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1、一、单项选择题 1.(2014江苏单科,1,3分)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. B. C. D.,A组 自主命题江苏卷题组,五年高考,答案 B 由法拉第电磁感应定律知线圈中产生的感应电动势E=n =n S=n ,得E = ,选项B正确。,2.(2016江苏单科,6,4分)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,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 (
2、) 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.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化,二、多项选择题,答案 BCD 铜质弦无法被磁化,不能产生磁场引起线圈中磁通量的变化从而产生感应电流,所 以铜质弦不能使电吉他正常工作,故A项错误;取走磁体,金属弦无法被磁化,线圈中不会产生感 应电流,B项正确;由E=n 知,C项正确;金属弦来回振动,线圈中磁通量不断增加或减小,电流方 向不断变化,D项正确。,3.(2014江苏单科,7,4分)如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了 几分钟,杯内的水沸腾起来。
3、若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有 ( ),A.增加线圈的匝数 B.提高交流电源的频率 C.将金属杯换为瓷杯 D.取走线圈中的铁芯,答案 AB 该装置的工作原理是,线圈内变化的电流产生变化的磁场,从而使金属杯内产生涡 流,再把电能转化为内能,使杯内的水升温。交流电源的频率一定时,线圈产生的磁场的磁感应 强度最大值Bm越大,杯内磁通量变化就越快,产生的涡流就越大,增加线圈的匝数会使线圈产生 的磁场Bm增大,而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场Bm减小,故A对、D错。交流电源的频 率增大,杯内磁通量变化加快,产生的涡流增大,故B正确。瓷为绝缘材料,不能产生涡流,故C错。,4.(2017江苏单科
4、,13,15分)如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一 阻值为R的电阻。质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应 强度大小为B、方向竖直向下。当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度 变为v。导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端 与导轨保持良好接触。求: (1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I; (2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;,三、非选择题,(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P。,解析 本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律。 (1)
5、感应电动势E=Bdv0 感应电流I= 解得I= (2)安培力F=BId 牛顿第二定律F=ma 解得a= (3)金属杆切割磁感线的速度v=v0-v,则 感应电动势E=Bd(v0-v) 电功率P= 解得P=,答案 (1) (2) (3),方法技巧 感应电动势的求法 感应电动势可分为感生电动势和动生电动势。感生电动势用公式E=n 求解,且只能求解平 均电动势。动生电动势用公式E=BLv求解,既可以求平均电动势,也可以求瞬时电动势。用E= BLv求解电动势时,v为导体棒垂直切割磁感线的速度。,5.(2016江苏单科,13,15分)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
6、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=1.010-5 T。将太阳帆板视为导体。 (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=6.4103 km,地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2,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
7、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。 (3)在地球表面有G =mg 匀速圆周运动G =m 解得h= -R,代入数据得h4105 m(数量级正确都算对),答案 (1)1.54 V (2)见解析 (3)4105 m,6.(2015江苏单科,13,15分)做磁共振(MRI)检查时,对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织 中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响,将包裹在骨骼上的一圈肌肉 组织等效成单匝线圈,线圈的半径r=5.0 cm,线圈导线的截面积A=0.80 cm2,电阻率=1
8、.5 m。如 图所示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应强度B在0.3 s内从1.5 T均匀地减为零,求:(计算 结果保留一位有效数字) (1)该圈肌肉组织的电阻R; (2)该圈肌肉组织中的感应电动势E; (3)0.3 s内该圈肌肉组织中产生的热量Q。,解析 (1)由电阻定律得R= ,代入数据得R=6103 (2)感应电动势E= ,代入数据得E=410-2 V (3)由焦耳定律得Q= t,代入数据得Q=810-8 J,答案 (1)6103 (2)410-2 V (3)810-8 J,7.(2014江苏单科,13,15分,)如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L,长 为3d
9、,导轨平面与水平面的夹角为,在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁 感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上 涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有 摩擦,接在两导轨间的电阻为R,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g。求:,(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数; (2)导体棒匀速运动的速度大小v; (3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q。,答案 (1)tan (2) (3)2mgd sin -,解析 (1)在绝缘涂层上 受力平衡mg sin =mg cos 解得=tan (2)在光滑导轨上 感
10、应电动势E=BLv 感应电流I= 安培力F安=BIL 受力平衡F安=mg sin 解得v= (3)摩擦生热Q摩=mgd cos 由能量守恒定律得3mgd sin =Q+Q摩+ mv2 解得Q=2mgd sin -,8.(2013江苏单科,13,15分)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。 已知线圈的匝数N=100,边长ab=1.0 m、bc=0.5 m,电阻r=2 。磁感应强度B在01 s内从零均匀 变化到0.2 T。在15 s内从0.2 T均匀变化到-0.2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向。求: (1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向; (
11、2)在15 s内通过线圈的电荷量q; (3)在05 s内线圈产生的焦耳热Q。,答案 (1)10 V adcba (2)10 C (3)100 J,解析 (1)感应电动势E1=N 磁通量的变化1=SB1 解得E1=N 代入数据得E1=10 V 感应电流的方向为adcba (2)同理可得E2=N 感应电流I2= 电荷量q=I2t2 解得q=N 代入数据得q=10 C (3)01 s内的焦耳热Q1= rt1 且I1=,15 s内的焦耳热Q2= rt2 由Q=Q1+Q2,代入数据得Q=100 J,考点一 楞次定律 法拉第电磁感应定律 一、单项选择题 1.(2017课标,15,6分)如图,在方向垂直于纸
12、面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面 与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回 路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应 电流的方向,下列说法正确的是 ( ) A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向 B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向 C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向 D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向,B组 统一命题、省（区、市）卷题组,答案 D 金属杆PQ向右运动,穿过PQRS的磁通量增加,由楞次定律可知,PQRS中产生逆时针 方向的电流。这时因为PQR
13、S中感应电流的作用,依据楞次定律可知,T中产生顺时针方向的感应 电流。故只有D项正确。,易错点拨 对楞次定律的深度理解 线框与导轨共面且与磁场垂直。当金属杆PQ向右运动时,PQRS中向里的磁通量增加,从而产生 逆时针方向的感应电流。T中原有向里的磁通量不变,而增加了因PQRS中感应电流产生的向外 的磁通量,导致T中合磁通量减小,从而产生顺时针方向的感应电流。,2.(2017北京理综,19,6分)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实 验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的 灯A3立即变亮,最终A2与A3的
14、亮度相同。下列说法正确的是 ( ) A.图1中,A1与L1的电阻值相同 B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流 C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同,D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等,答案 C 本题考查自感现象判断。在图1中断开S1瞬间,灯A1突然闪亮,说明断开S1前,L1中的电 流大于A1中的电流,故L1的阻值小于A1的阻值,A、B选项均错误;在图2中,闭合S2瞬间,由于L2的自 感作用,通过L2的电流很小,D错误;闭合S2后,最终A2与A3亮度相同,说明两支路电流相等,故R与L2 的阻值相同,C项正确。,知识拓展 断电自感现象深入分析 图1实验
15、为断电自感实验,当S1断开后,L1与A1构成一个闭合回路,L1的自感电动势使回路中的电流 保持一段时间,故A1会逐渐变暗。,3.(2016北京理综,16,6分)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 ( ) A.EaEb=41,感应电流均沿逆时针方向 B.EaEb=41,感应电流均沿顺时针方向 C.EaEb=21,感应电流均沿逆时针方向 D.EaEb=21,感应电流均沿顺时针方向,答案 B 由题意可知 =k,导体圆环中产生的感应
16、电动势E= = S= r2,因rarb=2 1,故EaEb=41;由楞次定律知感应电流的方向均沿顺时针方向,选项B正确。,4.(2016浙江理综,16,6分)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 ( ) 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91 C.a、b线圈中感应电流之比为34 D.a、b线圈中电功率之比为31,答案 B 磁场均匀增大,穿过两线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知两线圈内会产生逆时针 方向的感应电流,选项A错误;由法拉第电磁感应定律E=n =n l2,得 = = ,选项B正确;由 电阻定律R= ,得 = = ,由闭合电路欧姆定律可得I= ,即 = = ,选项C错误;由P=
