物理高考總復習PAGEPAGE21學好數理化，走遍天下都不怕專題十電磁感應探考情悟真題【考情探究】考點考向5年考情預測熱度考試要求考題示例關聯考點素養(yǎng)要素電磁感應現象、楞次定律電磁感應現象b—電磁感應實驗解釋意識★★☆☆☆楞次定律c—科學推理★★★☆☆法拉第電磁感應定律、自感和渦流法拉第電磁感應定律d2016浙江理綜,16,6分2018.11選考,22,10分2019.04選考,22,10分科學論證★★★★☆電磁感應現象的兩類情況b2016.10選考,22,10分2016浙江理綜,24,20分2015浙江理綜,24,20分2019.94選考,22,10分2019.04選考,22,10閉合電路歐姆定律、動量定理與動量守恒定律、能量守恒等科學推理★★★★☆互感和自感b—解釋意識★☆☆☆☆渦流、電磁阻尼和電磁驅動b—解釋意識★☆☆☆☆分析解讀本專題是電磁學的核心內容,在近兩年浙江省選考中均在計算題中出現,有時會結合動量定理或動量守恒定律進行考查,比較綜合,難度較大。電磁感應現象常與力的平衡條件、牛頓運動定律、動能定理、能量守恒定律、閉合電路歐姆定律、動量定理、動量守恒定律等知識相結合,涉及受力分析、運動分析、能量分析、動量分析、電路分析、圖像分析等方面,本專題仍是今后考查的重點?！菊骖}探秘】破考點練考向【考點集訓】考點一電磁感應現象、楞次定律1.(2018浙江嘉興一中期中,2)法拉第在研究電磁感應現象時,將兩個線圈繞在同一個鐵環(huán)上,簡化電路如圖所示,下列關于法拉第研究過程的說法正確的是()A.閉合開關S的瞬間,右側線圈中不產生感應電流B.閉合開關S以后,右側線圈中產生穩(wěn)定的感應電流C.斷開開關S的瞬間,右側線圈中產生感應電流D.斷開開關S的瞬間,右側線圈中不產生感應電流答案C2.(2018課標Ⅰ,19,6分)(多選)如圖,兩個線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關與電源連接,另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方,開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是()A.開關閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動B.開關閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C.開關閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D.開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉動答案AD考點二法拉第電磁感應定律、自感和渦流1.如圖所示,A、B、C是3個完全相同的燈泡,L是一個自感系數較大的線圈(直流電阻可忽略不計)。則()A.S閉合時,A燈立即亮,然后逐漸熄滅B.S閉合時,B燈立即亮,然后逐漸熄滅C.電路接通穩(wěn)定后,三個燈亮度相同D.電路接通穩(wěn)定后,S斷開時,C燈立即熄滅答案A2.(2019浙江杭州模擬二,23)如圖甲所示,P、Q為水平面內平行放置的金屬長直導軌,間距為d,處在磁感應強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中。一根質量為m、電阻為r的導體棒ef垂直放在P、Q導軌上,導體棒ef與P、Q導軌間的動摩擦因數為μ。質量為M的正方形金屬框abcd的邊長為L,每邊電阻均為r,用細線懸掛在豎直平面內,ab邊水平,金屬框a、b兩點通過細導線與導軌相連,金屬框的上半部分處在磁感應強度大小為B、方向垂直框面向里的勻強磁場中,下半部分處在大小也為B、方向垂直框面向外的勻強磁場中,不計其余電阻和細導線對ab的作用力?，F用一電動機以恒定功率沿導軌方向水平牽引導體棒ef向左運動,從導體棒開始運動時計時,懸掛金屬框的細線的拉力T隨時間t的變化如圖乙所示,重力加速度為g,求:(1)t0時刻以后通過ab邊的電流;(2)t0時刻以后電動機牽引力的功率P;(3)0到t0時刻導體棒ef受到的平均合外力大小。甲乙答案(1)3Mg4BL(2)7Mgr煉技法提能力【方法集訓】方法1感應電流方向的判定方法1.(2018浙江東陽中學期中,15)(多選)如圖所示,水平放置的條形磁鐵中央,有一閉合金屬彈性圓環(huán),條形磁鐵中心線與彈性環(huán)軸線重合,現將彈性圓環(huán)均勻向外擴大,下列說法中正確的是()A.穿過彈性圓環(huán)的磁通量增大B.從左往右看,彈性圓環(huán)中有順時針方向的感應電流C.彈性圓環(huán)中無感應電流D.彈性圓環(huán)受到的安培力方向沿半徑向里答案BD2.(2018浙江諸暨牌頭中學期中,7)如圖所示,固定的水平長直導線中通有向右的電流I,矩形閉合導線框與導線在同一豎直平面內,且一邊與導線平行。將線框由靜止釋放,不計空氣阻力,則在線框下落過程中()A.穿過線框的磁通量保持不變B.線框中感應電流的方向為逆時針C.線框所受安培力的合力豎直向上D.線框的機械能不斷增大答案C方法2電磁感應中電路問題的分析方法1.(2020屆浙江杭州市五校聯考,16)如圖所示,在粗糙的水平面上有一滑板,滑板上固定著一個用粗細均勻的導線繞成的正方形閉合線圈,匝數N=10,邊長L=1m,總電阻R=1Ω,滑板和線圈的總質量M=2kg,滑板與地面間的動摩擦因數μ=0.1。前方有一長2.5L,高L的矩形區(qū)域,其下邊界與線圈中心等高,區(qū)域內有垂直線圈平面向里的水平勻強磁場,磁感應強度大小為1T,現給線圈施加一水平拉力F,使線圈以速度v=0.4m/s勻速進入矩形磁場,t=0時刻,線圈右側恰好開始進入磁場。g=10m/s2,求:(1)線圈剛進入磁場時線圈中通過的電流大小;(2)線圈左側進入磁場區(qū)域前的瞬間所需拉力的大小;(3)將線圈從磁場外勻速拉進磁場的過程中拉力F做的功。答案(1)2A(2)14N(3)13J2.如圖所示,導線全部為裸導線,半徑為r的圓內有垂直于圓平面的勻強磁場,磁感應強度為B,一根長度大于2r的導線MN以速率v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端,回路的固定電阻為R,其余電阻不計,試求:(1)MN從圓環(huán)左端滑到右端的過程中,電阻R上的電流的平均值及通過的電荷量。(2)MN從圓環(huán)左端滑到右端的過程中,電阻R上的電流的最大值。答案(1)Bπvr2R方法3電磁感應中動力學問題的分析方法(2020屆浙江東陽中學開學考,18)如圖甲所示,平行金屬導軌豎直放置,導軌間距為L=1m,上端接有電阻R1=3Ω,下端接有電阻R2=6Ω,虛線OO'下方是垂直于導軌平面的勻強磁場?，F將質量m=0.1kg、電阻不計的金屬桿ab,從OO'上方某處垂直導軌由靜止釋放,桿下落0.2m過程中始終與導軌保持良好接觸,加速度a與下落距離h的關系圖像如圖乙所示。求:(1)磁感應強度B的大小;(2)桿下落0.2m過程中通過金屬桿的電荷量q。甲乙答案(1)2T(2)0.15C方法4電磁感應中功能問題的分析方法1.(2020屆浙江諸暨海亮實驗中學模擬,15)如圖甲所示,光滑斜面傾角θ=30°,邊長為L的正方形線框abcd用一端固定于斜面頂端O點的細線拉著處靜止狀態(tài),平行于斜面底邊的虛線MN、GH之間,平行于斜面底邊的虛線PQ下方均有垂直于斜面向上的勻強磁場,兩磁場完全相同,正方形線框的質量為m,ab邊到MN的距離為x1,虛線MN與PQ間的距離為x2,且x1、x2均大于L,開始時線框有一半在磁場中,重力加速度為g,讓磁場的磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化,t=t0時刻,細線的張力恰好為零,此時剪斷細線,線框沿斜面向下滑動,當ab邊剛通過虛線MN時,線框的加速度為零,在ab邊進入虛線PQ下方的磁場,而cd邊進入磁場前,線框已勻速運動,求:(1)線框abcd的電阻:(2)從t=0到cd邊剛通過虛線GH的過程中,通過線框橫截面的電量;(3)從t=0到線框完全通過PQ,線框中產生的焦耳熱。甲乙答案本題考查法拉第電磁感應定律、動力學及能量問題,體現了模型建構、相互作用和能量觀念的學科核心素養(yǎng)。(1)0~t0時間內,線框中產生的感應電動勢E=ΔBΔtL×設線框的電阻為R,則線框中的感應電流大小為I=E在t=t0時刻,根據受力平衡有B0IL=mgsinθ解得R=B(2)0~t0時間內,通過線框橫截面的電量q1=ΔΦ1R=剪斷細線后,線框進入第一個磁場的過程中,通過線框橫截面的電量q2=ΔΦ2R=因此通過線框橫截面的電量為q=q1+q2=B0L(3)0~t0時間內,線框中產生的焦耳熱Q1=I2Rt0=0.25mgL剪斷細線后,設在線框進入第二個磁場的過程中,速度達到最大時,mgsinθ=B解得v=L從剪斷細線到線框剛好完全進入PQ以下磁場的過程中,根據能量守恒有Q2=mg(x1+x2+L)sinθ-12mv2=12mg(x1+x2因此產生的總的焦耳熱Q總=Q1+Q2=12mg(x1+x2)+342.(2016浙江10月選考,22,10分)為了探究電動機轉速與彈簧伸長量之間的關系,小明設計了如圖所示的裝置。半徑為l的圓形金屬導軌固定在水平面上,一根長也為l、電阻為R的金屬棒ab一端與導軌接觸良好,另一端固定在圓心處的導電轉軸OO'上,由電動機A帶動旋轉。在金屬導軌區(qū)域內存在垂直于導軌平面、大小為B1、方向豎直向下的勻強磁場。另有一質量為m、電阻為R的金屬棒cd用輕質彈簧懸掛在豎直平面內,并與固定在豎直平面內的“U”形導軌保持良好接觸,導軌間距為l,底部接阻值也為R的電阻,處于大小為B2、方向垂直導軌平面向里的勻強磁場中。從圓形金屬導軌引出導線和通過電刷從轉軸引出導線經開關S與“U”形導軌連接。當開關S斷開,棒cd靜止時,彈簧伸長量為x0;當開關S閉合,電動機以某一轉速勻速運動,棒cd再次靜止時,彈簧伸長量變?yōu)閤(不超過彈性限度)。不計其余電阻和摩擦等阻力,求此時(1)通過棒cd的電流Icd;(2)電動機對該裝置的輸出功率P;(3)電動機轉動角速度ω與彈簧伸長量x之間的函數關系。答案(1)mg(x-(3)ω=6【五年高考】A組自主命題·浙江卷題組1.(2016浙江理綜,16,6分)如圖所示,a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導線制成,匝數均為10匝,邊長la=3lb,圖示區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感應強度隨時間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,則()A.兩線圈內產生順時針方向的感應電流B.a、b線圈中感應電動勢之比為9∶1C.a、b線圈中感應電流之比為3∶4D.a、b線圈中電功率之比為3∶1答案B2.(2015浙江1月學考,30)如圖所示,某實驗小組在操場上做搖繩發(fā)電實驗。長導線兩端分別連在靈敏電流表的兩個接線柱上,形成閉合電路。兩位同學以每2秒約3圈的轉速勻速搖動AB段導線。假定被搖動的導線由水平位置1按圖示方向第一次運動到豎直位置2的過程中,磁通量的變化量約為10-4Wb,則該過程回路中產生的感應電動勢約為()A.2×10-4V B.2.7×10-4V C.3×10-4V D.6×10-4V答案D3.(2016浙江理綜,24,20分)小明設計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示,兩根平行金屬導軌相距l(xiāng)=0.50m,傾角θ=53°,導軌上端串接一個R=0.05Ω的電阻。在導軌間長d=0.56m的區(qū)域內,存在方向垂直導軌平面向下的勻強磁場,磁感應強度B=2.0T。質量m=4.0kg的金屬棒CD水平置于導軌上,用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距s=0.24m。一位健身者用恒力F=80N拉動GH桿,CD棒由靜止開始運動,上升過程中CD棒始終保持與導軌垂直。當CD棒到達磁場上邊界時健身者松手,觸發(fā)恢復裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質量)。求(1)CD棒進入磁場時速度v的大小;(2)CD棒進入磁場時所受的安培力FA的大小;(3)在拉升CD棒的過程中,健身者所做的功W和電阻產生的焦耳熱Q。答案(1)2.4m/s(2)48N(3)64J26.88J4.(2015浙江理綜,24,20分)小明同學設計了一個“電磁天平”,如圖1所示,等臂天平的左臂為掛盤,右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡。線圈的水平邊長L=0.1m,豎直邊長H=0.3m,匝數為N1。線圈的下邊處于勻強磁場內,磁感應強度B0=1.0T,方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0~2.0A范圍內調節(jié)的電流I。掛盤放上待測物體后,調節(jié)線圈中電流使天平平衡,測出電流即可測得物體的質量。(重力加速度取g=10m/s2)圖1(1)為使電磁天平的量程達到0.5kg,線圈的匝數N1至少為多少?(2)進一步探究電磁感應現象,另選N2=100匝、形狀相同的線圈,總電阻R=10Ω。不接外電流,兩臂平衡。如圖2所示,保持B0不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場,且磁感應強度B隨時間均勻變大,磁場區(qū)域寬度d=0.1m。當掛盤中放質量為0.01kg的物體時,天平平衡,求此時磁感應強度的變化率ΔB圖2答案(1)25(2)0.1T/s5.(2019浙江4月選考,22,10分)如圖所示,傾角θ=37°,間距l(xiāng)=0.1m的足夠長金屬導軌底端接有阻值R=0.1Ω的電阻,質量m=0.1kg的金屬棒ab垂直導軌放置,與導軌間的動摩擦因數μ=0.45。建立原點位于底端、方向沿導軌向上的坐標軸x。在0.2m≤x≤0.8m區(qū)間有垂直導軌平面向上的勻強磁場。從t=0時刻起,棒ab在沿x軸正方向的外力F作用下,從x=0處由靜止開始沿斜面向上運動,其速度v與位移x滿足v=kx(可導出a=kv),k=5s-1。當棒ab運動至x1=0.2m處時,電阻R消耗的電功率P=0.12W,運動至x2=0.8m處時撤去外力F,此后棒ab將繼續(xù)運動,最終返回至x=0處。棒ab始終保持與導軌垂直,不計其他電阻,求:(提示:可以用F-x圖像下的“面積”代表力F做的功,sin37°=0.6,g=10m/s2)(1)磁感應強度B的大小;(2)外力F隨位移x變化的關系式;(3)在棒ab棒個運動過程中,電阻R產生的焦耳熱Q。答案(1)P=(Blv)2RB=PR(2)無磁場區(qū)間0≤x<0.2ma=5v=25xF=25xm+μmgcosθ+mgsinθ=0.96+2.5x有磁場區(qū)間0.2m≤x≤0.8m,FA=(BlF=0.96+2.5x+0.6x=0.96+3.1x(3)上升過程中克服安培力做功(F-x圖像中的梯形面積)WA1=0.62(x1+x2)·(x2-x1撤去外力后,棒ab上升的最大距離為s,再次進入磁場時的速度為v',則(mgsinθ+μmgcosθ)s=12mv(mgsinθ-μmgcosθ)s=12mv'得v'=2m/s由于mgsinθ-μmgcosθ-(Bl故棒ab再次進入磁場后做勻速運動。下降過程中克服安培力做功WA2=(Bl)2v'R(xQ=WA1+WA2=0.324JB組統一命題、省(區(qū)、市)卷題組1.(2019課標Ⅲ,14,6分)楞次定律是下列哪個定律在電磁感應現象中的具體體現?()A.電阻定律 B.庫侖定律C.歐姆定律 D.能量守恒定律答案D2.(2019課標Ⅰ,15,6分)(多選)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場,其邊界如圖(a)中虛線MN所示。一硬質細導線的電阻率為ρ、橫截面積為S,將該導線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內,圓心O在MN上。t=0時磁感應強度的方向如圖(a)所示;磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖(b)所示。則在t=0到t=t1的時間間隔內()A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B.圓環(huán)中的感應電流始終沿順時針方向C.圓環(huán)中的感應電流大小為BD.圓環(huán)中的感應電動勢大小為B答案BC3.(2017課標Ⅲ,15,6分)如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌,導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內,線框與導軌共面?，F讓金屬桿PQ突然向右運動,在運動開始的瞬間,關于感應電流的方向,下列說法正確的是()A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向B.PQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向C.PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向D.PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向答案D4.(2016上海單科,19,4分)(多選)如圖(a),螺線管內有平行于軸線的外加勻強磁場,以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導線框abcd相連,導線框內有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導線框在同一平面內。當螺線管內的磁感應強度B隨時間按圖(b)所示規(guī)律變化時()A.在t1~t2時間內,L有收縮趨勢B.在t2~t3時間內,L有擴張趨勢C.在t2~t3時間內,L內有逆時針方向的感應電流D.在t3~t4時間內,L內有順時針方向的感應電流答案AD5.(2016江蘇單科,6,4分)(多選)電吉他中電拾音器的基本結構如圖所示,磁體附近的金屬弦被磁化,因此弦振動時,在線圈中產生感應電流,電流經電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。下列說法正確的有()A.選用銅質弦,電吉他仍能正常工作B.取走磁體,電吉他將不能正常工作C.增加線圈匝數可以增大線圈中的感應電動勢D.弦振動過程中,線圈中的電流方向不斷變化答案BCD6.(2017課標Ⅱ,20,6分)(多選)兩條平行虛線間存在一勻強磁場,磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1m、總電阻為0.005Ω的正方形導線框abcd位于紙面內,cd邊與磁場邊界平行,如圖(a)所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動,cd邊于t=0時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖(b)所示(感應電流的方向為順時針時,感應電動勢取正)。下列說法正確的是()A.磁感應強度的大小為0.5TB.導線框運動速度的大小為0.5m/sC.磁感應強度的方向垂直于紙面向外D.在t=0.4s至t=0.6s這段時間內,導線框所受的安培力大小為0.1N答案BC7.(2017北京理綜,19,6分)圖1和圖2是教材中演示自感現象的兩個電路圖,L1和L2為電感線圈。實驗時,斷開開關S1瞬間,燈A1突然閃亮,隨后逐漸變暗;閉合開關S2,燈A2逐漸變亮,而另一個相同的燈A3立即變亮,最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是()A.圖1中,A1與L1的電阻值相同B.圖1中,閉合S1,電路穩(wěn)定后,A1中電流大于L1中電流C.圖2中,變阻器R與L2的電阻值相同D.圖2中,閉合S2瞬間,L2中電流與變阻器R中電流相等答案C8.(2016課標Ⅱ,20,6分)(多選)法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸。圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中。圓盤旋轉時,關于流過電阻R的電流,下列說法正確的是()A.若圓盤轉動的角速度恒定,則電流大小恒定B.若從上向下看,圓盤順時針轉動,則電流沿a到b的方向流動C.若圓盤轉動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化D.若圓盤轉動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍答案AB9.(2016四川理綜,7,6分)(多選)如圖所示,電阻不計、間距為l的光滑平行金屬導軌水平放置于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中,導軌左端接一定值電阻R。質量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導軌上,受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動,外力F與金屬棒速度v的關系是F=F0+kv(F0、k是常量),金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。金屬棒中感應電流為i,受到的安培力大小為FA,電阻R兩端的電壓為UR,感應電流的功率為P,它們隨時間t變化圖像可能正確的有()答案BC10.(2017江蘇單科,13,15分)如圖所示,兩條相距d的平行金屬導軌位于同一水平面內,其右端接一阻值為R的電阻。質量為m的金屬桿靜置在導軌上,其左側的矩形勻強磁場區(qū)域MNPQ的磁感應強度大小為B、方向豎直向下。當該磁場區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后,金屬桿的速度變?yōu)関。導軌和金屬桿的電阻不計,導軌光滑且足夠長,桿在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求:(1)MN剛掃過金屬桿時,桿中感應電流的大小I;(2)MN剛掃過金屬桿時,桿的加速度大小a;(3)PQ剛要離開金屬桿時,感應電流的功率P。答案(1)Bdv0R(2)BC組教師專用題組1.(2016海南單科,4,3分)如圖,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導線在同一豎直平面內,環(huán)的圓心與兩導線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導線間距。兩導線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若()A.金屬環(huán)向上運動,則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向B.金屬環(huán)向下運動,則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向C.金屬環(huán)向左側直導線靠近,則環(huán)上的感應電流方向為逆時針方向D.金屬環(huán)向右側直導線靠近,則環(huán)上的感應電流方向為逆時針方向答案D2.(2015山東理綜,17,6分)(多選)如圖,一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉動?，F施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場,圓盤開始減速。在圓盤減速過程中,以下說法正確的是()A.處于磁場中的圓盤部分,靠近圓心處電勢高B.所加磁場越強越易使圓盤停止轉動C.若所加磁場反向,圓盤將加速轉動D.若所加磁場穿過整個圓盤,圓盤將勻速轉動答案ABD3.(2016北京理綜,16,6分)如圖所示,勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、b,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應強度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2∶1,圓環(huán)中產生的感應電動勢分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是()A.Ea∶Eb=4∶1,感應電流均沿逆時針方向B.Ea∶Eb=4∶1,感應電流均沿順時針方向C.Ea∶Eb=2∶1,感應電流均沿逆時針方向D.Ea∶Eb=2∶1,感應電流均沿順時針方向答案B4.(2015海南單科,2,3分)如圖,空間有一勻強磁場,一直金屬棒與磁感應強度方向垂直,當它以速度v沿與棒和磁感應強度都垂直的方向運動時,棒兩端的感應電動勢大小為ε;將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折線,置于與磁感應強度相垂直的平面內,當它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運動時,棒兩端的感應電動勢大小為ε'。則ε'ε等于(A.12 B.22 C.1 答案B5.(2015福建理綜,18,6分)如圖,由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內且處于方向豎直向下的勻強磁場B中。一接入電路電阻為R的導體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動,滑動過程PQ始終與ab垂直,且與線框接觸良好,不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中()A.PQ中電流先增大后減小B.PQ兩端電壓先減小后增大C.PQ上拉力的功率先減小后增大D.線框消耗的電功率先減小后增大答案C6.(2014課標Ⅰ,18,6分)如圖(a),線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上。在ab線圈中通以變化的電流。用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示。已知線圈內部的磁場與流經線圈的電流成正比,則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關系的圖中,可能正確的是()答案C7.(2014浙江1月學考,4)如圖甲所示是法拉第在研究電磁感應時用過的線圈,其工作原理如圖乙所示,則實驗中不會使電流表指針發(fā)生偏轉的是()A.保持開關閉合 B.開關閉合瞬間C.開關斷開瞬間 D.移動滑動變阻器滑片答案A8.(2014浙江1月學考,34)如圖所示,線圈與靈敏電流計構成閉合電路,當磁鐵向下插入線圈的過程中,發(fā)現電流計指針向右偏轉。則當磁鐵()A.放在線圈中不動時,電流計指針向左偏轉B.從線圈中向上拔出時,電流計指針向左偏轉C.按圖示位置在線圈外面上下移動時,電流計指針不會偏轉D.按圖示位置在線圈外面左右移動時,電流計指針不會偏轉答案B9.(2014浙江1月學考,6)如圖所示,一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內,導軌間距0.4m,左端接有阻值為0.2Ω的電阻。一質量為0.2kg、電阻為0.1Ω的金屬棒MN放置在導軌上,導軌之間有豎直向上的勻強磁場,磁感應強度大小為0.5T。棒在水平向右的外力作用下以0.3m/s的速度勻速運動,運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。已知導軌足夠長且電阻不計,則()A.MN棒運動過程中兩端的電壓為0.02VB.MN棒運動過程中兩端的電壓為0.06VC.棒勻速運動1s過程中電阻R發(fā)熱0.008JD.棒勻速運動1s過程中電阻R發(fā)熱0.012J答案C10.(2014浙江1月學考,30)如圖所示,柵欄大門朝正南方向,在門的四角上釘有四個釘子,沿著釘子繞有50匝的大線圈,面積約為4m2。若該地區(qū)地磁場的水平分量約為4×10-5T,那么,小明在2s內把關閉的大門打開并轉過90°的過程中,線圈中產生的平均感應電動勢約為()A.2×10-2V B.4×10-3V C.1.6×10-4V D.8×10-5V答案B11.(2014浙江理綜,24,20分)某同學設計一個發(fā)電測速裝置,工作原理如圖所示。一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上,一根長為R的金屬棒OA,A端與導軌接觸良好,O端固定在圓心處的轉軸上。轉軸的左端有一個半徑為r=R/3的圓盤,圓盤和金屬棒能隨轉軸一起轉動。圓盤上繞有不可伸長的細線,下端掛著一個質量為m=0.5kg的鋁塊。在金屬導軌區(qū)域內存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場,磁感應強度B=0.5T。a點與導軌相連,b點通過電刷與O端相連。測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放,下落h=0.3m時,測得U=0.15V。(細線與圓盤間沒有滑動,金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計,重力加速度g=10m/s2)(1)測U時,與a點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”?(2)求此時鋁塊的速度大小;(3)求此下落過程中鋁塊機械能的損失。答案(1)正極(2)2m/s(3)0.5J12.(2016江蘇單科,13,15分)據報道,一法國攝影師拍到“天宮一號”空間站飛過太陽的瞬間。照片中,“天宮一號”的太陽帆板輪廓清晰可見。如圖所示,假設“天宮一號”正以速度v=7.7km/s繞地球做勻速圓周運動,運動方向與太陽帆板兩端M、N的連線垂直,M、N間的距離L=20m,地磁場的磁感應強度垂直于v、MN所在平面的分量B=1.0×10-5T。將太陽帆板視為導體。(1)求M、N間感應電動勢的大小E;(2)在太陽帆板上將一只“1.5V,0.3W”的小燈泡與M、N相連構成閉合電路,不計太陽帆板和導線的電阻,試判斷小燈泡能否發(fā)光,并說明理由;(3)取地球半徑R=6.4×103km,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,試估算“天宮一號”距離地球表面的高度h(計算結果保留一位有效數字)。答案(1)1.54V(2)不能,因為穿過閉合回路的磁通量不變,不產生感應電流。(3)4×105m13.(2016課標Ⅰ,24,14分)如圖,兩固定的絕緣斜面傾角均為θ,上沿相連。兩細金屬棒ab(僅標出a端)和cd(僅標出c端)長度均為L,質量分別為2m和m;用兩根不可伸長的柔軟輕導線將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直于斜面向上。已知兩根導線剛好不在磁場中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數均為μ,重力加速度大小為g。已知金屬棒ab勻速下滑。求(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大小;(2)金屬棒運動速度的大小。答案(1)mg(sinθ-3μcosθ)(2)(sinθ-3μcosθ)mgR14.(2016課標Ⅲ,25,20分)如圖,兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導軌位于同一水平面(紙面)內,其左端接一阻值為R的電阻;一與導軌垂直的金屬棒置于兩導軌上;在電阻、導軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場,磁感應強度大小B1隨時間t的變化關系為B1=kt,式中k為常量;在金屬棒右側還有一勻強磁場區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導軌垂直,磁場的磁感應強度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。某時刻,金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動,在t0時刻恰好以速度v0越過MN,此后向右做勻速運動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計。求(1)在t=0到t=t0時間間隔內,流過電阻的電荷量的絕對值;(2)在時刻t(t>t0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。答案(1)kt0SR(2)B0lv0(t-t0)+kSt(B015.(2015江蘇單科,13,15分)做磁共振(MRI)檢查時,對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產生感應電流。某同學為了估算該感應電流對肌肉組織的影響,將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈,線圈的半徑r=5.0cm,線圈導線的截面積A=0.80cm2,電阻率ρ=1.5Ω·m。如圖所示,勻強磁場方向與線圈平面垂直,若磁感應強度B在0.3s內從1.5T均勻地減為零,求:(計算結果保留一位有效數字)(1)該圈肌肉組織的電阻R;(2)該圈肌肉組織中的感應電動勢E;(3)0.3s內該圈肌肉組織中產生的熱量Q。答案(1)6×103Ω(2)4×10-2V(3)8×10-8J16.(2014重慶理綜,8,16分)某電子天平原理如圖所示,E形磁鐵的兩側為N極,中心為S極,兩極間的磁感應強度大小均為B,磁極寬度均為L,忽略邊緣效應。一正方形線圈套于中心磁極,其骨架與秤盤連為一體,線圈兩端C、D與外電路連接。當質量為m的重物放在秤盤上時,彈簧被壓縮,秤盤和線圈一起向下運動(骨架與磁極不接觸),隨后外電路對線圈供電,秤盤和線圈恢復到未放重物時的位置并靜止,由此時對應的供電電流I可確定重物的質量。已知線圈匝數為n,線圈電阻為R,重力加速度為g。問(1)線圈向下運動過程中,線圈中感應電流是從C端還是從D端流出?(2)供電電流I是從C端還是從D端流入?求重物質量與電流的關系。(3)若線圈消耗的最大功率為P,該電子天平能稱量的最大質量是多少?答案(1)感應電流從C端流出(2)外加電流從D端流入m=2nBL(3)217.(2014天津理綜,11,18分)如圖所示,兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角θ=30°的斜面上,導軌電阻不計,間距L=0.4m。導軌所在空間被分成區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN,Ⅰ中的勻強磁場方向垂直斜面向下,Ⅱ中的勻強磁場方向垂直斜面向上,兩磁場的磁感應強度大小均為B=0.5T。在區(qū)域Ⅰ中,將質量m1=0.1kg,電阻R1=0.1Ω的金屬條ab放在導軌上,ab剛好不下滑。然后,在區(qū)域Ⅱ中將質量m2=0.4kg,電阻R2=0.1Ω的光滑導體棒cd置于導軌上,由靜止開始下滑。cd在滑動過程中始終處于區(qū)域Ⅱ的磁場中,ab、cd始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸,取g=10m/s2。問(1)cd下滑的過程中,ab中的電流方向;(2)ab剛要向上滑動時,cd的速度v多大;(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中,cd滑動的距離x=3.8m,此過程中ab上產生的熱量Q是多少。答案(1)由a流向b(2)5m/s(3)1.3J18.(2017天津理綜,12,20分)電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度,其原理可用來研制新武器和航天運載器。電磁軌道炮示意如圖,圖中直流電源電動勢為E,電容器的電容為C。兩根固定于水平面內的光滑平行金屬導軌間距為l,電阻不計。炮彈可視為一質量為m、電阻為R的金屬棒MN,垂直放在兩導軌間處于靜止狀態(tài),并與導軌良好接觸。首先開關S接1,使電容器完全充電。然后將S接至2,導軌間存在垂直于導軌平面、磁感應強度大小為B的勻強磁場(圖中未畫出),MN開始向右加速運動。當MN上的感應電動勢與電容器兩極板間的電壓相等時,回路中電流為零,MN達到最大速度,之后離開導軌。問:(1)磁場的方向;(2)MN剛開始運動時加速度a的大小;(3)MN離開導軌后電容器上剩余的電荷量Q是多少。答案(1)垂直于導軌平面向下。(2)BlEmR(3)【三年模擬】時間:65分鐘分值:62分一、選擇題(每題3分,共12分)1.(2018浙江諸暨牌頭中學期中)關于渦流,下列說法中不正確的是()A.真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置B.家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產生的C.阻尼擺擺動時產生的渦流總是阻礙其運動D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流答案B2.(2018浙江義烏群星外國語學校月考)如圖所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導線框,在下列四種情況下,線框中會產生感應電流的是()A.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場中左右運動B.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場中上下運動C.線框繞位于線框平面內且與磁感線垂直的軸線AB轉動D.線框繞位于線框平面內且與磁感線平行的軸線CD轉動答案C3.(2020屆浙江寧波市姜山中學調研二,8)如圖所示,寬為L的平行金屬導軌由光滑的傾斜部分和足夠長的粗糙水平部分平滑連接,右端接阻值為R的電阻c,矩形區(qū)域MNPQ內有豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場。在傾斜部分同一高度h處放置兩根細金屬棒a和b,由靜止先后釋放,a離開磁場時b恰好進入磁場,a在水平導軌上運動的總距離為s。a、b質量均為m,電阻均為R,與水平導軌間的動摩擦因數均為μ,與導軌始終垂直且接觸良好。導軌電阻不計,重力加速度為g。則整個運動過程中()A.a棒中的電流方向不發(fā)生改變B.a棒兩端的最大電壓為BL2C.電阻c消耗的電功率一直減小D.電阻c產生的焦耳熱為mg答案D4.(2020屆浙江杭州市五校聯考,8)如圖所示,導體直導軌OM和PN平行且OM與x軸重合,兩導軌間距為d,兩導軌間垂直紙面向里的勻強磁場沿y軸方向的寬度按y=dsinπ2dx規(guī)律分布,兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內,內、外圓環(huán)與兩導軌接觸良好,與兩導軌接觸良好的導體棒從OP開始始終垂直導軌沿x軸正方向以速度v做勻速運動,規(guī)定內圓環(huán)a端電勢高于b端時,a、b間的電壓Uab為正,下列Uab-x答案D二、非選擇題(共50分)5.(2020屆浙江麗水四校9月聯考,22)(10分)如圖1所示,一質量為m=0.5kg的物體甲放在粗糙的水平桌面上,用輕繩通過定滑輪與一根導體棒AB相連。導體棒AB的質量為M=0.1kg,電阻為零。整個金屬框架固定,且導體棒與金屬框架接觸良好,無摩擦。金屬框架只有CD部分有電阻R=0.05Ω,框架的寬度d=0.2m。整個裝置部分處于勻強磁場內,磁感應強度B0=1.0T,方向垂直金屬框架平面向里,導體框架內通有電流I,方向沿ACDB方向。(物體甲與水平桌面之間的動摩擦因數μ=0.5,重力加速度取g=10m/s2)(1)當金屬框架中通的電流I=5A時,物體甲靜止,求此時物體甲受到桌面的摩擦力大小;(2)進一步探究電磁感應現象,如圖2所示,保持B0不變,在金屬框架上部另加垂直金屬框架向外的勻強磁場,磁場區(qū)域寬度h=0.