2017年高考物理试题分类汇编及答案解析《电磁感应》

- 1 - 电磁感应现象的常见题型分析汇总（很全）

命题演变

“轨道+导棒”模型类试题命题的“基本道具”：导轨、金属棒、磁场，其变化点有：

1.图像

2．导轨

（1）轨道的形状：常见轨道的形状为U形，还可以为圆形、三角形、三角函数图形等；

（2）轨道的闭合性：轨道本身可以不闭合，也可闭合；

（3）轨道电阻：不计、均匀分布或部分有电阻、串上外电阻；

（4）轨道的放置：水平、竖直、倾斜放置等等．

理图像是一种形象直观的“语言”，它能很好地考查考生的推理能力和分析、解决问题的能力，下面我们一起来看一看图像在电磁感应中常见的几种应用。

一、反映感应电流强度随时间的变化规律

例1如图1—1，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定

速度v=20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始

终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻t=0，在图

1-2所示的下列图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规

律的是（ ）

分析与解 本题要求能正确分解线框的运动过程（包括部分进入、全部进入、部分离开、全部离开），分析运动过程中的电磁感应现象，确定感应电流的大小和方向。

线框在进入磁场的过程中，线框的右边作切割磁感线运动，产生感应电动势，从而在整个回路中产生感应电流，由于线框作匀速直线运动，其感应电流的大小是恒定的，由右手定则，可判断感应电流的方向是逆时针的，该过程的持续时间为t=(20/20)s=1s。

线框全部进入磁场以后，左右两条边同时作切割磁感线运动，产生反向的感应电动势，相当于两个相同的电池反向连接，以致回路的总感应电动势为零，电流为零，该过程的时间也为1s。而当线框部分离开磁场时，只有线框的左边作切割磁感线运动，感应电流的大小与部分进入时相同，但方向变为顺时针，历时也为1s。正确答案：C v

← 40cm →

2000-2009年高考试题分类汇编：电磁感应、交流电

（09年上海物理）24．（14分）如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为m，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知l＝1m，m＝1kg，R＝0.3，r＝0.2，s＝1m）

（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；

（2）求磁感应强度B的大小；

（3）若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0－B2l2m（R＋r） x，且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？

（4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。

解析：（1）金属棒做匀加速运动，R两端电压UIv，U随时间均匀增大，即v随时间均匀增大，加速度为恒量；

（2）F－B2l2vR＋r ＝ma，以F＝0.5v＋0.4

代入得（0.5－B2l2R＋r ）v＋0.4＝a

a与v无关，所以a＝0.4m/s2，（0.5－B2l2R＋r ）＝0

得B＝0.5T

（3）x1＝12 at2，v0＝B2l2m（R＋r） x2＝at，x1＋x2＝s，所以12 at2＋m（R＋r）B2l2 at＝s

得：0.2t2＋0.8t－1＝0，t＝1s，

（4）可能图线如下：

（08全国卷1）20.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低面向里，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，下列各图中正确的是

答案：D

解析：0-1s内B垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流，方向为逆时针方向，排除A、C选项；2s-3s内，B垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B选项，D正确。

- 434 - 说明：

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（3）此书用word排版，将近六年的全国及各省市的高考试题按高考考查知识点分类，有利于广大教师备课和学生系统复习，如有不足和遗漏之处请各位同仁批评指证。

2000-2010高考物理试题分类汇编

十、电磁感应

1. 非选择题 2003夏季高考物理上海卷 四大题 22小题 14分

考题： 22．（14分）如图所示，OACO为置于水平面内的光

滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中

粗线表法），R1＝4Ω、R2＝8Ω（导轨其它部分电阻

不计）。导轨OAC的形状满足方程)3sin(2xy

（单位：m）。磁感强度B＝0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒

在水平外力F作用下，以恒定的速率v＝5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C

点，棒与导思接触良好且始终保持与OC导轨

垂直，不计棒的电阻。

求：（1）外力F的最大值；

（２） 属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；

（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。

2. 非选择题 2003夏季高考物理广东卷 三大题 18小题 13分

考题： 18．（13分）在图1所示区域（图中直角坐标系Oxy的1、3象限）内有匀强磁场，磁感强度方向垂直于图面向里，大小为B.半径为l、圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R.

（1）求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f。

（2）在图2上画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图像（规定与图1中线框的位置相应的时刻为t＝0） - 435 -

3. 非选择题 2000夏季高考物理上海卷 四大题 23小题 13分

考题： 23．（13分）如图所示，固定水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为I的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为0B。

第 1 页 共 9 页 2011普通高校招生考试试题汇编-电磁感应

1 (广东卷第15题).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

2(2011江苏卷第2题)．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中

A．穿过线框的磁通量保持不变

B．线框中感应电流方向保持不变

C．线框所受安掊力的合力为零

D．线框的机械能不断增大

3(2011江苏卷第5题)．如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导

轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨一闪身垂直。阻值为R的导

体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触。T=0时，将形状S由1

掷到2。Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、

棒的速度和加速度。下列图象正确的是 ( D)

4(福建第17题). 如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角（0＜＜90°),其中MN平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，它的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中

A.F运动的平均速度大小为12

B.平滑位移大小为qRBL

C.产生的焦尔热为qBL

D.受到的最大安培力大小为22sinBLR

第 2 页 共 9 页 5(海南第6题).如图，EOF和EOF为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥EO，FO∥FO，且EO⊥OF；OO为∠EOF的角平分线，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 ( B )