专题12电磁感应（2018版高三物理一轮复习5年真题分类物理）.docx

1、 专题专题 12 12 电磁感应电磁感应 1.2016北京卷 如图 1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 21，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( ) 图 1 AEaEb41，感应电流均沿逆时针方向 BEaEb41，感应电流均沿顺时针方向 CEaEb21，感应电流均沿逆时针方向 DEaEb21，感应电流均沿顺时针方向 答案：B 解析： 由法拉第电磁感应定律可知En t ，则EnB tR 2.由于 RaRb21，则Ea Eb41.由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向的

2、电流选项 B 正确 2. 2016 江苏卷 电吉他中电拾音器的基本结构如图 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箱发出声音，下列说法 正确的有( ) 图 1 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，线圈中的电流方向不断变化 答案：BCD 解析： 选用铜质弦时，不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不能正常工作，选项 A 错误；取走磁体时，金属弦磁性消失，电吉他不能正常工作，选项 B 正确；根据法拉第电 磁感应定律可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感

3、应电动势，选项 C 正确；根据楞次定律 可知，磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，选项 D 正确 3.2016 全国卷 法拉第圆盘发电机的示意图如图 1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圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘 旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是( ) 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 解析： 将

4、圆盘看成由无数辐条组成，各辐条都在切割磁感线，从而产生感应电动势，出现 感应电流，当圆盘顺时针转动时(从上往下看)，根据右手定则可判断，圆盘上感应电流从边 缘向中心，流过电阻R的电流方向从a到b，B 正确；由法拉第电磁感应定律可得，感应电 动势EBLv1 2BL 2，而 IE R，故 A 正确，C 错误；当角速度变为原来的 2 倍时，感应电 动势E1 2BL 2变为原来的 2 倍，感应电流 I变为原来的 2 倍，电流在R上的热动率PI 2R 变为原来的 4 倍，D 错误 4.2016全国卷 如图所示，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

5、(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t0 时从图示位置开始，分别 绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则( ) 图 1 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tT 8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： 设导线圈半径为l，角速度为，两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半 径，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为E1 2Bl 2，但进磁场和出磁场 时电流方向相反，所以线框中应该

6、产生方波交流式电，如图所示，A 错误；由T2 可知， 两导线框中感应电流的周期相同，均为T，B 正确；在tT 8时，两导线框均在切割磁感线， 故两导线框中产生的感应电动势均为1 2Bl 2，C 正确；对于线框 M，有E 2 R T 2 E 2 R T 2 U 2 有M R T， 解得U有ME；对于线框N，有E 2 R T 40 E 2 R T 40 U 2 有N R T，解得U有N 2 2 E，故两导线框 中感应电流的有效值并不相等，D 错误 5.2016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

7、速度v7.7 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B1.010 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R6.410 3 km，地球表面的重力加速度 g9.8 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EBLv，代入数据

8、得E1.54 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 (3)在地球表面有GMm R 2mg 匀速圆周运动G Mm （Rh） 2m v 2 Rh 解得hgR 2 v 2R，代入数据得h410 5 m(数量级正确都算对) 6.2016浙江卷 如图 12 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la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，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( ) 图 12 A两线圈内产生顺时针方向的感应电流 Ba、b线圈中感应电动势之比为 91 Ca、b线圈中感应电流之比为 34 Da、b线圈中电功率之

9、比为 31 答案：B 解析： 由楞次定律可判断，两线圈中产生的感应电流均沿逆时针方向，选项 A 错误；由E nB tS，Sl 2，Rl S，I E R，P E 2 R，可知 Ea：Eb9：1，Ia：Ib3：1，Pa：Pb27：1， 选项 B 正确，选项 C、D 错误 7.2016 全国卷 如图 1， 两固定的绝缘斜面倾角均为， 上沿相连 两细金属棒ab(仅 标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为 2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导 线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上， 使两金属棒水平右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂

10、直于斜面向上，已 知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为，重力 加速度大小为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)设导线的张力的大小为T，右斜面对ab棒的支持力的大小为N1，作用在ab棒上 的安培力的大小为F，左斜面对cd棒的支持力大小为N2，对于ab棒，由力的平衡条件得 2mgsin N1TF N12mgcos 对于cd棒，同理有 mgsin N2T N2mgcos 联立式得 Fmg(sin 3cos ) (2)由安培力公式得 FBIL 这里I是回路abdca中的感应

11、电流，ab棒上的感应电动势为 BLv 式中，v是ab棒下滑速度的大小，由欧姆定律得 I R 联立式得 v(sin 3cos )mgR B 2L2 8.2016全国卷 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t0 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t0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.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)

12、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 maFmg 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有vat0 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 EBlv 联立式可得 EBlt0 F mg (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 IE R 式中R为电阻的阻值金属杆所受的安培力为 fBIl 因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得 Fmgf0 联立式得 RB 2l2t 0 m 9. 2016四川卷 如图 1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

13、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FF0kv(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FA，电阻R两端的电压为UR，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( ) 图 1 图 1 答案：BC 解析： 设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势EBlv，感应电流I E Rr Bl Rrv，即 Iv；安培力FABIl B 2l2 Rrv，方向水平向左，即 FAv；R两端电压URIR BlR Rrv，

14、即 URv；感应电流功率PEI B 2l2 Rrv 2，即 Pv 2. 分析金属棒运动情况，由牛顿第二定律可得F合FFAF0kv B 2l2 RrvF 0 k B 2l2 Rr v， 而加速度aF 合 m .因为金属棒从静止出发，所以F00，且F合0，即a0，加速度方向水平向 右 (1)若k B 2l2 Rr，F 合F0，即aF 0 m，金属棒水平向右做匀加速直线运动，有 vat，说明v t，即It，FAt，URt，Pt 2，所以在此情况下没有选项符合； (2)若k B 2l2 Rr， F合随v增大而增大，即a随v增大而增大，说明金属棒在做加速度增大的加 速运动，根据四个物理量与速度的关系可知

15、 B 选项符合； (3)若kt0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小 图 1 解析： (1)在金属棒未越过MN之前，t时刻穿过回路的磁通量为ktS 设在从t时刻到tt的时间间隔内，回路磁通量的变化量为，流过电阻R的电荷量 为q.由法拉第电磁感应定律有E t 由欧姆定律有iE R 由电流的定义有iq t 联立式得|q|kS R t 由式得，在t0 到tt0的时间间隔内，流过电阻R的电荷量q的绝对值为 |q|kt 0S R (2)当tt0时，金属棒已越过MN.由于金属棒在MN右侧做匀速运动，有fF 式中，f是外加水平恒力，F是匀强磁场施加的安培力设此时回路中的电流为I，F的大小 为 FB0Il 此时金属棒与MN之间的距离为sv0(tt0) 匀强磁场穿过回路的磁通量为B0ls 回路的总磁通量为t 式中，仍如式所示由 式得，在时刻t(tt0)穿过回路的总磁通量为 tB0lv0(tt0)kSt 在t到tt的时间间隔内，总磁通量的改变t为 t(B0lv0kS)t 由法拉第电磁感应定律得，回路感应电动势的大小为 Et t t 由欧姆定律有IE t R 联立 式得f(B0lv0kS)B 0l R