2011--2018年高考物理真题分类汇编88.研究电磁感应现象
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专题45 电磁感应中的电路和图象问题1.能认识电磁感应现象中的电路结构,并能计算电动势、电压、电流、电功等.2.能由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象或由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量.一、电磁感应中的电路问题 1. 内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源. (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电路. 2. 电源电动势和路端电压 (1)电动势:E =Blv 或E =tn E ∆∆Φ=. (2)路端电压:U =IR =E -Ir . 二、电磁感应中的图象问题 1. 图象类型(1)随时间变化的图象如B -t 图象、Φ-t 图象、E -t 图象和i -t 图象. (2)随位移x 变化的图象如E -x 图象和i -x 图象. 2. 问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象.(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量. (3)利用给出的图象判断或画出新的图象.考点一 电磁感应中的电路问题 1. 对电磁感应中电源的理解(1)电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题,可用右手定则或楞次定律判定.(2)电源的电动势的大小可由E =Blv 或tnE ∆∆Φ=求解.2. 对电磁感应电路的理解(1)在电磁感应电路中,相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能. (2)“电源”两端的电压为路端电压,而不是感应电动势. ★重点归纳★1.电磁感应中电路知识的关系图2.电磁感应中电路问题的题型特点闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动,在回路中将产生感应电动势和感应电流.从而考题中常涉及电流、电压、电功等的计算,也可能涉及电磁感应与力学、电磁感应与能量的综合分析.3.分析电磁感应电路问题的基本思路(1)确定电源:用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向,电源内部电流的方向是从低电势流向高电势;(2)分析电路结构:根据“等效电源”和电路中其他元件的连接方式画出等效电路.注意区别内外电路,区别路端电压、电动势; (3)利用电路规律求解:根据E =BLv 或tn E ∆∆Φ=结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解. 4.电磁感应电路的几个等效问题★典型案例★如图所示,两根光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的斜面上,导轨宽度为L ,导轨下端接有电阻R ,两导轨间存在一方向垂直于斜面向上,磁感应强度大小为B 的匀强磁场,轻绳一端平行于斜面系在质量为m 的金属棒上,另一端通过定滑轮竖直悬吊质量为0m 的小木块。
2011-2018年高考真题物理试题分类汇编:波的叠加、干涉、衍射、偏振、 多普勒效应试题部分1.2013年全国卷大纲版21.在学校运动场上50m 直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。
两个扬声器连续发出波长为5m 的声波。
一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10m 。
在此过程中,他听到的扬声器声音由强变弱的次数为( )A .2B .4C .6D .82.2011年理综浙江卷18.关于波动,下列说法正确的是A .各种波均会发生偏振现象B .用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹C .声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D .已知地震波的纵波速度大于横波速度,此性质可用于横波的预警3.2011年上海卷10.两波源S 1、S 2在水槽中形成的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,则A .在两波相遇的区域中会产生干涉B .在两波相遇的区域中不会产生干涉C .a 点的振动始终加强D .a 点的振动始终减弱4. 2014年理综大纲卷 18.两列振动方向相同、振幅分别为A 1和A 2的相干简谐横波相遇。
下列说法正确的是 ( )A .波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A 1-A 2|B .波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A 1+A 2C .波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D .波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅5.2011年上海卷24.两列简谐波沿x 轴相向而行,波速均为v=0.4m/s ,两波源分别位于A 、B 处,t=0时的波形如图所示。
当t=2.5s 时,M 点的位移为 cm ,N 点的位移为 cm 。
a 1 26.2015年上海卷2.如图,P 为桥墩,A 为靠近桥墩浮在水面的叶片,波源S 连续振动,形成水波,此时叶片A 静止不动。
为使水波能带动叶片振动,可用的方法是 ( ) (A )提高波源频率(B )降低波源频率(C )增加波源距桥墩的距离 (D )减小波源距桥墩的距离7.2017年北京卷20.物理学原理在现代科技中有许多重要应用。
2011-2018 年高考真题物理试题分类汇编:闭合电路欧姆定律试题部分1.2016 年上海卷13.电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力,因此( A )电动势是一种非静电力( B )电动势越大,表明电源储存的电能越多( C)电动势的大小是非静电力做功能力的反映( D )电动势就是闭合电路中电源两端的电压2.2012 年物理上海卷17.直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的(( A)总功率一定减小( B)效率一定增大( C)内部损耗功率一定减小( D)输出功率一定先增大后减小 3.2013 年上海卷24.如图,电路中三个电阻R l、 R2和 R3的阻值分别为R、 2R和 4R。
当电键S1 断开、S2 闭合时,电源输出功率为P0;当S1 闭合、S2 断开时,电源输出功率也为P0。
则电源电动势为;当S1、S2都断开时,电源的总功率为。
4. 2014 年物理上海卷B.加热时变小,冷却时变大D.加热或冷却时都变大15. 将阻值随温度升高而减小的热敏电阻I 和II 串联,接在不计内阻的稳压电源两端。
开始时I 和 II 阻值相等,保持I 温度不变,冷却或加热I I,则 II 的电功率在()A.加热时变大,冷却时变小C.加热或冷却时都变小5. 2016 年江苏卷8.如图所示的电路中,电源电动势为值已在图中标出。
闭合开关S,下列说法正确的有(A.路端电压为10 V 12 V,内阻为 2 Ω,四个电阻的阻a5Ω b 15Ω15Ω5Ω12V 2 Ω SD . a 、 b 间用导线连接后,电路的总电流为 1 A 6.2018 年海南卷 10.如图,三个电阻 R 1、 R 2、 R 3的阻值均为R ,电源的内阻r R , c 为滑动变阻器的中点。
闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由 c 点向 a 端滑动,下列说法正确的是A . R 2消耗的功率变小 R 2 R 3 C .电源输出的功率变大 D .电源内阻消耗的功率变大7.2018 年北京卷、 23. ( 18 分) 如图 1 所示, 用电动势为 E 、 内阻为 r 的电源, 向滑动变阻器 R 供电。
专题44 法拉第电磁感应定律1.能应用法拉第电磁感应定律、公式E =Blv 计算感应电动势.2.理解自感、涡流的产生,并能分析实际应用.一、法拉第电磁感应定律 1. 感应电动势(1)感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.产生感应电动势的那部分导体就相当于电源,导体的电阻相当于电源内阻.(2)感应电流与感应电动势的关系:遵循闭合电路欧姆定律,即rR EI +=. 2. 法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比. (2)公式:tnE ∆∆Φ= 3. 导体切割磁感线的情形(1)一般情况:运动速度v 和磁感线方向夹角为θ,则E =Blv sin_θ. (2)常用情况:运动速度v 和磁感线方向垂直,则E =Blv . (3)导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E =Bl v =21Bl 2ω(平均速度等于中点位置线速度21l ω). 二、自感与涡流 1. 自感现象(1)概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势. (2)表达式:tILE ∆∆=E =L ΔI Δt .(3)自感系数L 的影响因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关. 2. 涡流当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生感应电流,这种电流像水中的旋涡,所以叫涡流.(1)电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的相对运动.(2)电磁驱动:如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来.(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用.考点一 法拉第电磁感应定律的应用 1. 感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率t∆∆Φ和线圈的匝数共同决定,而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系. (2)当ΔΦ仅由B 引起时,则t B S n E ∆∆=;当ΔΦ仅由S 引起时,则tSB n E ∆∆=. 2. 磁通量的变化率t∆∆Φ是Φ-t 图象上某点切线的斜率. ★重点归纳★1、应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤(1)分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况; (2)利用楞次定律确定感应电流的方向;(3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解. (4)几点注意 ①公式tnE ∆∆Φ=是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择. ②用公式tBnSE ∆∆=求感应电动势时,S 为线圈在磁场范围内的有效面积. ③通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路总电阻R 总有关,与时间长短无关.推导如下:q =I Δt =)()(r R n t r R t n+∆Φ=∆∙+∆∆Φ.★典型案例★如图所示,在一倾角为37°的粗糙绝缘斜面上,静止地放置着一个匝数10n =匝的正方形线圈ABCD ,E 、F 分别为AB 、CD 的中点,线圈总电阻 2.0R =Ω、总质量0.2m kg =、正方形边长L 0.4m =。
2011-2018年高考真题物理试题分类汇编:测定电源的电动势和内阻试题部分1.2016年北京卷19.某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。
为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B.一个伏特表和多个定值电阻C.一个安培表和一个电阻箱D.两个安培表和一个滑动变阻器2.2016年四川卷8.Ⅱ.(11分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。
实验器材:待测电源(电动势约3 V,内阻约2 Ω),保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。
实验主要步骤:(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;(iii)以U为纵坐标,I为横坐标,作U–I图线(U、I都用国际单位);(iv)求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题:Array(1)电压表最好选用_____;电流表最好选用_____。
A.电压表(0~3 V,内阻约15 kΩ)B.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)C.电流表(0~200 mA,内阻约2 Ω)D.电流表(0~30 mA,内阻约2 Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。
两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________。
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______,r=______,代入数值可得E和r的测量值。
3. 2013年浙江卷22.(10分)采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”。
五年2018-2022高考物理真题按知识点分类汇编24-电磁感应现象及感应电流方向的判断(含解析)一、单选题1.(2022·浙江·统考高考真题)如图所示,将一通电螺线管竖直放置,螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小B=kt的匀强磁场,在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管,其电阻率为ρ、高度为h、半径为r、厚度为d(d≪r),则()A.从上向下看,圆管中的感应电流为逆时针方向B.圆管的感应电动势大小为2 k r h πC.圆管的热功率大小为232 dhk r πρD.轻绳对圆管的拉力随时间减小2.(2022·北京·高考真题)如图所示平面内,在通有图示方向电流I的长直导线右侧,固定一矩形金属线框abcd,ad边与导线平行。
调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加,则()A.线框中产生的感应电流方向为a b c d a→→→→B.线框中产生的感应电流逐渐增大C.线框ad边所受的安培力大小恒定D.线框整体受到的安培力方向水平向右3.(2021·北京·高考真题)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻,质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。
不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。
ab以水平向右的初速度v0开始运动,最终停在导体框上。
在此过程中()A.导体棒做匀减速直线运动B.导体棒中感应电流的方向为a b→C.电阻R消耗的总电能为22()mv RR r+D.导体棒克服安培力做的总功小于212mv4.(2021·北京·高考真题)某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈且不易停止。
按照老师建议,该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动明显减弱且能很快停止。
下列说法正确的是()A.未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势B.未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用C.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势D.接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用5.(2021·天津·高考真题)科学研究方法对物理学的发展意义深远,实验法、归纳法、演绎法、类比法、理想实验法等对揭示物理现象的本质十分重要。
图62011年中考物理分类汇编----电和磁一、选择题1.在研究“磁极间的相互作用规律”时,实验小组的同学分别设计了如下四个方案,其中最合理的是 A .两人各拿一块条形磁铁,并将各自的一个磁极相互靠近 B .用一块条形磁铁的一个磁极靠近另一块条形磁铁中间 C .将放在粗糙桌面上的两块条形磁铁的磁极相互靠近D .用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的一个磁极 2. 下列用电器中利用电磁感应现象工作的是A .电烤箱B .电铃C .动圈式话筒D .电风扇 3. 关于磁体和磁场,以下说法中错误的是A .悬挂起来的小磁针静止时,小磁针的北极指向地理的北极附近B .铁、铜、铝等金属材料都能够被磁化C .磁体之间的相互作用力是通过磁场而发生的5.2010年5月1日,上海世博会开幕.如图所示是上海世博会门票,门票中有中国自主知识产权的芯片——“世博芯”,它记录着参观者的资料,并能以无线方式与遍布世博园区的传感器交换信息.在交换信息时,应用了大量的物理知识,下列知识得到应用的是A .回声B .电流的热效应C .电磁感应D .光的反射6.放在条形磁铁和通电螺线管旁边的小磁针,静止时N 极的指向就是小磁针中心所在位置的磁场方向,图8所示的四幅图中,小磁针的指向错误的是7.下列实验现象所揭示的物理原理、规律与对应的实用技术的原理、规律不相符的是8.如图6所示,是某小组的同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向),下列说法中正确的是( )A .比较图(a )和图(b )可知,感应电流的方向与磁场方向有关B.比较图(b )和图(c )可知,感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向无关C.比较图(a )和图(c )可知,感应电流的方向与磁场方向无关D.由图(d )可以得出感应电流的方向跟导体是否运动无关9.小明将直流电动机模型接入电路,闭合开关后,发现电动机不工作。
他用手轻轻地碰了一下线圈后,直流电动机模型开始正常转动,其原因可能是A .直流电动机的铜半环与电刷接触不良B .电源电压太低C .线圈刚好处于平衡位置D .线圈中的电流太小 10.如图所示的装置中,纸片上粘着线圈,线圈的两端用导线引出,接在能测微小电流的示波器上,线圈放在磁体的磁极附近.当你对着线圈大声说话时,示波器上有波形出现(即产生电流).则下列描述错误的是: A .产生的电流是感应电流 B .此装置能把声音信号转变成电信号C .若线圈绕中心轴转动,示波器一定有波形出现D .若线圈竖起上下移动,示波器一定有波形出现 11.如图所示,电磁铁的左下方有一铁块,在弹簧测力计作用下向右作匀速直线运动.当铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中,同时滑片逐渐向上滑动,下列判断正确的是A .电磁铁的磁性逐渐增强B .电磁铁的磁性逐渐减弱C .铁块对地面的压强逐渐减小D .铁块对地面的压强逐渐增大 12.首先发现电流磁效应的科学家是A .麦克斯韦B .赫兹C .奥斯特D .法拉第 13.在如图所示的实验装置中,当开关闭合时,能观察到导体棒ab 沿 金属导轨运动.利用这一现象所揭示的原理,可制成的设备是 A .电热器 B .发电机 C .电动机 D .电磁继电器 14.关于磁场和磁感线的说法的是A.磁感线是磁场中确实存在的线B.没有磁感线的区域就没有磁场C.磁体的周围都存在着磁场D.磁感线上某一点的切线方向可能与该点的磁场方向不一致 15.如图所示,通电螺线管左端小磁针N 极指向正确的是16电磁铁在生活和生产中有着广泛的应用.图5中应用到电磁铁的设备有【 】17.如图3所示的四个图的装置可以用来演示物理现象,则下列表述正确的是A.图甲可用来演示电磁感应现象B.图乙可用来演示磁场对电流的作用C.图丙可用来演示电流的磁效应D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系18.法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获诺贝尔物理学奖。
专题11 电磁感应【2018高考真题】1.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.【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷)【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. 2.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM 是有一定电阻.可绕O转动的金属杆.M端位于PQS上,OM与轨道接触良好.空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ).在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则等于()A. B. C. D. 2【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)【答案】 B【点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场变化产生感应电动势有机融合,经典中创新.3.(多选)如图所示,竖直放置的形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆()A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgdD. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【答案】 BCQ1=mg.2d,所以穿过两个磁场过程中产生的热量为4mgd,选项C正确;若金属杆进入磁场做匀速运动,则,得,有前面分析可知金属杆进入磁场的速度大于,根据得金属杆进入磁场的高度应大于,选项D错误.点睛:本题以金属杆在两个间隔磁场中运动时间相等为背景,考查电磁感应的应用,解题的突破点是金属棒进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,而金属棒在两磁场间运动时只受重力是匀加速运动,所以金属棒进入磁场时必做减速运动.4.(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【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国III卷)【答案】 AC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.5.(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【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)【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.【2017高考真题】1.【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【答案】A【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.2.【2017·新课标Ⅲ卷】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,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向【答案】D【解析】因为PQ突然向右运动,由右手定则可知,PQRS中有沿逆时针方向的感应电流,穿过T中的磁通量减小,由楞次定律可知,T中有沿顺时针方向的感应电流,D正确,ABC错误.【考点定位】电磁感应、右手定则、楞次定律【名师点睛】解题关键是掌握右手定则、楞次定律判断感应电流的方向,还要理解PQRS中感应电流产生的磁场会使T中的磁通量变化,又会使T中产生感应电流.3.【2017·天津卷】如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小【答案】D方向静摩擦力f与安培力F等大反向,安培力减小,则静摩擦力减小,故D正确.【考点定位】楞次定律,法拉第电磁感应定律,安培力【名师点睛】本题应从电磁感应现象入手,熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律.4.【2017·新课标Ⅱ卷】两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为0.5 m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1 N【答案】BC【考点定位】法拉第电磁感应定律;楞次定律;安培力【名师点睛】此题是关于线圈过磁场的问题;关键是能通过给出的E–t图象中获取信息,得到线圈在磁场中的运动情况,结合法拉第电磁感应定律及楞次定律进行解答.此题意在考查学生基本规律的运用能力以及从图象中获取信息的能力.5.【2017·北京卷】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【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.【2016高考真题】1.【2016·上海卷】磁铁在线圈中心上方开始运动时,线圈中产生如图方向的感应电流,则磁铁A.向上运动B.向下运动C.向左运动D.向右运动【答案】B【解析】据题意,从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下,由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上,即两个磁场的方向相反,则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加,故选项B正确.【考点定位】楞次定律和安培定则【方法技巧】通过安培定则判断感应磁场方向,通过楞次定律判断磁铁的运动情况.2.【2016·北京卷】如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直.磁感应强度B随时间均匀增大.两圆环半径之比为2:1,圆环中产生的感应电动势分别为E a和E b.不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是A.E a:E b=4:1,感应电流均沿逆时针方向B.E a:E b=4:1,感应电流均沿顺时针方向C.E a:E b=2:1,感应电流均沿逆时针方向D .E a :E b =2:1,感应电流均沿顺时针方向 【答案】B【解析】根据法拉第电磁感应定律可得=B E S t t ∆∆=⋅∆∆Φ,根据题意可得41a b S S =,故:4:1a b E E =,感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大,即感应电流产生向里的感应磁场,根据楞次定律可得,感应电流均沿顺时针方向.【考点定位】法拉第电磁感应定律、楞次定律的应用【方法技巧】对于楞次定律,一定要清楚是用哪个手判断感应电流方向的,也可以从两个角度理解,一个是增反减同,一个是来拒去留,对于法拉第电磁感应定律,需要灵活掌握公式,学会变通.3.【2016·海南卷】如图,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距.两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流.若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【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.4.【2016·浙江卷】如图所示,a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长l a =3l b ,图示区域内有垂直纸面向里的均强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则A .两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为9:1C.a、b线圈中感应电流之比为3:4D.a、b线圈中电功率之比为3:1【答案】B【解析】根据楞次定律可知,两线圈内均产生逆时针方向的感应电流,选项A错误;因磁感应强度随时间【考点定位】法拉第电磁感应定律;楞次定律;闭合电路欧姆定律;电功率.【名师点睛】此题是一道常规题,考查法拉第电磁感应定律、以及闭合电路的欧姆定律;要推导某个物理量与其他物理量之间的关系,可以先找到这个物理量的表达式,然后看这个物理量和什么因素有关;这里线圈的匝数是容易被忽略的量.5.【2016·全国新课标Ⅱ卷】法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍【答案】AB【解析】由电磁感应定律得222l BlE Blωω+==,EIR=,故ω一定时,电流大小恒定,选项A正确;由右手定则知圆盘中心为等效电源正级,圆盘边缘为负极,电流经外电路从a经过R流到b,选项B正确;圆盘转动方向不变时,等效电源正负极不变,电流方向不变,故选项C错误;22424E B lPR Rω==,角速度加倍时功率变成4倍,选项D错误,故选AB. 【考点定位】电磁感应定律【名师点睛】法拉第圆盘是课本上介绍的装置,在历次考试中多次出现;解题时要会进行电源的等效:相当于一条半径旋转切割磁感线,记住求解感应电动势的公式212E Bl ω=,并能搞清整个电路的结构. 6.【2016·江苏卷】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【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.7.【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t 1~t 2时间内,L 有收缩趋势B .在t 2~t 3时间内,L 有扩张趋势C .在t 2~t 3时间内,L 内有逆时针方向的感应电流D .在t 3~t 4时间内,L 内有顺时针方向的感应电流 【答案】AD【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.8.【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F A,电阻R两端的电压为U R,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2222B L v B LF kv kF F Fr R r Ra vm m m m+---++===+安,若22B Lkr R->+,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BLvIr R=+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22AB L vFr R=+可知F A与v成正比,则F A-t图线应该和v-t线形状相同,选项B正确;根据RBLRvUr R=+可知U R与v成正比,则U R-t图线应该和v-t线形状相同;根据2222E B L vPR r R r==++可知P与v2成正比,则P-t图线不应该是直线;同理若22B Lkr R-<+,则金属棒考点:电磁感应现象;安培力;闭合电路欧姆定律;电功率【名师点睛】此题是电磁感应问题的图像问题,考查了力、电、磁、能等全方位知识;首先要能从牛顿第二定律入手写出加速度的表达式,然后才能知道物体可能做的运动性质;题目中要定量与定性讨论相结合,灵活应用数学中的函数知识讨论解答.9.【2016·全国新课标Ⅲ卷】如图,M为半圆形导线框,圆心为O M;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为O N;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线O M O N的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过O M和O N的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则A.两导线框中均会产生正弦交流电B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在时,两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等【答案】BC【考点定位】考查了楞次定律的应用、导体切割磁感线运动【方法技巧】在分析导体切割磁感线运动、计算电动势时,一定要注意导体切割磁感线的有效长度,在计算交变电流的有效值时,一定要注意三个相同:相同电阻,相同时间,相同热量.。
专题11 电磁感应【2018高考真题】1.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.【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷)【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。
2.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM是有一定电阻。
可绕O 转动的金属杆。
M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。
空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。
在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则等于( )A。
B。
C. D。
2【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)【答案】B【点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场变化产生感应电动势有机融合,经典中创新。
3.(多选)如图所示,竖直放置的形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆( )A。
第88节 研究电磁感应现象
1. 2013年上海卷
26.(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。首
先将线圈竖直放置,以竖直方向为轴转动,屏幕上的电流指针
(填:“有”或“无”)偏转;然后仍将线圈竖直放置,使其平面与东西向
平行,并从东向西移动,电流指针 (填:“有”或“无”)偏转;最
后将线圈水平放置,使其从东向西移动,电流指针 (填:“有”或
“无”)偏转。
答案:有 无 无
解析:首先将线圈竖直放置,以竖直方向为轴转动,线圈中磁通量变化,屏幕上的电流指针有偏转。
然后仍将线圈竖直放置,使其平面与东西向平行,并从东向西移动,线圈中磁通量不变化,电流指
针无偏转。最后将线圈水平放置,使其从东向西移动,线圈中磁通量不变化,电流指针无偏转。
2.2012年物理上海卷
26.(4分)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如
图所示。己知线圈由a端开始绕至b端:当电流从电流计G左端流
入时,指针向左偏转。
(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转。
俯视线圈,其绕向为____________(填:“顺时针”或“逆时针”)。
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时,指针向右偏转。
俯视线圈,其绕向为____________(填:“顺时针”或“逆时针”)。
答案:(1)顺时针,(2)逆时针,
解析:(1)由题可知,在螺线管内电流从b流向a,而根据楞次定律(增反减同)螺线管中产生的
磁场与原磁场方向相反(向上),再根据右手螺旋定则可知电流方向为逆时针方向(俯视线圈),因
此从a向b看导线绕向为顺时针方向
(2)由题可知在螺线管内电流从a流向b,而根据楞次定律(增反减同)螺线管中产生的磁场与原
磁场方向相同(向上)再根据右手螺旋定则可知感应电流方向与(1)相同,而电流的流向与(1)
相反,因此绕向一定与(1)相反为逆时针方向(俯视线圈)。
3.2011年上海卷
28.(5分)在“研究回路中感应电动势大
小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图
(a))中,得到E-1/Δt 图线如图(b)所示。
(1)(多选题)在实验中需保持不变的是
(a)
E
1/Δt
O
(b)
S
N
S
N
a
b
L
A.挡光片的宽度 B.小车的释放位置 C.导轨倾斜的角度 D.光电门的位置
(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验,在图(b)中画出实验图线。
答案:(1)AD;(2)如图。
解析:本题考查研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系实验。
(1)实验的原理是通过小车释放的位置或者导轨倾斜度来改变磁铁通过光
电门时的时间△t,在光电门的位置与螺线管的位置距离恒定时,磁铁上相同
宽度的挡光片在通过光电门的过程中,在螺线管中产生的磁通量的变化量
△Φ相同,控制变量。根据法拉第电磁感应定律E=N△Φ△t,来研究E与1△t是
否成正比。故根据实验目的,实验中要控制不变的物理量有挡光片的宽度d
不变,A对;光电门与螺线管的距离不变,即固定螺线管的位置时,光电门的位置不变,D对;而
小车从不同的位置释放或改变导轨倾斜度来改变△t,故B、C错。
(2)由E=N△Φ△t,可知当线圈匝数增加一倍后重新做实验,E-1△t 图线的斜率N△Φ将会加倍,
故将题中E-1△t 图线的每个纵坐标点都乘以2,描点后连成一条直线即可。