《大高考》2016届高考物理五年高考真题：专题10 电磁感应..

考点一 电磁感应现象 楞次定律

1. (2015·新课标全国Ⅰ,19，6分)(难度★★)(多选)1824年，法国科学家阿拉果完 成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用 柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在 磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但 略有滞后．下列说法正确的是( )

A．圆盘上产生了感应电动势

B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针 转动

解析 圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之 间产生了感应电动势，选项A正确；圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中， 内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流，产生的磁场又导致磁针转 动，选项B正确；圆盘转动过程中，圆盘位置、圆盘面积和磁场都没有发生 变化，所以没有磁通量的变化，选项C错误；圆盘本身呈现电中性，不会产 生环形电流，选项D错误．

答案 AB

2．(2014·新课标全国Ⅰ，14，6分)(难度★★)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

解析 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没 有变化，故不能观察到感应电流，选项A不符合题意；在一通电线圈旁放置 一连有电流表的闭合线圈时，如果给线圈通以恒定电流，产生不变的磁场， 则在另一线圈中不会产生感应电流，选项B不符合题意；在线圈中插入条形 磁铁后，再到相邻房间去观察电流表时，磁通量已不再变化，因此也不能观 察到感应电流，选项C不符合题意；绕在同一铁环上的两个线圈，在给一个 线圈通电或断电的瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变 化，因此，能观察到感应电流，选项D符合题意．

答案 D

3．(2014·全国大纲，20，6分)(难度★★)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

解析 对磁铁受力分析可知，磁铁重力不变，磁场力随速率的增大而增大， 当重力等于磁场力时，磁铁匀速下落，所以选C项． 答案 C

4．(2014·广东理综，15，4分)(难度★★)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

解析 小磁块在铜管中下落时，由于电磁阻尼作用，不做自由落体运动，而 在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动，因此在P中下落得慢，用时长， 到达底端速度小，C项正确，A、B、D错误．

答案 C

5．(2014·山东理综,16，6分)(难度★★★)(多选)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．FM向右 B．FN向左

C．FM逐渐增大 D．FN逐渐减小

解析 直导线产生的磁场在M区域垂直纸面向外，在N区域垂直纸面向里， 根据右手定则,导体棒上的感应电流在M区域向下，在N区域向上，由左手 定则判定,在M、N区域导体棒所受安培力均向左，故A错误，B正确；I感 ＝BLvR,F安＝BI感L＝B2L2vR，离直导线越近处B越大，所以FM逐渐增大，FN 逐渐减小，C、D正确．

答案 BCD

6．(2014·四川理综,6，6分)(难度★★★)(多选)如图所示，不计电阻的光滑U形 金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质 量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良 好并围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向 与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律

是B＝(0.4－0.2t)T，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则( )

A．t＝1 s时，金属杆中感应电流方向从C到D

B．t＝3 s时，金属杆中感应电流方向从D到C

C．t＝1 s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1 N

D. t＝3 s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N

解析 据已知B＝(0.4－0.2t) T可知t＝1 s时，正方向的磁场在减弱，由楞次 定律可判定电流方向为由C到D，A项正确；同理可判定B项错误；t＝1 s 时感应电动势E＝ΔΦΔt＝|ΔB|Δt·S·sin 30°＝0.1 V，I＝E/R＝1 A，安培力 F安＝BIL＝0.2 N，对杆受力分析如图．对挡板P的压力大小为FN＝FN′＝ F安cos 60°＝0.1 N，C项正确；同理可得t＝3 s时对挡板H的压力大小为 0.1 N，D项错误．

答案 AC

7．(2013·新课标全国Ⅱ，19，6分)(难度★★)(多选)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，该效应揭示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

解析 电流能产生磁场，说明电和磁之间存在联系，A项正确；为解释磁现 象的电本质，安培根据螺线管和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流 假说，B项正确；恒定电流附近的固定导线框，不会产生感应电流，C项错 误；楞次通过实验，得出了楞次定律，D项正确．

答案 ABD

8．(2012·北京理综，19，6分)(难度★★★)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳 环实验”．如图，他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，经重复试 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

解析 当闭合S瞬间，线圈L内产生的磁场B及磁通量的变化率ΔΦΔt，随电 压及线圈匝数增加而增大，如果套环是金属材料又闭合，由楞次定律可知， 环内会产生感应电流I及磁场B′，环会受到向上的安培力F，当F＞mg时， 环跳起，ΔΦΔt越大，环电阻越小，F越大．如果环越轻，跳起效果越好，所

以选项B、C错误；如果套环换用电阻大密度大的材料，I减小F减小，mg 增大，套环可能无法跳起，选项D正确；如果使用交流电，S闭合后，套环 受到的安培力大小及方向(上、下)周期性变化，S闭合瞬间，F大小、方向都 不确定，直流电效果会更好，选项A错误．

答案 D

考点二 法拉第电磁感应定律 自感和涡流

1．(2015·新课标全国Ⅱ，15，6分)(难度★★★)如图，直角三角形金属框abc放 置的匀强磁场中,磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕 ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已 知bc边的长度为l.下列判断正确的是( )

A．Ua＞Uc，金属框中无电流

B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿abca

C．Ubc＝－12Bl2ω，金属框中无电流 D．Ubc＝12Bl2ω，金属框中电流方向沿acba

解析 金属框绕ab边转动时，闭合回路abc中的磁通量始终为零(即不变)， 所以金属框中无电流．金属框在逆时针转动时，bc边和ac边均切割磁感线， 由右手定则可知φb＜φc，φa＜φc，所以根据E＝Blv可知，Ubc＝Uac＝－Blv ＝－Bl0＋ωl2＝－12Bl2ω.由以上分析可知选项C正确．

答案 C

2．(2015·重庆理综，4,6分)(难度★★)图为无线充电技术中使用的受电线圈示意 图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线 向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端 a和b之间的电势差φa－φb( )

A．恒为nS（B2－B1）t2－t1

B．从0均匀变化到nS（B2－B1）t2－t1

C．恒为－nS（B2－B1）t2－t1

D．从0均匀变化到－nS（B2－B1）t2－t1

解析 由于磁感应强度均匀增大,故φa－φb为定值，由楞次定律可得φa

答案 C

3．(2015·山东理综，17,6分)(难度★★★)(多选)如图，一均匀金属圆盘绕通过其 圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强 磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是( )

A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高

B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动

C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动

D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动

解析 由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项 A正确;根据E＝BLv可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大， 产生的阻碍圆盘转动的安培力越大，则圆盘越容易停止转动，选项B正确； 若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转 动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，则圆盘中无感应电流，不产生 安培力，圆盘匀速转动，选项D正确．

答案 ABD

4. (2015·海南单科，2，3分)(难度★★)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为ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折 线，置于与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ε′.则ε′ε等于( )