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1、高考试题分类汇编：高考试题分类汇编：电磁感应电磁感应（全国卷（全国卷 1）20.矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度 B 随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流 I 的正方向，下列各图中正确的是答案：答案：D解析：解析：0-1s 内 B 垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流，方向为逆时针方向，排除 A、C 选项；2s-3s 内，B 垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除 B 选项，D正确。（全国卷（全国卷 2）21 如图，一
2、个边长为 l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场； 一个边长也为 l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直； 虚线框对角线 ab 与导线框的一条边垂直，ba 的延长线平分导线框在 t=0 时， 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab 方向移动，直到整个导线框离开磁场区域以 i 表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正下列表示 i-t 关系的图示中，可能正确的是ab答案：答案：C解析：解析：从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大，A 项错误；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应
3、电流不变，B 项错；当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，D 项错，故正确选项为 C。（全国卷（全国卷 2）24 （19 分）如图，一直导体棒质量为 m、长为 l、电阻为 r，其两端放在位于水平面内间距也为 l 的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出） ；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度 v0。在棒的运动速度由v0减小至 v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流
4、强度 I 保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。解析：导体棒所受的安培力为：F=BIl （3 分）由题意可知，该力的大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从 v0减小到 v1的过程中，平均速度为： （3 分）)(21 10vvv当棒的速度为 v 时，感应电动势的大小为：E=Blv （3 分）棒中的平均感应电动势为： （2 分）vBlE 综合式可得： （2 分）1021vvBlE导体棒中消耗的热功率为： （2 分）rIP2 1负载电阻上消耗的热功率为： （2 分）12PIEP由以上三式可得： （2 分）rIvvBlP2
5、 10221（北京卷）（北京卷）22 （16 分）均匀导线制成的单位正方形闭合线框 abcd，每边长为 L，总电阻为 R，总质量为 m。将其置于磁感强度为 B 的水平匀强磁场上方 h 处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且 cd 边始终与水平的磁场边界平行。当 cd 边刚进入磁场时，（1）求线框中产生的感应电动势大小;（2）求 cd 两点间的电势差大小;（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度 h 所应满足的条件。解析：（1）cd 边刚进入磁场时，线框速度 v=2gh线框中产生的感应电动势 E=BLvBL2gh(2)此时线框中电流 I=E Rcd 两点间的电势差
6、 U=I()=3 4R324Blgh(3)安培力 F=BIL=222B Lgh R根据牛顿第二定律 mg-F=ma,由 a=0解得下落高度满足 h=22442m gR B L（天津卷）（天津卷）25(22分)磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN长为l，平行于y轴，宽为d的NP边平行于x轴，如图1所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为，最大值为B0，如图2所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同
7、，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时刻速度为v(vV，所以在时间内MN边扫过磁场的面积t0s=(v)v l t在此时间内，MN边左侧穿过S的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化t00()MNB l vvt同理，该时间内，PQ边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化t00()PQB l vvt故在内金属框所围面积的磁通量变化tPQMN 根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势大小Et根据闭合电路欧姆定律有EIR根据安培力公式，MN边所受的安培力0MNFB IlP
8、Q边所受的安培力0PQFB Il根据左手定则，MN、PQ边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小(7)02MNPQFFFB Il联立解得(8)2 2 004()B lvvFR（四川卷）（四川卷）17在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为 。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面A维持不动 B将向使 减小的方向转动C将向使 增大的方向转动D将转动，因不知磁场方向，不能确定 会增大还是会减小答案：答案：B解析：解析：由楞次定律可知，当磁场开始增强时，线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加
9、，而线圈平面与磁场间的夹角越小时，通过的磁通量越小，所以将向使减小的方向转动（江苏卷）（江苏卷）8如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有 A.a先变亮，然后逐渐变暗B.b先变亮，然后逐渐变暗C.c先变亮，然后逐渐变暗D.b、c都逐渐变暗答案：AD解析：考查自感现象。电键 K 闭合时，电感 L1和 L2的电流均等于三个灯泡的电流，断开电键 K 的瞬间，电感上的电流 i 突然减小，三个灯泡均处于回路中，故 b、c 灯泡由电流 i 逐渐减小，B、C 均错，D 对；原来每个电感线圈产生感应电动势均加载于灯
10、泡 a上，故灯泡 a 先变亮，然后逐渐变暗，A 对。本题涉及到自感现象中的“亮一下”现象，平时要注意透彻理解。（江苏卷）（江苏卷）15(16分)如图所示，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为，导轨光滑且电阻忽略不计场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为d2两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直 (设重力加速度为g)(1)若a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能Ek(2)若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时，b 又恰好
11、进入第2个磁场区域且ab在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相求b穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q(3)对于第(2)问所述的运动情况，求a穿出第k个磁场区域时的速率v答案答案（1）穿过地 1 个磁场区域过程中增加的动能；bsin1mgdEk（2）；sin)(21ddmgQ（3）mRdlB dlBmgRdv8sin41221222解析：解析：(1) a 和 b 不受安培力作用，由机械能守恒定律知，sin1mgdEk(2) 设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为 v1刚离开无磁场区域时的速度为 v2，由能量守恒知：在磁场区域中， sin21 2112 22 1mgdmvQmv在
12、无磁场区域中， sin21 2122 12 2mgdmvQmv解得 sin)(21ddmgQ(3) 在无磁场区域：根据匀变速直线运动规律 sin12gtvv且平均速度 tdvv212 2有磁场区域：棒 a 受到的合力 BIlmgFsin感应电动势 Blv感应电流 RI2解得 vRlBmgF2sin22 根据牛顿第二定律，在 t 到 t+t 时间内tmFv则有 tmRvlBgv2sin22 解得 122212sindmRlBgtvv【高考考点高考考点】电磁感应和能量关系【易错提醒易错提醒】第（2）小问的题目比较长，不容易看懂，要耐心审题【备考提示备考提示】电磁感应和能量关系运动是整个物理学的核心
13、，在每年的压轴题经常会出现。通常有多个问，一般第（1）小问不难，后面的几问比较难，但不要放弃，要有分部得分意识，因此在复习中要培养学生分析物理问题的能力和分部得分意识。（重庆卷）（重庆卷）18.如题 18 图，粗糙水平桌面上有一质量为m 的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线 AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力 FN及在水平方向运动趋势的正确判断是A.FN先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向左B.FN先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向左C.FN先大于 mg 后大于 mg,运动趋势向右D.FN先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向右答案：D解析：本题
14、考查电磁感应有关的知识，本题为中等难度题目。条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势，当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右。（宁夏卷）（宁夏卷）16.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻 R 和 r，导体棒 PQ 与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导
15、体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是A.流过 R 的电流为由 d 到 c，流过 r 的电流为由 b 到 aB.流过 R 的电流为由 c 到 d，流过 r 的电流为由 b 到 aC.流过 R 的电流为由 d 到 c，流过 r 的电流为由 a 到 bD.流过 R 的电流为由 c 到 d，流过 r 的电流为由 a 到 b答案：答案：B 解析解析：本题考查右手定则的应用。根据右手定则，可判断 PQ 作为电源，Q 端电势高，在 PQcd 回路中，电流为逆时针方向，即流过 R 的电流为由 c 到 d，在电阻 r 的回路中，电流为顺时针方向，即流过 r 的电流为由 b 到 a。当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向。（山东卷）（山东卷）22、两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，底端接阻值为 R 的电阻。将质量为 m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为
