《电磁感应》高考试题

《2000年～2004年电磁感应》高考试题

11．(2003年上海综合能力测试理科用)唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（）

A 该传感器是根据电流的磁效应工作的

B 该传感器是根据电磁感应原理工作的

C 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变

D 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势

28．(2001年粤豫综合能力测试)有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装强磁铁（磁场方向向下），并在两条铁轨之间沿途平放—系列线圈。

下列说法中不正确

．．．的是（）

A 当列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化

B 列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快

C 列车运动时，线圈中会产生感应电流

D 线圈中的感应电流的大小与列车速度无关

15．(2002年上海综合能力测试理科用)右图是

一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示

意图。其工作原理类似打点计时器。当电流

从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下

运动时，以下选项中正确的是（）

A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极

B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极

C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极

D．电磁铁的上端为S极，电磁铁的下端为N极

19．(2004全国理综)一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果

B 忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个

叶片中的感应电动势，则( )

A．ε＝πfl2B，且a点电势低于b点电势

B．ε＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势

C．ε＝πfl2B，且a点电势高于b点电势

D．ε＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势

34．(2003年广东综合能力测试)如下图所示，ab

为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀

强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a

为圆心位于纸面内的金属圆环；在杆转动过

程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻（）

A 有电流通过电流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向右

B 有电流通过电流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向左

C 有电流通过电流表，方向由d→c；作用于ab的安培力向右

D 无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零

30．(2002年江苏、河南文理大综合)如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动。杆ef及线框中导线的电阻都可不计。开始时，给ef 一个向右的初速度，则( )

A ef将减速向右运动，但不是匀减速

B ef将匀减速向右运动，最后停止

C ef将匀速向右运动

D ef将往返运动

17．(2002年全国理综)图中EF、GH为平行的金属

导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，

AB为可在EF和CH上滑动的导体横杆。有均匀

磁场垂直于导轨平面。若用I1和I2分别表示图中

该处导线中的电流，则当横杆AB（）

A 匀速滑动时，I1＝0，I2＝0

B 匀速滑动时，I1≠0，I2≠0

C 加速滑动时，I1＝0，I2＝0

D 加速滑动时，I1≠0，I2≠0

20．(2002天津年理综)图中MN、GH为平行导轨，AB、

CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导

体。有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图。用I表示回路中的电流( C )

A 当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向

B 当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I＝0

C 当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I＝0

D 当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠0且沿逆时针方向

6．(2001年上海)如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通。当S 1断开时，由于电磁感应作用，

D将延迟一段时间才被释放。则（）

（A）由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释

放D的作用

（B）由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释

放D的作用

（C）如果断开B线圈的电键S2，无延时作用

（D）如果断开B线圈的电键S2，延时将变长

6．(2004年江苏)如图所示，一个有界匀强磁场

区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭

合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运

动到位置2(右)．则（）

(A)导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a

(B)导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a

(C)导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右

(D)导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左

6．（2003上海）粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（）

5．(2001年全国) 如图所示，虚线框abcd 内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc, 磁

场方向垂直于纸面，是线框''''d c b a 是一正方形导线框，'

'b a 边与ab 边平行。若将导线框匀速地拉离磁场区域，以1W 表示沿平行于ab 的方向拉出过程中外力所做的功。2W 表示以同样的速率沿平行于bc 的方向拉出过程中外力所做的功,则（ ）

A ．21W W =

B ．122W W =

C ．212W W =

D ．124W W = 12．空间存在以ab 、cd 为边界的匀强磁场区域，磁

感强度大小为B ，方向垂直纸面向外，区域宽为。

现有一矩框处在图中纸面内，它的短边与ab 重合，长度为，长边的长度为，如图所示，某

时刻线框以初速v 沿与ab 垂直的方向进入磁场区

域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大

小和方向保持不变。设该线框的电阻为R 。从线

框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对

线框作用力所做的功等于___________________。

5．(2001年上海)如图所示，有两根和水平方向成。角的光滑平行的金属轨道，上

端接有可变电阻R ，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为及一根质量为m 的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度几，则（ ）

（A ）如果B 增大，v m 将变大

（B ）如果α变大，v m 将变大

（C ）如果R 变大，v m 将变大

（D ）如果m 变小，v m 将变大

5．(2002年上海)如图所示，Ａ、Ｂ为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从Ａ、Ｂ管

上端的管口无初速释放，穿过Ａ管的小球比穿过Ｂ管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是（）

Ａ．Ａ管是用塑料制成的，Ｂ管是用铜制成的

Ｂ．Ａ管是用铝制成的，Ｂ管是用胶木制成的

Ｃ．Ａ管是用胶木制成的，Ｂ管是用塑料制成的

Ｄ．Ａ管是用胶木制成的，Ｂ管是用铝制成的

10．(2000年上海)如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则（）

（A）

1

t时刻N＞G

（B）

2

t时刻N＞G

（C）

2

t时刻N＜G

（D）

4

t时刻N=G

4．(2004年上海) 两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则( )

A．A可能带正电且转速减小

B．A可能带正电且转速增大C．A可能带负电且转速减小D．A可能带负电且转速增大I B

A

25.（2004理综春季）（18分）如图，直角三角形导线框abc 固定在匀强磁场中，

ab 是一段长为l 、电阻为R 的均匀导线，ac 和bc 的电阻可不计，ac 长度为21。磁场的磁感强度为B ，方向垂直于纸面向里。现有一段长度为2l 、电阻为2

R 的均匀导体杆MN 架在导线框上，开始时紧靠ac ，然后沿ac 方向以恒定速度v 向b 端滑动，滑动中始终与ac 平行并与导线框保持良好接触。当MN 滑过的距离为3

l 时，导线ac 中的电流是多大？方向如何？

15．(2002年广东、广西、河南)（12分）如图所示，半径为Ｒ、单位长度电阻为

λ的均匀导体圆环固定在水平面上，圆环中心为Ｏ．匀强磁场垂直水平面方向向下，磁感强度为Ｂ．平行于直径ＭＯＮ的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动．杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环接触良好，某时刻，杆的位置如图，∠ａＯｂ＝2θ，速度为ｖ，求此时刻作用在杆上安培力的大小．

22.（2003上海）（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)

3 sin(

2

x

y

π

=（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)金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。

20．(2001年全国)如图1所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l=0.20m，电阻R=1.0Ω，有一导体杆静止放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀运动，测得力F与时间t的关系如图2所示，求杆的质量m和加速度a.

22．(2004年上海) (14分)水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆(见右上图)，金属杆与导轨的电阻不计；均匀磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会改变，v和F的关系如右下图。(取重力加速度g=9.8m/s2)

(1)金属杆在匀速运动之前做作什么运动？

(2)若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5 ，磁感应强度B为多大？

(3) 由v－F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？

22．(2002年上海)（13分）如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为ｌ＝0．2ｍ，在导轨的一端接有阻值为Ｒ＝0．5Ω的电阻，在ｘ≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度Ｂ＝0．5Ｔ．一质量为ｍ＝0．1ｋｇ的金属直杆垂直放置在导轨上，并以ｖ０＝2ｍ／ｓ的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力Ｆ的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为ａ＝2ｍ／ｓ２、方向和初速度方向相反．设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好．求：

（1）电流为零时金属杆所处的位置；

（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力Ｆ的大小和方向；

（3）保持其他条件不变，而初速度ｖ０取不同值，求开始时Ｆ的方向与初速度ｖ０取值的关系．

23．(2000年上海)（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 。

（1）若从0=t 时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k ，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向。

（2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当1t t =秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？

（3）若从0=t 时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度v 向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B 与t 的关系式）？

18．（2003江苏）（13分）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根

导轨每米的电阻为m r /10.00Ω=，导轨的端点P 、Q 用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离.20.0m l =有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感强度B 与时间t 的关系为,kt B =比例系数,/020.0s T k =一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直，在0=t 时刻，金属杆紧靠在P 、Q 端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在s t 0.6=时金属杆所受的安培力.

23. (2004年北京理综)（18分）如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ

平行放置在倾角为 的绝缘斜面上，两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。

导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿

导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接

触良好，不计它们之间的摩擦。

（1）由b向a方向看到的装置如图2所示，

请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻

的受力示意图；

（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度

大小为v时，求此时ab杆中的电流及其

加速度的大小；

（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的

速度最大值。

25. （18分）两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B=0.50T

的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间

的距离l=0.20m。两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上

无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50

Ω。在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N

的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s，金属

杆甲的加速度为a=1.37m/s2，问此时两金属杆的速度各为多少？

v 1=8.15m/s ，v2=1.85m/s

乙甲

F

15．(2004年广东) (15分)如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN 、PQ,导轨

间距离为l ，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B ，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为12m m 、和1R 2、R ,两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为 ，已知：杆1被外力拖动，以恒定的速度0v 沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略，求此时杆2克服摩擦力做功的功率。

20. (2001年北京、内蒙古、安徽)（12分）两根足够长的固定的平行金属导轨位

于同一水平面内，两导轨间的距离为l 。导轨上面横放着两根导体棒cd ab 和，构成矩形回路，如图所示．两根导体棒的质量皆为m ，电阻皆为R ，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B ．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒cd 静止，棒

ab 有指向棒cd 的初速度0v （见图）

．若两导体棒在运动中始终不接触，求：

（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少．

（2）当ab 棒的速度变为初速度的43

时，cd 棒的加速度是多少？

M 2 1 N 0v P Q

24．(2004年河南、福建理综) (18分)

图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的，距离为l1，c1d1段与c2d2段也是竖直的，距离为l2。

x1y1、x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。

22．(2001年上海)（3分）半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B＝0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v0＝5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO’的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。

（2）撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt＝（4 /Ω）T/s，求L1的

功率。

18．(2003年广东)（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）

23．(2002年上海)（16分）如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图．一边长为Ｌ、截面为正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面积为Ａ的小喷口，喷口离地的高度为ｈ．管道中有一绝缘活塞，在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒ａ、ｂ，其中棒ｂ的两端与一电压表相连，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，当棒ａ中通有垂直纸面向里的恒定电流Ｉ时，活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出，液体落地点离喷口的水平距离为ｓ．若液体的密度为ρ，不计所有阻力，求：

（1）活塞移动的速度；

（2）该装置的功率；

（3）磁感应强度Ｂ的大小；

（4）若在实际使用中发现电压表的读数变小，试分析其可能的原因．