1、十年高考真题分类汇编十年高考真题分类汇编(20102019) 物理物理 专题专题 13 电磁感应电磁感应 选择题： 1.(2019天津卷T8)单匝闭合矩形线框电阻为 R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转 动，穿过线框的磁通量 与时间 t 的关系图像如图所示。下列说法正确的是( ) A. 2 T 时刻线框平面与中性面垂直 B. 线框的感应电动势有效值为 m 2 T C. 线框转一周外力所做的功为 22 m 2 RT D. 从0t 到 4 T t 过程中线框的平均感应电动势为 m T 2.(2019全国卷T8)如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为 ，导轨 电阻忽略不计。虚线
2、ab、cd 均与导轨垂直，在 ab 与 cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平 面的匀强磁场。将两根相同的导体棒 PQ、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始 终与导轨垂直且接触良好。已知 PQ 进入磁场开始计时，到 MN 离开磁场区域为止，流过 PQ 的电流随时间变化的图像可能正确的是 A. B. C. D. 3.(2019全国卷T1)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？ A. 电阻定律 B. 库仑定律 C. 欧姆定律 D. 能量守恒定律 4.(2019全国卷T6)如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长 的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒 ab、cd
3、静止在导轨上。t=0 时，棒 ab 以初速度 v0向 右滑动。运动过程中，ab、cd 始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用 v1、v2表示， 回路中的电流用 I 表示。下列图像中可能正确的是 A. B. C. D. 5.(2019全国卷T7)空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如 图(a)中虚线 MN 所示，一硬质细导线的电阻率为 、横截面积为 S，将该导线做成半径为 r 的圆环固定在纸面内，圆心 O 在 MN 上。t=0 时磁感应强度的方向如图(a)所示：磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图(b)所示，则在 t=0 到 t=t1的时间间隔内 A. 圆环所受安培
4、力的方向始终不变 B. 圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C. 圆环中的感应电流大小为 0 0 4 B rS t D. 圆环中的感应电动势大小为 2 0 0 4 Br t 6.(2019全国卷T2)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心 加速度大小分别为 a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为 v 金、v地、v火。已知它们的 轨道半径 R金a火 B. a火a地a金 C. v地v火v金 D. v火v地v金 7.(2018 新课标 I 卷 T6)(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
5、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 8.(2011 北京卷 T19)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开 关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发 光；再断开开关S，小灯泡仅有不
6、显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时 出现的小灯泡闪亮现象， 他冥思苦想找不出原因。 你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因 是 A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大 C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大 9.(2011 广东卷)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 10.(2011 上海卷)如图，均匀带正电的绝缘圆环a与
7、金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其 所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a A.顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转 C.逆时针加速旋转 D.逆时针减速旋转 11.(2012 北京卷 T19)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图，她把一个带铁芯的 线圈 L、 开关 S 和电源用导线连接起来后， 将一金属套环置于线圈 L 上， 且使铁芯穿过套环， 闭合开关 S 的瞬间，套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验. 他连接好电路， 经重复实 验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可 能是 A.线圈接在了直
8、流电源上 B.电源电压过高 C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同 12.(2012 海南卷 T5)如图， 一质量为 m 的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金 属环中穿过。现将环从位置 I 释放，环经过磁铁到达位置 II。设环经过磁铁上端和下端附近 时细线的张力分别为 T1和 T2，重力加速度大小为 g，则 A.T1mg，T2mg B.T1 c F b F B. c F d F b F d F D. c F b FE2，a 端为正 B. E1E2，b 端为正 C. E1a火 B. a火a地a金 C. v地v火v金 D. v火v地v金 【答案】A 【解析】 AB.由万有
9、引力提供向心力 2 Mm Gma R 可知轨道半径越小,向心加速度越大,故知A项正确， B 错误； CD.由 2 2 Mmv Gm RR 得 GM v R 可知轨道半径越小,运行速率越大,故 C、D 都错误。 7.(2018 新课标 I 卷 T6)(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
10、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 【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
11、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。 8.(2011 北京卷 T19)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开 关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发 光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时 出现的小灯泡闪亮现
12、象， 他冥思苦想找不出原因。 你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因 是 A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大 C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大 【答案】C 【解析】开关断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的内 阻无关，故 A 错误； 若小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律， 流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象，故 B 错误； 线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过 灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，故 C 正确； 线圈的自感系数较
13、大， 产生的自感电动势较大， 但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小， 故 D 错误. 【考点定位】自感现象和自感系数. 9.(2011 广东卷)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 【答案】C 【解析】由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势En t ，即感应电动势与线圈匝数有 关故 A 错误；同时可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，磁通量
14、变化越快，感应电动 势越大，故 C 正确；穿过线圈的磁通量大，但若所用的时间长，则电动势可能小，故 B 错 误；由楞次定律可知：感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故原磁 通增加， 感应电流的磁场与之反向， 原磁通减小， 感应电流的磁场与原磁场方向相同， 即“增 反减同”，故 D 错误； 【考点定位】法拉第电磁感应定律，楞次定律 10.(2011 上海卷)如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其 所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a A.顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转 C.逆时针加速旋转 D.逆时针减
15、速旋转 【答案】B. 【解析】圆环 b 具有收缩趋势，说明穿过 b 环的磁通量在增强，根据阻碍变化可知圆环 a 减速旋转， 逐渐减弱的磁场使得 b 环产生了顺时针方向电流， 根据楞次定律可知引起 b 环的 感应电流的磁场方向向里，根据安培定则判断出 a 环顺时针方向旋转.所以 B 选项正确. 【考点定位】楞次定律 11.(2012北京卷 T19)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图，她把一个带铁芯的 线圈 L、 开关 S 和电源用导线连接起来后， 将一金属套环置于线圈 L 上， 且使铁芯穿过套环， 闭合开关 S 的瞬间，套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验. 他连接好电路， 经
16、重复实 验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可 能是 A.线圈接在了直流电源上 B.电源电压过高 C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同 【答案】D 【解析】线圈接在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量仍然会改变，套环中会 产生感应电流，会跳动.故 A 错误；电源电压过高，在套环中产生的感应电流更大，更容易 跳起.故 B 错误； 线圈匝数过多， 在套环中产生的感应电流越大， 套环更容易跳起.故 C 错误； D、所用的套环材料不同，可能不产生感应电流，则不会受到安培力，不会跳起.故 D 正确。 【考点定位】本题考查了法拉第电磁感应
17、定律和楞次定律 12.(2012海南卷 T5)如图，一质量为 m 的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平 金属环中穿过。现将环从位置 I 释放，环经过磁铁到达位置 II。设环经过磁铁上端和下端附 近时细线的张力分别为 T1和 T2，重力加速度大小为 g，则 A.T1mg，T2mg B.T1(t2-t1)，选项 B 正确；从进入磁场到进入磁场之前过程中， 根据能量守恒，金属棒减小的机械能全部转化为焦耳热，所以 Q1=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
18、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和时的速度相等， 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。 46.(2012 新课标卷 T19)如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径 与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为 B0。使该线框从静 止开始绕过圆心 O、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，在线框中产生感应电流。 现使线框保持图中所示位置， 磁感应强度大小随时间线性变化。 为了产生与线框转动半周过 程中同样
19、大小的电流，磁感应强度随时间的变化率 t B 的大小应为 A. 0 4 B B. 0 2 B C. 0 B D. 2 0 B 【答案】C 【解析】线圈匀速转动过程中， 2 2 0 0 1 1 2 2 B R B RE I rrr ；要使线圈产生相同电流， 2 2 1 1111 2 2 BR EBR I rrtrtrt ，所以 0 BB t ，所以 C 正确。 【考点定位】电磁感应切割类问题 47.(2015 福建卷 T 18)如图，由某种粗细均匀的总电阻为 3R 的金属条制成的矩形线框 abcd， 固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场 B 中。一接入电路电阻为 R 的导体棒 PQ， 在水
20、平拉力作用下沿 ab、dc 以速度 v 匀速滑动，滑动过程 PQ 始终与 ab 垂直，且与线框接 触良好，不计摩擦。在 PQ 从靠近 ad 处向 bc 滑动的过程中 A.PQ 中电流先增大后减小 B.PQ 两端电压先减小后增大 C.PQ 上拉力的功率先减小后增大 D.线框消耗的电功率先减小后增大 【答案】C 【解析】设 PQ 左侧电路的电阻为 Rx，则右侧电路的电阻为 3RRx，所以外电路的总电阻 为 (3) 3 xx RRR R R ，外电路电阻先增大后减小，所以路端电压先增大后减小，所以 B 错 误； 电路的总电阻先增大后减小，再根据闭合电路的欧姆定律可得 PQ 中的电流： E I RR
21、先 较小后增大，故 A 错误； 由于导体棒做匀速运动， 拉力等于安培力， 即 FBIL， 拉力的功率 P=BILv， 先减小后增大， 所以 C 正确； 外电路的总电阻 3 3 () xx RRR R R 最大为 3R/4，小于电源内阻 R，又外电阻先增大后减小， 所以外电路消耗的功率先增大后减小，故 D 错误。 【考点定位】电磁感应切割类问题 48.(2015 安徽卷 T 19)如图所示，abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为 l。导 轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，导轨电阻不计。已知金属杆 MN 倾斜放置，与导轨成 角，单位长度的电阻为 r，保持金属杆以速
22、度 v 沿平行于 cd 的方向滑 动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则 A.电路中感应电动势的大小为 sin Blv B.电路中感应电流的大小为 sinBv r C.金属杆所受安培力的大小为 2 sinlv r B D.金属杆的热功率为 22 sin l r vB 【答案】B 【解析】导体棒切割磁感线产生感应电动势EBlv，故 A 错误；感应电流的大小 sin sin EBv I l r r ，故 B 正确；所受的安培力为 2 sin lB vl FBI r ，故 C 错误；金 属杆的热功率 22 2 sin sin lB v QIr r ，故 D 错误。 【考点定位】电磁感应切割类问题
23、49.(2013 北京卷)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 El，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 ElE2分别为 A.ca，21 B.ac，21 C.ac，12 D.ca，12 【答案】C 【解析】根据电磁感应定律EBlv，其他条件不变所以电动势变为 2 倍，根据右手定则可 知电流方向应该为 N 到 M 即通过电阻为 A 到 C，因此 C 正确，A、B、D 错误。 【考点定位】电磁感应切割类问题
24、 50.(2013 安徽卷)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 1。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 1，两端与导轨接触良好，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.2.5m/s，1W B.5m/s，1W C.7.5m/s，9W D.15
25、m/s，9W 【答案】B 【解析】小灯泡稳定发光时，导体棒 MN 的运动速度稳定，导体棒 MN 的合力为零， 根据导体棒 MN 沿斜面方向上的平衡条件，有 mgsin=mgcos+BIL，其中 rR BLv I ，代入 数据可得：I=1A，v=5m/s；小灯泡消耗的电功率为：P=I2R=12 1 W=1 W，所以选项 B 正确。 【考点定位】电磁感应切割类问题 51.(2015 海南卷 T2)如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当 它以速度 v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小 ，将此棒 弯成两段长度相等且相互垂直的折弯， 置于磁感应强度相垂
26、直的平面内， 当它沿两段折线夹 角平分线的方向以速度 v 运动时，棒两端的感应电动势大小为，则 等于 FN F安 G A.1/2 B. 2 2 C.1 D.2 【答案】B 【解析】设折弯前导体切割磁感线的长度为 L，折弯后，导体切割磁场的有效长度为 22 2 222 LL lL ，故产生的感应电动势为 22 22 BlvBLv ，所以 2 2 ，B 正确； 【考点定位】电磁感应切割类问题 52.(2011 福建卷)如图，足够长的 U 型光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其 中 MN 与 PQ 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
27、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，棒的速度大小为 v，则金属棒 ab 在这一 过程中 A.运动的平均速度大小为 1 2 v B.下滑位移大小为 qR BL C.产生的焦耳热为qBLv D.受到的最大安培力大小为 22 B L v sin R 【答案】B 【解析】金属棒 ab 开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀变速直线运动，平均速度 不等于 1 2 v，而是大于 1 2 v，故 A 错误；由电量计算公式 E qI t IE Rt ， ，联立得 BsL q RR 可得， 下滑的位移大小为 qR
28、s BL ， 故B正确； 产生的焦耳热 2 QI RtqIR， 而这里的电流 I 比棒的速度大小为 v 时的电流 BLv I R 小，故这一过程产生的焦耳热小于 qBLv.故 C 错误；金属棒ab做加速运动，或先做加速运动，后做匀速运动，速度为 v 时产 生的感应电流最大，受到的安培力最大，最大安培力大小为 22 B L FBI L R .故 D 错误. 【考点定位】电磁感应切割类问题 53.(2017 天津卷 T3)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
29、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 a B.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 导体棒 ab、电阻 R、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小(k t B 为一定值)，则闭合 回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab 中的电 流 方 向 由 a 到 b ， 故 A 错 误 ； 根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 ， 感 应 电 动 势 Sk t SB t E ，回路面积 S 不变，即感应电动势为定值，根据欧姆定律 R E I ， 所以
30、 ab 中的电流大小不变，故 B 错误； 安培力BILF ，电流大小不变， 磁感应强度减小， 则安培力减小，故 C 错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方 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。 54.(2016 全国新课标卷)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
31、，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 2 0 22 lBl EBl ， E I R ，故一定时，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； 22 42 4 EB l P RR ，角速度
32、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 2 1 2 EBl，并 能搞清整个电路的结构。 55.(2016 全国新课标卷)如图，M 为半圆形导线框，圆心为 OM；N 是圆心角为直角的扇形 导线框，圆心为 ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线 OMON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 OM和 ON的轴，
33、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 T C.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 【解析】 当导线框进入磁场时， 根据楞次定律可得， 两导线框中的感应电流方向均为逆时针， 根据 2 ()EBRvBRRBR可得过程中产生的感应电动势恒定，即电流恒定，不是 正弦式交流电，A 错误；当导线框进入磁场时，根据楞次定律可得，两导线框中的感应电流 方向为逆时针， 当导线框穿出磁场时， 根据楞次定律可得导线框中产生的感应电流为顺时针， 所以感应电流的周期和其运动周
34、期相等，为 T，B 正确；根据 2 EBR可得导线框在运动 过程中的感应电动势相等，C 正确；导线框 N 在完全进入磁场后有 4 T 时间内导线框的磁通 量不变化，过程中没有感应电动势产生，即导线框 N 在 0 4 T 和 2 T 3 4 T 内有感应电动势， 其余时间内没有，而导线框 M 在整个过程中都有感应电动势，故即便电阻相等，两者的电 流的有效值不会相同，D 错误。 【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。
35、 56.(2012 山东卷)如图所示，相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为 ，上端接有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B。将质量为 m 的导体棒 由静止释放，当速度达到 v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力， 并保持拉力的功率为 P，导体棒最终以 2v 的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触 良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为 g，下列选项正确的是 A.P=2mgsin B.P=3mgsin C.当导体棒速度达到 v/2 时加速度为 1 2 gsin D.在速度达到 2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所
36、做的功 【答案】AC 【解析】当导体棒以 v 匀速运动时受力平衡，则 22 sin B L v mgBIl R ，当导体棒以2v匀速 运动时受力平衡， 则 222 B Lv FmgsinBIl R ， 故F m g s i n， 拉力的功率2PFvmgvsin， 故 A 正确；同理，B 错误；当导体棒速度达到 2 v 时，由牛顿第二定律， 22 2 B L v mgsinma R ， 解得 2 g asin，故 C 正确；由能量守恒，当速度达到2v以后匀速运动的过程中，R 上产生 的焦耳热等于拉力及重力所做的功，故 D 错误。故选：AC 【考点定位】电磁感应切割类问题 57.(2012 四川卷
37、 T20)半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度电阻 均为 R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着向下的匀强磁场，磁感应强度为 B。杆 在圆环上以速度 v 平行于直径 CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从 圆环中心 O 开始，杆的位置由 确定，如图所示。则 A. = 0 时，杆产生的电动势为 2Bav B. 3 时，杆产生的电动势为 Bav C. = 0 时，杆受的安培力大小为 0 2 2 2 R avB D. 3 时，杆受的安培力大小为 0 2 35 3 R avB 【答案】AD 【解析】=0 时，杆长为 2a，由 E=BLv=2Bav 可
38、知 A 正确； =/3 时，杆长为 a，E=BLv=Bav，故 B 错； 因为安培力 F=B2L2v/R总，=0 时，R总=(+2)aR0，=/3 时，R总=(5/3+1)aR0代入可知 C 错 D 对。 【考点定位】电磁感应切割类问题 58.(2015 山东卷 T17)如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转 动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法 正确的是 A.处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C.若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D.若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动 【答案】ABD
39、 【解析】由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项 A 正确；根 据 E=BLv 可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的电功率越大，消 耗的机械能越快，则圆盘越容易停止转动，选项 B 正确；若加反向磁场，根据楞次定律可 知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转动，选项 C 错误；若所加磁场穿过整个圆盘则 圆盘中无感应电流，不消耗机械能，圆盘匀速转动，选项 D 正确；故选 ABD. 【考点定位】电磁感应切割类问题 59.(2018 全国 III 卷 T7)(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
40、 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 O 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 【答案】AC 【解析】由图(b)可知，导线 PQ 中电流在 t=T/4 时达到最大值，变化率为零，导线框 R 中磁 通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在 t=T/4 时导线框中产生的感应电动势为零， 选项 A 正确；在 t=T/2 时，导线 PQ 中电流图象斜率方向不变，导致导线框 R 中磁通量变化 率的正负不变，根据楞次定律，所以在 t=T/2 时，导线框中产生的感应
41、电动势方向不变，选 项 B 错误；由于在 t=T/2 时，导线 PQ 中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框 R 中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在 t=T/2 时导线框中产生的感应电动势 最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项 C 正确；由楞次定律可 判断出在 t=T 时感应电动势的方向为逆时针方向，选项 D 错误。 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
42、确运用楞次定律 分析判断，陷入误区。 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。 60.(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 Ea和 Eb。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是 A.Ea:Eb=4:1，感应电流均沿逆
43、时针方向 B.Ea:Eb=4:1，感应电流均沿顺时针方向 C.Ea:Eb=2:1，感应电流均沿逆时针方向 D.Ea:Eb=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 ES tt ，根据题意可得 4 1 a b S S ，故 :4:1 ab EE ， 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
44、应定律， 需要灵活掌握公式， 学会变通。 61.(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 la=3lb，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 9:1 C.a、b 线圈中感应电流之比为 3:4 D.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 感应强度随时间均匀增大， 则 B k t ， 根据法拉第电磁感应定律可知 2 B
45、 Ennl tt ， 则 2 39 ( ) 11 a b E E ，选项 B 正确；根据 2 4 44 B nl S EEklS t Il nl Rnl S ，故 a、b 线 圈中感应电流之比为 3:1，选项 C 错误；电功率 2 3 23 44 klSBnk l S PIEnll t ，故 a、b 线圈中电功率之比为 27:1，选项 D 错误；故选 B. 【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
46、量和什么因素有关；这里线圈的匝数是容易被忽略的量。 62.(2014 安徽卷 T20)英国物体学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场，如 图所示，一个半径为 r 的绝缘细圆环放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷 量为q的小球， 已知磁感强度 B 随时间均匀增加， 其变化率为k， 若小球在环上运动一周， 则感生电场对小球的作用力所做功大小是 A.0 B. 2 1 2 r qk C. 2 2 r qk D. 2 r qk 【答案】D 【解析】由法拉第电磁感应定律可知，磁场变化在圆环处产生的感应电动势为 22 B Erk r t ，小球运动一周，感生电场对小球所做的功为 W=q
47、E=r2qk，D 正确。 【考点定位】电磁感应磁变类问题 63.(2015 重庆卷 T4)如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为 S.若在 1 t到 2 t时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由 1 B均 匀增加到 2 B，则该段时间线圈两端 a 和 b 之间的电势差 ab A.恒为 21 21 ()nS BB tt B. 从 0 均匀变化到 21 21 ()nS BB tt C.恒为 21 21 ()nS BB tt D.从 0 均匀变化到 21 21 ()nS BB tt 【答案】C 【解析】穿过线圈的磁场均匀增加，将产生大小恒定的感生电动势，由法拉第电磁感应定律 得 21 21 ()S BB Enn ttt ，而等效电源内部的电流由楞次定理知从 ab，即 b 点是等效 电源的正极，即 21 21 () ab S BB n tt ，故选 C。 【考点定位】电磁感应磁变类问题 64.(2014 江苏卷)如图所示， 一正方形线圈的匝数为 n， 边长为 a， 线圈平面与匀强磁场垂直， 且一半处在磁场中，在 t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀地增大到 2B， 在此过程中，线圈中产生的感应电动势为 A. t Ba 2 2 B. t nBa 2 2 C. t nBa 2
