考点11 电磁感应 2013年高考原题
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(三年经典)2011-2013全国各地高考物理真题分类汇编(详解)电磁感应1.(2011年高考·海南理综卷)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。
下列说法正确的是()A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系D.焦耳发现了电流的热效应,定量经出了电能和热能之间的转换关系1.ABC解析:考察物理学的发展史,选ACD2.(2011年高考·山东理综卷)了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。
以下符合事实的是A.焦耳发现了电流热效应的规律B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C.楞次发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕D .牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动2.AB 解析:1840年英国科学家焦耳发现了电流热效应的规律;库仑总结出了点电荷间相互作用的规律;法拉第发现了电磁感应现象,拉开了研究电与磁关系的序幕;伽利略通过将斜面实验合力外推,间接证明了自由落体运动的规律。
3.(2011年高考·北京理综卷)物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。
如关系式U=IR 既反映了电压、电流和电阻之间的关系,也确定了V (伏)与A (安)和Ω(欧)的乘积等效。
现有物理量单位:m (米)、s (秒)、N (牛)、J (焦)、W (瓦)、C (库)、F (法)、A (安)、Ω(欧)和T (特),由他们组合成的单位都与电压单位V (伏)等效的是A .J/C 和N/CB .C/F 和T ✍m 2/sC .W/A 和C ✍T·m/sD.2121Ω⋅W 和T·A·m3.B 解析:由物理关系式W =qU ,可得电压的单位V (伏)等效的是J/C ;由物理关系式U =Q /C ,可得电压的单位V (伏)等效的是C /F ;由物理关系式E =n ,φ=BS ,可得电压的单位V (伏)等效的是T ?m 2/s ;由物理关系式P =U 2/R ,可得电压的单位V (伏)等效的是1122W ⋅Ω;由物理关系式P =UI ,可得电压的单位V (伏)等效的是W/A ;B 选项正确,A 、C 、D 错误。
5(2013重庆卷).如题5图所示,一段长方体形导电材料,左右两端面的边长都为a 和b ,内有带电量为q 的某种自由运动电荷。
导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B 。
当通以从左到右的稳恒电流I 时,测得导电材料上、下表面之间的电压为U ,且上表面的电势比下表面的低。
由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为A .aU q IB ,负 B .aU q IB,正 C .bU q IB ,负 D .bUq IB,正 答案:C21【2013广东高考】.如图9,两个初速度大小相同的同种离子a 和b ,从O 点沿垂直磁场方向进人匀强磁场,最后打到屏P 上。
不计重力。
下列说法正确的有 A .a 、b 均带正电B .a 在磁场中飞行的时间比b 的短C .a 在磁场中飞行的路程比b 的短D .a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近 答案:AD13【2013上海高考】.如图,足够长的直线ab 靠近通电螺线管,与螺线管平行。
用磁传感器测量ab 上各点的磁感应强度B ,在计算机屏幕上显示的大致图像是答案:C15【2013江苏高考】. (16 分)在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制. 如题15-1 图所示的xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E 和磁感应强度B 随时间t 作周期性变化的图象如题15-2 图所示. x 轴正方向为E 的正方向,垂直纸面向里为B 的正方向. 在坐标原点O 有一粒子P,其质量和电荷量分别为m 和+q. 不计重力. 在t =2T时刻释放P,它恰能沿一定轨道做往复运动. (1)求 P 在磁场中运动时速度的大小 v 0; (2)求B 0 应满足的关系; (3)在t 0(0<t 0 <2T)时刻释放P,求P 速度为零时的坐标.答案:26【2013上海高考】.(3分)演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈,微电流传感器,DIS等组成)如图所示。
专题11 电磁感应1. (2013全国新课标理综II第16题)如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动.t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域.下列v--t图象中,可能正确描述上述过程的是答案D解析:由于导线框闭合,导线框以某一初速度向右运动,导线框右侧边开始进入磁场时,切割磁感线产生感应电动势和感应电流,右侧边受到安培力作用,做减速运动;导线框完全进入磁场中,导线框中磁通量不变,不产生感应电流,导线框不受安培力作用,做匀速运动;导线框右侧边开始出磁场时,左侧边切割磁感线产生感应电动势和感应电流,左侧边受到安培力作用,导线框做减速运动;所以可能正确描述运动过程的速度图象是D.2. (2013全国新课标理综1第17题)如图.在水平面(纸面)内有三报相同的均匀金属棒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.可能正确的是答案:A解析:设“V ”字型导轨夹角为2θ,均匀金属棒单位长度电阻为r ,MN 向右以速度v 匀速运动,则t 时刻切割磁感线的金属棒长度为L=2vt tan θ,金属棒t 时刻切割磁感线产生的感应电动势E=BLv=2Bv 2t tan θ,回路电阻R=(2vt/cos θ+2vt tan θ)r ,回路中电流i=E/R=B v tan θ/(1/cos θ+tan θ)r ,与时间t 无关,所以回路中电流i 与时间t 的关系图线.可能正确的是A. 3.(2013高考上海物理第11题)如图,通电导线MN 与单匝矩形线圈abcd 共面,位置靠近ab 且相互绝缘.当MN 中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向(A)向左(B)向右 (C)垂直纸面向外 (D)垂直纸面向里答案:B解析:当MN 中电流突然减小时,单匝矩形线圈abcd 垂直纸面向里的磁通量减小,根据楞次定律,单匝矩形线圈abcd 中产生的感应电流方向顺时针方向,由左手定则可知,线圈所受安培力的合力方向向右,选项B 正确.4.(2013高考四川理综第7题)如图所示,边长为L 、不可形变的正方形导体框内有半径为r 的圆形区域,其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B =kt(常量k >0).回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0,滑动片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R 0、R 2=12R 0.闭合开关S ,电压表的示数为U ,不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势.则 A .R 2两端的电压为7U B .电容器的a 极板带正电C .滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D .正方形导线框中的感应电动势为kL 2答案:AC解析:滑动片P 位于滑动变阻器中央,回路总电阻R=12R 0+1212R 0+R 0=74R 0.设R 2两端的电压为U ’,由U R =0'14U R ,解得U ’=17U,选项A 正确.由楞次定律可知,正方形导体框内产生的感应电流方向为逆时针方向,电容器的a 极板带负电,选项B 错误.滑动变阻器R 的热功率为(17U )2÷(12R 0)+22074U R ⎛⎫⎪⎝⎭×(12R 0)=104920U R , 电阻R 2的热功率为(17U )2÷(12R 0) =24920U R ,由104920U R ÷24920U R =5可知,滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍,选项C 正确.由法拉第电磁感应定律,正方形导体框内产生的感应电动势E=k πr 2.选项D 错误.5.(2013高考北京理综第17题)如图,在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动, MN 中产生的感应电动势为E l ;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN 中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E l ∶ E 2分别为A. c →a ,2∶1B. a →c ,2∶1C. a →c ,1∶2D. c →a ,1∶2答案:C解析:由右手定则可判断出MN 中电流方向为从N 到M ,通过电阻R 的电流方向为a →c.根据法拉第电磁感应定律.E=BLv ,若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN 中产生的感应电动势变为原来的2倍,E l ∶ E 2=1∶2,选项C 正确.6. (2013高考山东理综第14题)将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B 随时间t 变化的图像如图乙所示.用F 表示ab 边受到的安培力,以水平向右为F 的正方向,能正确反映F 随时间t 变化的图像是答案:B解析:在0到T/4时间内,磁感应强度均匀减小,回路中产生的感应电流恒定,由楞次定律可判断出为顺时针方向.由左手定则可判断出ab 边受到的安培力方向为水平向左.同理可判断出其它时间段的安培力方向,能正确反映F 随时间t 变化的图像是B.7.(2013全国高考大纲版理综第17题)纸面内两个半径均为R 的圆相切于O 点,两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场,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 绕过O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω,t =0时,OA 恰好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( )答案:C解析:导体杆OA 绕过O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,在转过180°的过程中,切割磁感线的导体棒长度先不均匀增大后减小,由右手定则可判断出感应电动势的方向为由O 指向A 为正,所以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C.8.(2013高考福建理综第18题)如图,矩形闭合线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t 1、t 2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,不计空气影响,则下列哪一个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OA ωtE OAt EOBt EOCt EOD答案:A解析:矩形闭合线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,先做自由落体运动.进入磁场后,若所受安培力大于重力,线框做加速度逐渐减小的减速运动,反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律可能是图象B.若所受安培力等于重力,线框做匀速运动,反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律可能是图象D.若所受安培力小于重力,线框做加速度逐渐减小的加速运动,到线框完全进入磁场区域,线框做自由落体运动,反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律可能是图象C.不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律是图象A.9.(2013高考天津理综物理第3题)如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd.ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1:第二次bc边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则A.Q1>Q2 ,q1=q2B.Q1>Q2 ,q1>q2C.Q1=Q2 ,q1=q2D.Q1=Q2 ,q1>q2答案:A解析:根据功能关系,线框上产生的热量等于克服安培力做功.由F=BIL,I=E/R,E=BLv,第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1=W1=F1L2=221B L vRL2=2B SvRL1. 第二次bc边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q2=W2=F2L1=222B L vRL1=2B SvRL2.由于L1>L2,所以Q1>Q2.由I=q/△t,E=△Φ/△t,E=IR,联立解得:q=△Φ/R.两次磁通量变化△Φ相同,所以q1=q2,选项A正确.。
考点11 电磁感应1 .(2007·新课标全国卷·T 20)(6分).电阻R 、电容C 与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N 极朝下,如图所示。
现使磁铁开始自由下落,在N 极接近线圈上端的过程中,流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是A.从a 到b ,上极板带正电B.从a 到b ,下极板带正电C.从b 到a ,上极板带正电D.从b 到a ,下极板带正电2 .(2008·新课标全国卷·T16)(6分)、如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R 和r ,导体棒PQ 与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里.导体棒的电阻可忽略.当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是 ( ) A .流过R 的电流为由d 到c ,流过r 的电流为由b 到aB .流过R 的电流为由c 到d ,流过r 的电流为由b 到aC .流过R 的电流为由d 到c ,流过r 的电流为由a 到bD .流过R 的电流为由c 到d ,流过r 的电流为由a 到b3 .(2009·新课标全国卷·T19)(6分)如图所示,一导体圆环位于纸面内,O 为圆心。
环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场,两磁场磁感应强度的大小相等,方向相反且均与纸面垂直。
导体杆OM 可绕O 转动,M 端通过滑动触点与圆环良好接触。
在圆心和圆环间连有电阻R 。
杆OM 以匀角速度ω逆时针转动,t=0时恰好在图示位置。
规定从a 到b 流经电阻R 的电流方向为正,圆环和导体杆的电阻忽略不计,则杆从t=0开始转动一周的过程中,电流随t ω变化的图象是4.(2010·新课标全国卷·T21)(6分)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。
专题11 电磁感应1. (2018全国新课标理综II第16题)如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动.t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域.下列v--t图象中,可能正确描述上述过程的是答案D解析:由于导线框闭合,导线框以某一初速度向右运动,导线框右侧边开始进入磁场时,切割磁感线产生感应电动势和感应电流,右侧边受到安培力作用,做减速运动;导线框完全进入磁场中,导线框中磁通量不变,不产生感应电流,导线框不受安培力作用,做匀速运动;导线框右侧边开始出磁场时,左侧边切割磁感线产生感应电动势和感应电流,左侧边受到安培力作用,导线框做减速运动;所以可能正确描述运动过程的速度图象是D.2. (2018全国新课标理综1第17题)如图.在水平面(纸面)内有三报相同的均匀金属棒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.可能正确的是答案:A解析:设“V”字型导轨夹角为2θ,均匀金属棒单位长度电阻为r,MN向右以速度v匀速运动,则t时刻切割磁感线的金属棒长度为L=2vttan θ,金属棒t 时刻切割磁感线产生的感应电动势E=BLv=2B v 2ttan θ,回路电阻R=(2vt/cos θ+2vttan θ)r ,回路中电流i=E/R= Bvtan θ/(1/cos θ+tan θ)r ,与时间t 无关,所以回路中电流i 与时间t 的关系图线.可能正确的是A.3.(2018高考上海物理第11题)如图,通电导线MN 与单匝矩形线圈abcd 共面,位置靠近ab 且相互绝缘.当MN 中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向(A)向左(B)向右 (C)垂直纸面向外 (D)垂直纸面向里答案:B解析:当MN 中电流突然减小时,单匝矩形线圈abcd 垂直纸面向里的磁通量减小,根据楞次定律,单匝矩形线圈abcd 中产生的感应电流方向顺时针方向,由左手定则可知,线圈所受安培力的合力方向向右,选项B 正确. 4.(2018高考四川理综第7题)如图所示,边长为L 、不可形变的正方形导体框内有半径为r 的圆形区域,其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B =kt(常量k >0).回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0,滑动片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R 1=R 0、R 2=12R 0.闭合开关S ,电压表的示数为U ,不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势.则 A .R 2两端的电压为7U B .电容器的a 极板带正电C .滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D .正方形导线框中的感应电动势为kL 2答案:AC解析:滑动片P 位于滑动变阻器中央,回路总电阻R=12R 0+1212R 0+R 0=74R 0.设R 2两端的电压为U ’,由U R =0'14U R ,解得U ’=17U,选项A 正确.由楞次定律可知,正方形导体框内产生的感应电流方向为逆时针方向,电容器的a 极板带负电,选项B 错误.滑动变阻器R 的热功率为(17U )2÷(12R 0)+22074U R ⎛⎫⎪⎝⎭×(12R 0)=104920U R , 电阻R 2的热功率为(17U )2÷(12R 0) =24920U R ,由104920U R ÷24920U R =5可知,滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍,选项C 正确.由法拉第电磁感应定律,正方形导体框内产生的感应电动势E=k πr 2.选项D 错误.5.(2018高考北京理综第17题)如图,在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动, MN 中产生的感应电动势为E l ;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN 中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E l ∶ E 2分别为A. c →a ,2∶1B.a→c,2∶1C.a→c,1∶2D.c→a,1∶2答案:C解析:由右手定则可判断出MN中电流方向为从N到M,通过电阻R的电流方向为a→c.根据法拉第电磁感应定律.E=BLv,若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为原来的2倍,E l∶ E2=1∶2,选项C正确.6. (2018高考山东理综第14题)将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示.用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是答案:B解析:在0到T/4时间内,磁感应强度均匀减小,回路中产生的感应电流恒定,由楞次定律可判断出为顺时针方向.由左手定则可判断出ab边受到的安培力方向为水平向左.同理可判断出其它时间段的安培力方向,能正确反映F随时间t变化的图像是B.7.(2018全国高考大纲版理综第17题)纸面内两个半径均为R的圆相切于O点,两圆Array形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场,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绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω,t=0时,OA恰好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()答案:C解析:导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,在转过180°的过程中,切割磁感线的导体棒长度先不均匀增大后减小,由右手定则可判断出感应电动势的方向为由O指向A为正,所以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C.8.(2018高考福建理综第18题)如图,矩形闭合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,不计空气影响,则下列哪一个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:矩形闭合线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,先做自由落体运动.进入磁场后,若所受安培力大于重力,线框做加速度逐渐减小的减速运动,反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律可能是图象B.若所受安培力等于重力,线框做匀速运动,反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律可能是图象D.若所受安培力小于重力,线框做加速度逐渐减小的加速运动,到线框完全进入磁场区域,线框做自由落体运动,反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律可能是图象C.不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律是图象A.9.(2018高考天津理综物理第3题)如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd.ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1:第二次bc边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则A.Q1>Q2 ,q1=q2B.Q1>Q2 ,q1>q2C.Q1=Q2 ,q1=q2D.Q1=Q2 ,q1>q2答案:A解析:根据功能关系,线框上产生的热量等于克服安培力做功.由F=BIL,I=E/R,E=BLv,第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1=W1=F1L2=221B L vRL2=2B SvRL1. 第二次bc边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q2=W2=F2L1=222B L vRL1=2B SvRL2.由于L1> L2,所以Q1>Q2.由I=q/△t,E=△Φ/△t,E=IR,联立解得:q=△Φ/R.两次磁通量变化△Φ相同,所以q1=q2,选项A正确.。
3(2013天津卷)..如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框动bcd.b边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN。
第一次b边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1:第二次bc边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则AQ1>Q2 q1=q2B Q1>Q2 q1>q2Q1=Q2 q1=q2D Q1=Q2 q1>q2答案:A16(2013安徽高考).如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角灯泡,电阻为1Ω。
一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为02g,接入电路的电阻为1Ω,两端于导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因为05。
在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为08T。
将导体棒MN由静止释放,运动一端时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10/2,370=06)A.25/ 1W B.5/ 1W.75/ 9W D.15/ 9W【答案】B11【2013上海高考】.如图,通电导线MN与单匝矩形线圈bcd共面,位置靠近b且相互绝缘。
当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向(A)向左(B)向右()垂直纸面向外(D)垂直纸面向里答案:B13【2013江苏高考】 (15 分)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈bcd,线圈平面与磁场垂直已知线圈的匝N=100,边长b =1 0 、bc =0 5 ,电阻r =2 Ω磁感应强度B 在0 ~1 内从零均匀变到0 2 T在1 ~5 内从0 2 T 均匀变到-0 2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向求(1)0 5 时线圈内感应电动势的大小 E 和感应电流的方向;(2)在1~5 内通过线圈的电荷量q;(3)0~5 内线圈产生的焦耳热Q答案:36【2013广东高考】(18分)如图19()所示,在垂直于匀强磁场B 的平面内,半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动,圆心O和边缘通过电刷与一个电路连接,电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件。
专题11:电磁感应考情分析:考.查.频率比较高.....。
考查.角度多变,但考查点主要是法拉第电磁感应定律和楞次定律,题目难度一般不会太大..........。
建议:区别导体棒和导体框切割磁感线的不同以及导体在磁场中平动与转动的不同。
1、(2014年新课标全国卷I)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2、(2013年新课标全国卷II)(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3、(2017年新课标全国卷I)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4、(2017年新课标全国卷III)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。
金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。
2013年全国各地高考招生物理试题汇编--磁场5(2013重庆卷).如题5图所示,一段长方体形导电材料,左右两端面的边长都为a 和b ,内有带电量为q 的某种自由运动电荷。
导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B 。
当通以从左到右的稳恒电流I 时,测得导电材料上、下表面之间的电压为U ,且上表面的电势比下表面的低。
由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为 A .aU q IB ,负 B .aU q IB,正 C .bU q IB ,负 D .bUq IB,正 答案:C21【2013广东高考】.如图9,两个初速度大小相同的同种离子a 和b ,从O 点沿垂直磁场方向进人匀强磁场,最后打到屏P 上。
不计重力。
下列说法正确的有 A .a 、b 均带正电B .a 在磁场中飞行的时间比b 的短C .a 在磁场中飞行的路程比b 的短D .a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近 答案:AD13【2013上海高考】.如图,足够长的直线ab 靠近通电螺线管,与螺线管平行。
用磁传感器测量ab 上各点的磁感应强度B ,在计算机屏幕上显示的大致图像是答案:C15【2013江苏高考】. (16 分)在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制. 如题15-1 图所示的xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E 和磁感应强度B 随时间t 作周期性变化的图象如题15-2 图所示. x 轴正方向为E 的正方向,垂直纸面向里为B 的正方向. 在坐标原点O 有一粒子P,其质量和电荷量分别为m 和+q. 不计重力. 在t =2T时刻释放P,它恰能沿一定轨道做往复运动. (1)求 P 在磁场中运动时速度的大小 v 0; (2)求B 0 应满足的关系; (3)在t 0(0<t 0 <2T)时刻释放P,求P 速度为零时的坐标.答案:26【2013上海高考】.(3分)演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈,微电流传感器,DIS 等组成)如图所示。
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考点11 电磁感应一、选择题1. (2013·北京高考)如图,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。
则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为()A.c→a,2∶1B.a→c,2∶1C.a→c,1∶2D.c→a,1∶2【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)根据右手定则判断感应电流的方向。
(2)由E=B L v来判断感应电动势的大小。
【解析】选C。
根据右手定则可知金属杆中感应电流的方向由N→M,所以电阻R 中的电流方向是a→c;由E=B L v,其他条件不变,磁感应强度变为原来的2倍,则感应电动势也变为原来的2倍。
故C正确,A、B、D错误。
2. (2013·安徽高考)如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1Ω。
一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为1Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。
在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8T。
将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6) ()A.2.5 m/s 1 WB.5 m/s 1 WC.7.5 m/s9 WD.15 m/s9 W【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)小灯泡稳定发光,隐含了导体棒MN做匀速直线运动,导体棒MN受力平衡;(2)由导体棒MN的受力平衡,通过受力分析可得导体棒MN受到安培力的大小;(3)利用电磁感应和闭合电路欧姆定律可求得导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率。
【解析】选B。
选MN为研究对象,受力分析如图所示:在垂直斜面方向上受力平衡,合力为零,列式可得:F N-mgcosθ=0F N=mgcosθ由摩擦力公式F f =μF N 得F f =μmgcos θ 代入数据可得 F f =0.8N在沿斜面方向上受力平衡,合力为零,列式可得:F f +F-mgsin θ=0代入数据可得F=0.4N再由安培力公式F=BI l ,而I=R E =Blv R ,可得F=22B l v R,代入数据可得 v=5m/s, 流过小灯泡的电流为 I=R E =Blv R=1A 小灯泡消耗的电功率为P=I 2R 灯代入数据可得P=1W故B 项正确。
3. (2013·福建高考)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t 1、t 2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,不计空气影响,则下列哪一个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 ( )【解题指南】解答本题时应明确以下三点:(1)明确速度图像中斜率的物理意义。
(2)线框ab 边受到的安培力与速度的关系。
(3)由于线框由不同高度静止释放,线框ab 边进入磁场的速度不同,应分情况进行讨论。
【解析】选A 。
设线框质量为m,电阻为R,线框ab 边长为l ,磁感应强度为B,线框自由下落刚进入磁场时速度为v,当v<22mgR B l 时,线框做加速度减小的加速运动,C 可能;当v=22mgR B l 时,线框做匀速运动,D 可能;当v>22mgR B l 时,线框做加速度减小的减速运动直至匀速,B 可能,A 不可能,故选A 。
4. (2013·大纲版全国卷)纸面内两个半径均为R 的圆相切于O 点,两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场,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 绕过O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω。
t=0时,OA 恰好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( )【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)根据右手定则可判断OA 两端电势的高低。
(2)利用公式E=B L v 分析感应电动势的大小。
【解析】选C 。
导体杆切割磁感线的有效长度为L =2Rsin ωt,平均速度v =12ω·2Rsin ωt,则感应电动势E=B L v =2BR 2ωsin 2ωt,再根据右手定则可知,开始时A 端为电源正极,故选C 。
5. (2013·山东高考)将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内。
回路的ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。
回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B 随时间t 变化的图像如图乙所示。
用F 表示ab 边受到的安培力,以水平向右为F 的正方向,能正确反映F 随时间t 变化的图像是 ( )【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)图乙中B-t 图像的斜率k=B t ∆∆,斜率反映了磁感应强度变化的快慢,斜率不变,磁感应强度的变化快慢不变;(2)应用楞次定律和左手定则分别判定感应电流的方向及安培力的方向。
【解析】选B 。
根据图乙可知,在0~T 2时间内,先是向里的磁通量均匀减小,然后向外的磁通量均匀增加,根据法拉第电磁感应定律E=t ∆ϕ∆=B t∆∆S 和楞次定律可知,这段时间内感应电流恒定不变,感应电流方向由b 向a,由左手定则可以判定,0~T 2时间内,ab 边受到恒定的水平向左的力F;同理可以判定,在T 2~T 时间内,先是向外的磁通量均匀减小,然后向里的磁通量均匀增加,这段时间内ab 边中将产生恒定的由a 向b 的感应电流,根据左手定则不难判断,这段时间内ab 边受到恒定的水平向右的力F,因此,只有选项B 正确。
6. (2013·四川高考)如图所示,边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域,其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B= kt(常量k>0)。
回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0,滑动片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R 1=R 0、R 2=20R 。
闭合开关S,电压表的示数为U,不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势,则 ( )A.R 2两端的电压为7U B.电容器的a 极板带正电C.滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D.正方形导线框中的感应电动势为k L 2【解题指南】解答本题时应注意理解以下三点:(1)根据楞次定律判断电势的高低;(2)明确电路的串联和并联;(3)根据法拉第电磁感应定律求感应电动势。
【解析】选A 、C 。
根据楞次定律,可知电压表下端电势高,上端电势低,则电容器的a 极板带负电,故选项B 错误;滑动变阻器的滑动片P 到右端的部分与R 2并联,并联电阻0202R R R 2R R 4R 2⨯==+并,则R 2两端的电压为U 2=01U R R R 2++并×R 并=7U ,故选项A 正确;R 1两端的电压为7421011U R R R R UU =⨯++=并,滑动变阻器的滑动片P 到左端的部分的电压72747U U U U U =--=左,则滑动变阻器R 的热功率02020249102)72(2)7(R U R UR U P =+=,电阻R 2的热功率为020224922)7(R UU P ==,则P=5P 2,故选项C 正确;正方形导线框中的感应电动势22r k tr B t E ππφ=∆∆=∆∆=,故选项D 错误。
7. (2013·天津高考)如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab 边长大于bc 边长,置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN,第一次ab 边平行MN 进入磁场,线框上产生的热量为Q 1,通过线框导体横截面的电荷量为q 1;第二次bc 边平行MN 进入磁场,线框上产生的热量为Q 2,通过线框导体横截面的电荷量为q 2,则 ( )A.Q 1>Q 2,q 1=q 2B.Q 1>Q 2,q 1>q 2C.Q 1=Q 2,q 1=q 2D.Q 1=Q 2,q 1>q 2【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)先比较两次进入时感应电动势和感应电流的大小关系;(2)再根据时间关系判断出产生的热量Q 和通过的电荷量q 的关系。
【解析】选A 。
线框两次进入磁场时速度相等,设为v,线框电阻设为R,第一次ab 平行于MN 进入磁场时,产生的感应电动势E 感=B L ab v,感应电流为I=Rab BL v ,是恒定电流,进磁场用的时间t=bc L v ,所以线框产生的热量Q 1=I 2Rt=2ab R2bc B L vL ,通过导线框的电荷量q 1=It=ab R bc BL L ,同理Q 2=2bc ab R 2B L vL ,q 2=bc ab RBL L ,由于L ab >L bc ,故Q 1>Q 2,q 1=q 2,选项A 正确,B 、C 、D 错误。
8.(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 ( )【解题指南】解答本题可按以下思路进行: (1)先写出金属棒MN 匀速向右切割磁感线产生的感应电动势及整个回路电阻的表达式;(2)再根据欧姆定律求出回路中的感应电流。
【解析】选A 。
金属棒MN 匀速向右切割磁感线产生的感应电动势为E=B L v,设∠bac=2θ,金属棒单位长度的电阻为r,则整个回路的电阻为R=r(L +L 2sin θ×2)=r(1+1sin θ)L ,再根据欧姆定律可得回路中的电流为:i=ER =BLv 1(1)sin r L +θ=Bvsin r(1sin )θ+θ=定值,故图A 正确。
9. (2013·新课标全国卷Ⅱ)如图,在光滑水平桌面上有一边长为L 、电阻为R 的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L )的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。