电磁感应高考真题

1.[2016 ·北京卷 ]1- 所示， 匀强磁场中导体圆环 a 、b ，磁场方向与圆环所在平 面垂直．磁感B 随

时

间均匀增大．两

2∶ 1，圆环中产生的感应电动

势E a 和 E b ，不考虑两圆环间的相

互

影

响

．下列说法正( ) 图1- 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 ΔΦ ΔB 解析： 由法拉第电磁感应定律可知 E ＝n ，则 E ＝n πR a ∶ R b ＝2∶ 1，则 E a ∶ 2. 由于 R Δt Δt E b ＝4∶ 1. 由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向的电流B 正确． 2. [2016 · 江苏卷 ] 电吉他中拾音器的1- 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 ．磁振动过程中，线圈中的电流方向化 答案： BCD 解析： 选用铜质弦不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不A 错误；取走磁体时，金属弦磁性消失，吉他不能正B 正确；根据法拉第电 磁感应定律可知， 增加匝数可以增大线圈中的感应电动

可知磁振动过程中，线圈中的电流方向化D 正确． 3.[2016 · 全国卷Ⅱ ] 法拉第圆盘发电机1-P 、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触．于方向竖的匀强磁场 B 中．圆盘 旋转时，关于流R 的电流，下列说法正( )

图1-

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

4.[2016 ·江苏卷] 据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间．照片

中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见．如图所示，假设“天宫一号”正以速度v＝7.7 km/s 绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L

＝20 m，地磁场的磁感应强度垂直于v，MN所在平面的分量B＝1.0 ×10

－5 T，将太阳帆板视

为导体．

图1-

(1) 求M、N间感应电动势的大小E；

(2) 在太阳帆板上将一只“ 1.5 V，0.3 W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆

板和导线的电阻．试判断小灯泡能否发光，并说明理由；

(3) 取地球半径R＝6.4 ×10 3 km，地球表面的重力加速度g＝9.8 m/s

3 km，地球表面的重力加速度g＝9.8 m/s 2

，试估算“天宫一号”

距离地球表面的高度h( 计算结果保留一位有效数字) ．

解析：(1) 法拉第电磁感应定律E＝BLv，代入数据得E＝1.54 V (2) 不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流．

Mm

(3) 在地球表面有G 2 ＝mg

R

Mm 匀速圆周运动G

（R＋h）

2

v 2＝m

R＋h

2

R

解得 h ＝ g 2－R ，代入数据得 h ≈ 4×10

5

m( 数量级正确都算对 )

v

5.[2016 · 浙江卷 ] 如图 1- 2 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 1

0 长 l a ＝3l b ，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应时间均匀增 大，不考虑线圈之间的( ) 图 1- 2 A ．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B 、 感应9∶ C ．a 、b 线圈中感应电为3∶ 4D ．a b 线圈中电功为3 1 答案： B 解析：

由

楞

次

定律可判断，两线圈中产生的电流时针方项 A 错误；由 E ΔB

＝n S ，S ＝l Δt

2

l E E 2，R ＝ρ ，I ＝ ，P ＝ ，可知 E a ：E b ＝9：1，I a ：I b ＝3： 1，P a ：P b ＝27：1， ，I ＝ ，P ＝ ，可知 E a ：E b ＝9：1，I a ：I b ＝3： 1，P a ：P b ＝27：1， S R R B 正项C 、D 错误． 6.[2016 · 全国卷Ⅰ ] 如图 1- 两固定绝缘θ ，上沿相连． 两细金属棒 ab ( 仅 a 端)和 c d ( c 端) 长L ，2m 和 m ；用两根不可伸导 线将它们连成路a b d c a ，并通过固定在斜面上沿两光滑绝缘小定滑在斜面 上，使金属棒水平． 右斜面上存在匀强磁场， 磁感应强度B ，方向垂直于斜面向上， 已知两根导线刚好不在磁场为 R ，两金属棒与斜面间的动摩擦因μ，重 力加速度g ，已知金属棒 ab 匀速下滑．求： (1) 作用在金属棒 ab 上的安培力的大小； (2) 金属棒运动速度的大小． 图 1- 解析： (1) 设导线的张力的T ，右斜面对的安培力的F ，左斜面对 c d 棒的支持力22mg sin θ＝ μN 1＋T ＋F ① N 1＝2mg cos θ ② 对于 cd 棒，同理有 mg sin θ＋μN 2＝T ③

N2＝mg cos θ④

联立①②③④式得F＝mg(sin θ－3μcos θ) ⑤

(2) 由安培力公式得F＝BIL ⑥

这里I 是回路abdca 中的感应电流，ab棒上的感应电动势为ε＝BLv ⑦

式中，v 是ab 棒下滑速度的大小，由欧姆定律得I ＝ε

R ⑧

联立⑤⑥⑦⑧式得v＝(sin θ－3μcos θ) mgR

2 ⑨B2L

2L

7.[2016 ·全国卷Ⅱ] 如图1- 所示，水平面( 纸面) 内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻，

质量为m、长度为l 的金属杆置于导轨上．t＝0 时，金属杆在水平向右、大小为 F 的恒定拉力作用下由静止开始运动．t 0 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ. 重力加速度大小为g. 求：

(1) 金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

(2) 电阻的阻值．

图1-

解析：(1) 设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得ma＝F－μmg ①设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有v＝at 0 ②

当金属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为E＝Blv ③

联立①②③式可得E＝Blt 0 F

－μg ④m

(2) 设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I ，根据欧姆定律I ＝E

R

⑤

式中R为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为 f ＝BIl ⑥

因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得F－μmg－f ＝0 ⑦

联立④⑤⑥⑦式得R＝B2l

2l

2t

m

⑧

10.[2016 ·浙江卷] 小明设计的电磁健身器的简化装置如图1- 10 所示，两根平行金属导轨

相距l ＝0.50 m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05 Ω的电阻．在导轨间长d＝0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0 T．质量m＝4.0 kg