【解析】由条形磁铁的磁场分布可知,磁铁下落的过程,闭合圆环中的磁通量始终向上,并 且先增加后减少,由楞次定律可判断出,从上向下看时,闭合圆环中的感应电流方向先顺时 针后逆时针,C 正确。 【考点定位】楞次定律的应用 20.(2015·北京卷·T20)利用所学物理知识,可以初步了解常用的公交一卡通(IC 卡)的工作原 理及相关问题。IC 卡内部有一个由电感线圈 L 和电容 C 构成的 LC 的振荡电路。公交卡上 的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时,IC 卡内的 线圈 L 中产生感应电流,给电容 C 充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理 和传输。下列说法正确的是( ) A.IC 卡工作场所所需要的能量来源于卡内的电池 B.仅当读卡器发射该特定频率的电磁波时,IC 卡才能有效工作 C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,在线圈 L 中不会产生感应电流 D.IC 卡只能接收读卡器发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息 【答案】B 【解析】A、IC 卡中有一个 LC 线圈和电容,当读卡机发出的电磁波被 LC 电路接收到,使 得 IC 卡汇总的电路充电,所以 IC 卡的能量来源于读卡机发射的电磁波,选项 A 错误; B、LC 振荡电路接收与其固有频率相同的电磁波 ,读卡机发出的电磁波频率 与之匹配,才能得到最优的充电效果,使电容电压达到预定值,才能进行数据传输,选项 B 正确; C、如果是其它频率的电磁波,根据法拉第电磁感应定律,穿过线圈的磁通量发生了变换, 依然会有感应电流,选项 C 错误; D、据题意电容达到一定电压之后,驱动卡芯片进行数据传输,选项 D 错误。故选 B。 【考点定位】电磁感应、LC 振荡电路、电磁波的发射和接受。 21.(2017·新课标Ⅰ卷)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有 效隔离外界振动对 STM 的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施 加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁 场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 1 2 f LCπ = 【答案】A 【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化。在 A 图中系统振动时在磁 场中的部分有时多有时少,磁通量发生变化,产生感应电流,受到安培力,阻碍系统的振动, 故 A 正确;而 BCD 三个图均无此现象,故错误。 【考点定位】感应电流产生的条件 【名师点睛】本题不要被题目的情景所干扰,抓住考查的基本规律,即产生感应电流的条件, 有感应电流产生,才会产生阻尼阻碍振动。 22.(2017·北京卷·T19)图 1 和图 2 是教材中演示自感现象的两个电路图,L1 和 L2 为电感线圈。 实验时,断开开关 S1 瞬间,灯 A1 突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关 S2,灯 A2 逐渐变亮, 而另一个相同的灯 A3 立即变亮,最终 A2 与 A3 的亮度相同。下列说法正确的是 A.图 1 中,A1 与 L1 的电阻值相同 B.图 1 中,闭合 S1,电路稳定后,A1 中电流大于 L1 中电流 C.图 2 中,变阻器 R 与 L2 的电阻值相同 D.图 2 中,闭合 S2 瞬间,L2 中电流与变阻器 R 中电流相等 【答案】C 【解析】断开开关 S1 瞬间,灯 A1 突然闪亮,由于线圈 L1 的自感,通过 L1 的电流逐渐减小, 且通过 A1,即自感电流会大于原来通过 A1 的电流,说明闭合 S1,电路稳定时,通过 A1 的 电流小于通过 L1 的电流,L1 的电阻小于 A1 的电阻,AB 错误;闭合 S2,电路稳定时,A2 与 A3 的亮度相同,说明两支路的电流相同,因此变阻器 R 与 L2 的电阻值相同,C 正确;闭 合开关 S2,A2 逐渐变亮,而 A3 立即变亮,说明 L2 中电流与变阻器 R 中电流不相等,D 错 误。 【考点定位】自感 【名师点睛】线圈在电路中发生自感现象,根据楞次定律可知,感应电流要“阻碍”使原磁场 变化的电流变化情况。电流突然增大时,会感应出逐渐减小的反向电流,使电流逐渐增大; 电流突然减小时,会感应出逐渐减小的正向电流,使电流逐渐减小。 23.(2016·江苏卷·T6)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因 此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法正 确的有 A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作 B.取走磁体,电吉他将不能正常工作 C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化 【答案】BCD 【解析】 试题分析:因铜质弦不能被磁化,所以 A 错误;若取走磁铁,金属弦无法磁化,电吉他将 不能正常工作,所以 B 正确;根据法拉第电磁感应定律知,增加线圈匝数可以增大线圈中 的感应电动势,所以 C 正确;磁振动过程中,线圈中的磁通量一会增大一会减速,所以电 流方向不断变化,D 正确。 【考点定位】考查电磁感应 【方法技巧】本题学生极易错选 A 选项,在于不知道铜是不能被磁化的,可见现在高考考 查知识越来越细,越来越全面。 24.(2012·海南卷)图中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平 面内固定两条平行金属导轨,L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端 a、 b,导轨两端 e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L 便在导轨上滑动。下列说法正确 的是 A、若 a 接正极,b 接负极,e 接正极,f 接负极,则 L 向右滑动 B、若 a 接正极,b 接负极,e 接负极,f 接正极,则 L 向右滑动 C、若 a 接负极,b 接正极,e 接正极,f 接负极,则 L 向左滑动 D、若 a 接负极,b 接正极,e 接负极,f 接正极,则 L 向左滑动 【答案】BD 【解析】由安培定则与左手定则可知,若 a 接正极,b 接负极,e 接正极,f 接负极,L 所受 安培力向左,L 向左滑动,故 A 错误;由安培定则与左手定则可知,若 a 接正极,b 接负极, e 接负极,f 接正极,L 受到的安培力向右,L 向右滑动,故 B 正确;由安培定则与左手定 则可知,若 a 接负极,b 接正极,e 接正极,f 接负极,L 所受安培力向右,L 向右滑动,故 C 错误;由安培定则与左手定则可知,若 a 接负极,b 接正极,e 接负极,f 接正极,L 所受 安培力向左,则 L 向左滑动,故 D 正确;故选 BD. 【考点定位】本题考查安培定则、左手定则及其相关知识 25.(2012·江苏卷·T7)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L 1由火线和零 线并行绕成. 当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K, 从而切断家庭电路. 仅考虑L1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有 A.家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零 B.家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变 C.家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起 D.地面上的人接触火线发生触电时,开关 K 将被电磁铁吸起 【答案】ABD 【解析】家庭电路正常工作时,零线和火线中的电流大小相等、方向始终相反,在 L1 中产 生的磁场方向始终相反,磁场相互叠加,L1、L2 中的磁通量为零,A 项对; 家庭电路中使用的电器增多及电路发生短路时,零线和火线中的电流变大但大小仍然相等, 电流方向始终相反,L1、L2 中的磁通量仍为零,不变,B 项正确,C 项错; 地面上的人接触火线发生触电时,零线和火线中的电流大小不相等,L1 中的磁通量不为零, 发生变化,L2 中的磁通量不为零发生变化,线圈 L2 中产生电流,此时开关 K 将被电磁铁吸 起 D 项对。 【考点定位】本题考查电磁感应及其相关知识 26.(2014·江苏卷)如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了 几分钟,杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有 A.增加线圈的匝数 B.提高交流电源的频率 C.将金属杯换为瓷杯 D.取走线圈中的铁芯 【答案】AB 【解析】当线圈中通以交变电流时,在金属杯中将产生感应电流,根据法拉第电磁感应定律 可知,感应电动势 ,因此增加线圈的匝数可以提高感应电动势,感应电流的功率 增大,使杯内的水沸腾所需的时间缩短,提高交流电源的频率,磁通变化率 变大,感应 电动势变大,感应电流的功率增大,故选项 A、B 正确;取走线圈中的铁芯则使得线圈周围 的磁场变弱,磁通量减小,磁通变化率亦减小,感应电动势变小,从而使杯内的水沸腾所需 的时间反而边长,故选项 D 错误;将金属杯换为瓷杯后,由于陶瓷不是导体,因此瓷杯中 不能产生感应电流,无法给水加热,故选项 C 错误。 【考点定位】本题主要考查了对感应电流产生条件、法拉第电磁感应定律的理解与应用问题, 属于中档题。 27.(2014·山东卷·T16)如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定 电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过 E n t ∆Φ= ∆ t ∆Φ ∆ M、N 两区的过程中,导体棒所受安培力分别用 FM、FN 表示。不计轨道电阻。以下叙述正 确的是 A. 向右 B. 向左 C. 逐渐增大 D. 逐渐减小 【答案】BCD 【解析】根据楞次定律(来拒去留),导体棒在 M 区和 N 区受安培力的方向都向左,B 正确, A 错误; 根据法拉第电磁感应定律,可知导体棒所受安培力大小 ,由于距离导线 越近,磁场的磁感强度 B 越大,在 M 区导体棒向右运动过程中,磁感强度逐渐增大,安培 力 FM 逐渐增大,在 N 区磁感强度逐渐减小,导至安培力也逐渐减小,C、D 都正确。 【考点定位】楞次定律,法拉第电磁感应定律 28.(2013·海南卷)如图,在水平光滑桌面上,两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝 缘矩形金属框的左右两边上,且每个小线圈都各有一半面积在金属框内,在金属框接通逆时 针方向电流的瞬间 A.两小线圈会有相互靠拢的趋势 B.两小线圈会有相互远离的趋势 C.两小线圈中感应电流都沿顺时针方向 D.左边小线圈中感应电流沿顺时针方向,右边小线圈中感应电流沿逆时针方向 【答案】BC 【解析】在金属框接通逆时针方向电流的瞬间,金属框上下两边的电流在两个线圈中产生的 磁场刚好相互抵消,左右两边的电流在各自通过的线圈中产生的磁场也刚好相互抵消,对于 左侧的线圈而言,金属框右边的电流使其感应出顺时针方向的感应电流,同理可知金属框左 MF NF MF NF 2 2B L vF BIL R = = 边的电流使右侧的小线圈也感应出顺时针方向的感应电流,由于两线圈相邻两边的电流方向 相反,故两线圈相互排斥,有相互远离的趋势,综上可知本题选 BC。 【考点定位】考查电磁感应及其应用。 29.(2018·全国 II 卷·T5)如图,在同一平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形 匀强磁场区域,区域宽度均为 l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动,线框中感应电流 i 随时间 t 变化的正确图线可能 是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】试题分析:找到线框在移动过程中谁切割磁感线,并根据右手定则判断电流的方向, 从而判断整个回路中总电流的方向。要分过程处理本题。 第一过程从①移动②的过程中 左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针,右边切割磁感线产生的电流方向也是顺时针,两 根棒切割产生电动势方向相同所以 ,则电流为 ,电流恒定且方向为顺 时针, 再从②移动到③的过程中左右两根棒切割磁感线产生的电流大小相等,方向相反,所以回 路中电流表现为零, 3 2 l 然后从③到④的过程中,左边切割产生的电流方向逆时针,而右边切割产生的电流方向也 是逆时针,所以电流的大小为 ,方向是逆时针 当线框再向左运动时,左边切割产生的电流方向顺时针,右边切割产生的电流方向是逆时针, 此时回路中电流表现为零,故线圈在运动过程中电流是周期性变化,故 D 正确; 故选 D 点睛:根据线圈的运动利用楞次定律找到电流的方向,并计算电流的大小从而找到符合题意 的图像。 30.(2018·全国 III 卷·T7)(多选)如图 A.,在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R, R 在 PQ 的右侧。导线 PQ 中通有正弦交流电流 i,i 的变化如图 B.所示,规定从 Q 到 P 为电 流的正方向。导线框 R 中的感应电动势 A. 在 时为零 B. 在 时改变方向 C. 在 时最大,且沿顺时针方向 D. 在 时最大,且沿顺时针方向 【答案】AC 【解析】由图(b)可知,导线 PQ 中电流在 t=T/4 时达到最大值,变化率为零,导线框 R 中磁 通量变化率为零,根据法拉第电磁感应定律,在 t=T/4 时导线框中产生的感应电动势为零, 选项 A 正确;在 t=T/2 时,导线 PQ 中电流图象斜率方向不变,导致导线框 R 中磁通量变化 率的正负不变,根据楞次定律,所以在 t=T/2 时,导线框中产生的感应电动势方向不变,选 项 B 错误;由于在 t=T/2 时,导线 PQ 中电流图象斜率最大,电流变化率最大,导致导线框 R 中磁通量变化率最大,根据法拉第电磁感应定律,在 t=T/2 时导线框中产生的感应电动势 最大,由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向,选项 C 正确;由楞次定律可 判断出在 t=T 时感应电动势的方向为逆时针方向,选项 D 错误。 点睛 此题以交变电流图象给出解题信息,考查电磁感应及其相关知识点。解答此题常见错 误主要有四方面:一是由于题目以交变电流图象给出解题信息,导致一些同学看到题后,不 知如何入手;二是不能正确运用法拉第电磁感应定律分析判断;三是不能正确运用楞次定律 分析判断,陷入误区。 点睛 此题以交变电流图象给出解题信息,考查电磁感应及其相关知识点。解答此题常见错 误主要有四方面:一是由于题目以交变电流图象给出解题信息,导致一些同学看到题后,不 知如何入手;二是不能正确运用法拉第电磁感应定律分析判断;三是不能正确运用楞次定律 分析判断,陷入误区。 31.(2011·海南卷·T6)如图,EOF 和 E’O’F’为空间一匀强磁场的边界,其中 EO∥E’O’, FO∥F’O’,且 EO⊥OF;OO’为∠EOF 的角平分析,OO’间的距离为 l;磁场方向垂直于纸面 向里。一边长为 l 的正方形导线框沿 OO’方向匀速通过磁场,t=0 时刻恰好位于图示位置。 规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流 i 与实践 t 的关系图线可能正确的 是 【答案】A 【解析】设正方形导线框为 ABCD,以图示位置为零位置: AB 边从零位置开始运动到 O’的过程中,只有 AB 边的一部分切割了磁感线,切割的有效长 度从零增加到 l,感应电动势变大,由右手定则可以判断,感应电流方向为逆时针(即与题目 规定的正方向相同),因此排除了 C、D,AB 边从 O’位置开始继续运动到 A、B 两点与 OE、 OF 边接触的过程中,只有 AB 边切割了磁感线,切割的有效长度等于 l,感应电动势不变, 感应电流方向还是逆时针(即与题目规定的正方向相同);AB 边从上述位置继续运动到 O 点 的过程中,AB 边和 CD 变都部分切割了磁感线,AB 边切割的有效长度从 l 减小到 0,而 CD 边切割的有效长度从 0 增加到 l,两条边产生的感应电动势相反,相互抵消,电动势先减少 到 0 后反向增加,所以感应电流方向先逆时针减小到 0,再从 0 开始顺时针增加。由此判断 应该选择选项 A。 【考点定位】电磁感应与图像 32.(2012·福建卷)如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条 形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。若取磁铁中心 O 为坐标原点, 建立竖直向下正方向的 x 轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流 i 随环心位置坐标 x 变化 的关系图像是 【答案】B 【解析】圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心 轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合,圆环中磁通量变化不均匀,产生的感应电流不是线性 变化,A 错误;铜环下落到磁铁顶端的速度小于下落到磁铁底端的速度,铜环下落到磁铁顶 端产生的感应电流小于下落到磁铁底端产生的感应电流,选项 B 正确,CD 错误。故选:B. 【考点定位】电磁感应与图像 33.(2012·新课标卷)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 【答案】A 【解析】对于 A 选项,电流先正向减小,这一过程,电流在矩形线框内产生的磁场方向垂 直纸面向里,且逐渐减小,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相同也是向 里,再根据安培定则可知,感应电流方向为顺时针方向,合力方向与线框左边所受力方向都 向左;然后电流反向增大,在此过程,电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向外,且 逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,再根据安培定则可知, 感应电流方向为顺时针方向,合力方向与线框左边所受力方向都向右,综上所述,选项 A 正确,选项 B、C、D 错误。 【考点定位】电磁感应与图像 34.(2012·重庆卷)如图所示,正方形区域 MNPQ 内有垂直纸面向里的匀强磁场.在外力作用下, 一正方形闭合刚性导线框沿 QN 方向匀速运动,t=0 时刻,其四个顶点 M′、N′、P′、Q′恰好 在磁场边界中点.下列图象中能反映线框所受安培力 f 的大小随时间 t 变化规律的是 【答案】B 第一段时间从初位置到 M′N′离开磁场,图甲表示该过程的任意一个位置,切割磁感线的有 效长度为 M1A 与 N1B 之和,即为 M1M′长度的 2 倍,此时电动势 E=2Bvtv,线框受的安培 力 ,图象是开口向上的抛物线,故 CD 错误; 如图乙所示,线框的右端 M2N2 刚好出磁场时,左端 Q2P2 恰与 MP 共线,此后一段时间内有 效长度不变,一直到线框的左端与 M′N′重合,这段时间内电流不变,安培力大小不变;最 后一段时间如图丙所示,从匀速运动至 M2N2 开始计时,有效长度为 A′C′=l-2vt′,电动势 E′=B(l-2vt′)v,线框受的安培力 ,图象是开口向上的抛物线,故 A 错 误,B 正确。 甲 乙 丙 【考点定位】电磁感应与图像 35.(2013·新课标全国卷Ⅰ)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 2 3 242 B v tf BIvt R = = ( )22 2B l vt vF R − ′′ = 【答案】A 【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 A 正确. 【考点定位】电磁感应与图像 36.(2013·浙江卷)磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测 线圈,当以速度 v0 刷卡时,在线圈中产生感应电动势。其 E-t 关系如右图所示。如果只将刷 卡速度改为 ,线圈中的 E-t 关系可能是 θ 2sin LL θ ′ = lR S ρ= 2l L LR kLS S ρ ρ ′+= = = E BLv BvI R kL k = = = 0 2 ν 【答案】D 【解析】根据法拉第电磁感应定律: ,刷卡过程中速度 ,所以线圈中产生 的感应电动势与磁卡的速度成正比,当刷卡速度改为 时,电动势 E 变为 ,时间变为 2t0。 【考点定位】电磁感应与图像 37.(2014·全国Ⅰ卷·T18)如图 A.,线圈 ab、cd 绕在同一软铁芯上,在 ab 线圈中通以变化的 电流,测得 cd 间的的电压如图 B.所示,已知线圈内部的磁场与流经的电流成正比, 则下 列描述线圈 ab 中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是: tE φ∆∝ ∆ 1 t ν ∝ ∆ 0 2 ν 0 2 E 【答案】C 【解析】根据法拉第电磁感应定律,感应电动势即 cd 线圈中的电压 ,由 于磁场是线圈 ab 中的感应电流产生的,所以 ,综上可得 ,即电压大小 与线圈中电流的变化率成正比,根据图 B.可判断 和 电流的变化率大小相 等,方向相反,即 图象斜率大小相等,方向相反,对照选项 C 对。 【考点定位】电磁感应定律 【方法技巧】此类问题可用排除法最简单,由图知产生的电压大小不变,根据法拉第电磁感 应定律可知电流随时间均匀变化,即可排除 ABD 选项,还可根据电压的正负,判断电流是 增大还是减小。 38.(2015·山东卷·T 19)如图甲,R 0 为定值电阻,两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连 接在一周期为 T0 的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过 R0 的电流 i 始终向左,其大小 按图乙所示规律变化。规定内圆环 a 端电势高于 b 端时,间的电压为 uab 正,下列 uab-t 图像 可能正确的是 【答案】C cd Bu st t φ∆ ∆= =∆ ∆ B I∆ ∝ ∆ cd Iu s t ∆∝ ∆ 0 0.5s− 0.5 1.5s s− i t− 【解析】试题分析:在第一个 0.25T0 时间内,通过大圆环的电流为瞬时针逐渐增加,由楞次 定律可判断内环内 a 端电势高于 b 端,因电流的变化率逐渐减小故内环的电动势逐渐减小; 同理在第 0.25T0-0.5T0 时间内,通过大圆环的电流为瞬时针逐渐减小,由楞次定律可判断内 环内 a 端电势低于 b 端,因电流的变化率逐渐变大故内环的电动势逐渐变大;故选项 C 正 确. 【考点定位】电磁感应与图像 39.(2013·福建卷)如图,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用 t1、t2 分别表示线框 ab 边和 cd 边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变,ab 边始终保持与 磁场水平边界线 OO′平行,线框平面与磁场方向垂直。设 OO′下方磁场区域足够大,不计空 气阻力影响,则下列图像不可能反映线框下落过程中速度 v 随时间 t 变化的规律 【答案】A 【解析】在 t=0~t1 过程中,线框做自由落体运动,此过程中速度与时间的关系为:v=gt,因 此在 v-t 图象中对应的部分为倾斜直线段;在 t1 时刻的速度为 v1=gt1,在 t=t1~t2 过程中,线 框 ab 边在磁场中做切割磁感线运动,设线框的质量为 m、总电阻为 R,ab 边长为 L,磁场 的磁感应强度为 B,在 t=t1 时刻,切割感应电动势为:E=BLv1,根据闭合电路欧姆定律可知 回路中产生的感应电流为:I=E/R,线框此时除受竖直向下的重力 mg 外、还将受到磁场的 竖直向上的安培力 F 作用,根据安培力公式有:F=ILB= ,若 ,则在 t1~t2 过 程中,线框做匀速运动,D 是可能的;若 ,线框仍做加速运动,但随着速度的增加, 安培力越来越大,加速度会越来越小,即图象的途率越来越小,最后可能会匀速运动,C 正 2 2B L v R mg F< mg F= 确;若 ,则线框做减速运动,但随着速度的减小,安培力越来越小,加速度越来越 小,即图象的斜率越来越小,最后接近匀速运动,B 可能而 A 不可能,因此选 A。 【考点定位】电磁感应与图像 40.(2016·上海卷)如图 A,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为 其正方向。螺线管与导线框 abcd 相连,导线框内有一小金属圆环 L,圆环与导线框在同一 平面内。当螺线管内的磁感应强度 B 随时间按图 B.所示规律变化时 A.在 t1~t2 时间内,L 有收缩趋势 B.在 t2~t3 时间内,L 有扩张趋势 C.在 t2~t3 时间内,L 内有逆时针方向的感应电流 D.在 t3~t4 时间内,L 内有顺时针方向的感应电流 【答案】AD 【解析】据题意,在 t1~t2 时间内,外加磁场磁感应强度增加且斜率在增加,则在导线框中 产生沿顺时针方向增加的电流,该电流激发出增加的磁场,该磁场通过圆环,在圆环内产生 感应电流,根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势,故选项 A 正确;在 t2~t3 时间内, 外加磁场均匀变化,在导线框中产生稳定电流,该电流激发出稳定磁场,该磁场通过圆环时, 圆环中没有感应电流,故选项 B、C 错误;在 t3~t4 时间内,外加磁场向下减小,且斜率也减 小,在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流,该电流激发出向内减小的磁场,故圆环内产 生顺时针方向电流,选项 D 正确。 【考点定位】楞次定律、安培定则 【方法技巧】线圈内通有非均匀变化的磁场,导线框内产生变化的电流,该电流激发出变化 的磁场,才可以使圆环产生感应电流;线圈内通有均匀变化的磁场,导线框内产生稳定的电 流,该电流激发出的是稳定的磁场,不会使圆环产生感应电流。 41.(2016·四川卷)如图所示,电阻不计、间距为 l 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度 为 B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻 R。质量为 m、电阻为 r 的金属 棒 MN 置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力 F 的作用由静止开始运动,外力 F 与金 mg F> 属棒速度 v 的关系是 F=F0+kv(F0、k 是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒 中感应电流为 i,受到的安培力大小为 FA,电阻 R 两端的电压为 UR,感应电流的功率为 P, 它们随时间 t 变化图像可能正确的有 【答案】BC 【解析】根据牛顿定律可知,某时刻金属棒的加速度为 ,若 ,则金属棒做加速度增加的 加速运动,其 v-t 图像如图 1 所示;导体的电流 可知 I 与 v 成正比,则 I-t 图线应 该和 v-t 线形状相同;根据 可知 FA 与 v 成正比,则 FA-t 图线应该和 v-t 线形状 相同,选项 B 正确;根据 可知 UR 与 v 成正比,则 UR-t 图线应该和 v-t 线形状 相同;根据 可知 P 与 v2 成正比,则 P-t 图线不应该是直线;同理若 ,则金属棒做加速度减小的加速运动,其 v-t 图像如图 2 所示;导体的电流 可知 I 与 v 成正比,则 I-t 图线应该和 v-t 线形状相同,选项 A 错误;根据 可知 FA 与 v 成正比,则 FA-t 图线应该和 v-t 线形状相同;根据 可 知 UR 与 v 成 正 比 , 则 UR-t 图 线 应 该 和 v-t 线 形 状 相 同 , 选 项 C 正 确 ; 根 据 可知 P 与 v2 成正比,则 P-t 图线不应该是直线,选项 D 错误;故选 2 2 2 2 0 0 B L v B LF kv kF F Fr R r Ra vm m m m + − −− + += = = +安 2 2 0B Lk r R − >+ BLvI r R = + 2 2 A B L vF r R = + R BLRvU r R = + 2 2 2 2E B L vP R r R r = =+ + 2 2 0B Lk r R − 1 2 1 2,v v Q Q= < BLI=安F R BLvI = S L4 阻ρ=R m Fga 安−= LS4 密ρ=m 可得进入磁场后的加速度为 ,因此两线圈加速度相等,此后的运动情况完 全相同,所以落地速度相等,到完全进入磁场的时间相同,任意时刻安培力的做功的瞬时功 率 P=F 安 v=BIlv⑥,粗线圈电阻小,电流大,瞬时功率大,总的安培力做功就多,产生热 量多,D 项正确。 77.(2010·山东卷·T21)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,OO’为其对称轴。一导线折成变长为 l 的正方形闭合回路 abcd,回路在纸面内以恒定速度 v0 向右运动,当运动到关于 OO’对称的位置时 A.穿过回路的磁通量为零 B.回路中感应电动势大小为 2Blv0 C.回路中感应电流的方向为顺时针方向 D.回路中 ab 边与 cd 边所受安培力方向相同 【答案】ABD 【解析】本题考查了磁通量、法拉第电磁感应定律及考生的分析能力。线框关于 OO’对称时, 左右两侧磁通量大小相等,磁场方向相反,合磁通量为 0;根据右手定则,cd 的电动势方向 由 c 到 d,ab 的电动势方向由 a 到 b,且大小均为 Blv0,闭合电路的电动势为 2Blv0,电流 方向为逆时针;根据左手定则,ab 和 cd 边所受安培力方向均向左,方向相同,故正确的选 项为 ABD。 78.(2010·江苏卷·T2)一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框的 面积不变,将磁感应强度在 1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应 强度不变,在 1 s 时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半,先后两个过程中,线 框中感应电动势的比值为 (A) (B)1 (C)2 (D)4 【答案】B 难度:易 本题考查电磁感应定律的应用 2 16 B va g ρ ρ= − 阻 密 1 2 【解析】 ,大小相等,选 B。 79.(2010·江苏卷·T4)如图所示的电路中,电源的电动势为 E,内阻为 r,电感 L 的电阻不计, 电阻 R 的阻值大于灯泡 D 的阻值,在 t=0 时刻闭合开关 S,经过一段时间后,在 t=t1 时刻 断开 S,下列表示 A、B 两点间电压 UAB 随时间 t 变化的图像中,正确的是 【答案】B 考查自感和电压图象。 难度:难 【解析】开关闭合时,线圈的自感阻碍作用,可看做电阻,线圈电阻逐渐减小,并联电路电 阻逐渐减小。电压 逐渐减小;开关闭合后再断开时,线圈的感应电流与原电流方向相 同,形成回路,灯泡的电流与原来相反,并逐渐减小到 0,所以本题选 B 80.(2010·全国Ⅰ卷·T17)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为 T。 一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽 100m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导 体)流过。设落潮时,海水自西向东流,流速为 2m/s。下列说法正确的是 A.河北岸的电势较高 B.河南岸的电势较高 C.电压表记录的电压为 9mV D.电压表记录的电压为 5mV 【答案】BD 【解析】海水在落潮时自西向东流,该过程可以理解为:自西向东运动的导体棒在切割竖直 向下的磁场。根据右手定则,右岸即北岸是正极电势高,南岸电势低,D 对 C 错。根据法拉 第电磁感应定律 V, B 对 A 错 【命题意图与考点定位】导体棒切割磁场的实际应用题。 81.(2010·全国Ⅱ卷·T18)如图,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直 于纸面向里,磁场上边界 b 和下边界 d 水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈,线圈 上下边的距离很短,下边水平。线圈从水平面 a 开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大 于水平面 a、b 之间的距离。若线圈下边刚通过水平面 b、c(位于磁场中)和 d 时,线圈所受 到的磁场力的大小分别为 Fa、Fb 和 Fc,则 1 B 2B-B BSE =S =St t t = 2 2 S BSE B t t ∆= = − ABU 54.5 10−× 35 1092100105.4 −− ×=×××== BLvE A. > > B. < < C. > > D. < < 【答案】D 【解析】线圈从 a 到 b 做自由落体运动,在 b 点开始进入磁场切割磁感线所以受到安培力 Fb, 由于线圈的上下边的距离很短,所以经历很短的变速运动而进入磁场,以后线圈中磁通量不 变不产生感应电流,在 c 处不受安培力,但线圈在重力作用下依然加速,因此从 d 处切割磁 感线所受安培力必然大于 b 处,答案 D。 82.(2010·上海卷·T19)如右图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为 B,方向分别垂 直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为 L,边长为 L 的正方形框 abcd 的 bc 边紧靠磁场边缘置于桌面上,使线框从静止开始沿 x 轴正方向匀加速通过磁场区域,若 以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图 【答案】A 【解析】在 0-t1,电流均匀增大,排除 CD。 在 t1~t2,两边感应电流方向相同,大小相加,故电流大。 在 t2~t3,因右边离开磁场,只有一边产生感应电流,故电流小,所以选 A。 本题考查感应电流及图象。 难度:难。 83.(2010·上海卷·T21)如图,金属环 A 用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧,若 变阻器滑片 P 向左移动,则金属环 A 将向_____(填“左”或“右”)运动,并有_____(填“收缩”或 “扩张”)趋势。 dF cF bF cF dF bF cF bF dF cF bF dF 【解析】变阻器滑片 P 向左移动,电阻变小,电流变大,根据楞次定律,感应电流的磁场方 向原电流磁场方向相反,相互吸引,则金属环 A 将向右移动,因磁通量增大,金属环 A 有 收缩趋势。 本题考查楞次定律。难度:易。 84.(2010·新课标Ⅰ卷·T21)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

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