(科学备考 必考)高考物理大二轮复习 电磁感应(含2014试题)

（科学备考 必考） 高考物理大二轮复习 电磁感应（含2014试题）

物理

1.(2014大纲全国，20，6分)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( )

A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变 [答案] 1.C

[解析] 1.对磁铁受力分析可知,磁铁重力不变,磁场力随速率的增大而增大,当重力等于磁场力时,磁铁匀速下落,所以选C。

2.(2014江苏，7，3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。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] 2.AB

[解析] 2.该装置的工作原理是,线圈内变化的电流产生变化的磁场,从而使金属杯体内产生涡流,再把电能转化为内能,使杯内的水发热。交流电源的频率一定时,线圈产生的磁场越强,杯体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增强,而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场减弱,故A对、D错。交流电源的频率增大,杯体内磁通量变化加快,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。

3.(2014江苏，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Δt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.

[答案] 3.B

[解析] 3.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。

4.(2014四川，6，6分)如图所示,不计电阻的光滑U形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡

板H、P固定在框上,H、P的间距很小。质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两

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挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形,其有效电阻为0.1 Ω。此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B=(0.4-0.2t)T,图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则( )

A.t=1 s时,金属杆中感应电流方向从C到D B.t=3 s时,金属杆中感应电流方向从D到C C.t=1 s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1 N D.t=3 s时,金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N [答案] 4.AC

[解析] 4.据已知B=(0.4-0.2t)T可知t=1 s时,正方向的磁场在减弱,由楞次定律可判定电流方

向为由C到D,A项正确。同理可判定B项错误。t=1 s时感应电动势E=30°=0.1 V,I=E/R=1 A,安培力F安=BIL=0.2 N,对杆受力分析如图

=·S·sin

对挡板P的压力大小为FN=F'N=F安 cos 60°=0.1 N,C项正确。同理可得t=3 s时对挡板H的压力大小为0.1 N,D项错误。

5.(2014福建，15，4分)如图8所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块( )

图8

A.在P和Q中都做自由落体运动 B.在两个下落过程中的机械能都守恒 C.在P中的下落时间比在Q中的长 D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大 [答案] 5.C

[解析] 5.小磁块在铜管中下落时,由于电磁阻尼作用,不做自由落体运动,而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动,因此在P中下落得慢,用时长,到达底端速度小,C项正确,A、B、D错误。

6.(2014安徽，20，6分)英国物理学家麦克斯韦认为,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的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+q的小球。已知磁感应强度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的大小是( )

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A.0B.r2qk C.2πr2qk D.πr2qk

[答案] 6.D

[解析] 6.变化的磁场使回路中产生的感生电动势E==·S=kπr2,则感生电场对小球

的作用力所做的功W=qU=qE=qkπr2,选项D正确。

7.(2014山东，16，6分)如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM、FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是( )

A.FM向右 B.FN向左

C.FM逐渐增大 D.FN逐渐减小 [答案] 7.BCD

[解析] 7.直导线产生的磁场在M区域垂直纸面向外,在N区域垂直纸面向里,根据右手定则,导体棒上的感应电流在M区域向下,在N区域向上,由左手定则判定,在M、N区域导体棒所

受安培力均向左,故A错误,B正确;I感=,F安=BI感L=,离直导线越近处B越大,

所以FM逐渐增大,FN逐渐减小,C、D正确。

8.(2014课标全国卷Ⅰ，18，6分)如图(a),线圈ab、cd绕在同一软铁芯上。在ab线圈中通以变化的电流。用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是( )

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[答案] 8.C

[解析] 8.通电线圈中产生的磁场B=kI(k为比例系数);在另一线圈中的磁通量Φ=BS=kIS,由

法拉第电磁感应定律可知,在另一线圈中产生的感应电动势E=n,由图(b)可知,|Ucd|不变,

则不变,故不变,故选项C正确。

9.(2014课标全国卷Ⅰ，14，6分)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )

A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化 [答案] 9.D

[解析] 9.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,因线圈中的磁通量没有变化,故不能观察到感应电流,选项A不符合题意;在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时,如果通电线圈通以恒定电流,产生不变的磁场,则在另一线圈中不会产生感应电流,选项B不符合题意;在线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表时,磁通量已不再变化,因此也不能观察到感应电流,选项C不符合题意;绕在同一铁环上的两个线圈,在给一个线圈通电或断电的瞬间,线圈产生的磁场变化,使穿过另一线圈的磁通量变化,因此,能观察到感应电流,选项D符合题意。

10.（2014重庆杨家坪中学高三下学期第一次月考物理试题，5）如图，在水平面(纸面) 内有三根相同的均匀金属棒ab、Ac和MN其中ab、ac在a点接触，构成“v” 字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀碰场。用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时．运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线．可能正确的是（ ）

[答案] 10.5．A

[解析] 10.：设∠bac=2θ，单位长度电阻为R0

则MN切割产生电动势E=BLv=Bv?2vt×tanθ=2Bv2ttanθ

回路总电阻为R＝(2vttanθ+) R0＝vtR0(2tanθ+)

由闭合电路欧姆定律得：I===，

i与时间无关，是一定值，故A正确，BCD错误。

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11.（2014重庆名校联盟高三联合考试物理试题，5）如图所示，电阻不计的竖直光滑金属轨道PMNQ，其PMN部分是半径为r的1/4圆弧，NQ部分水平且足够长，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于PMNQ平面指向纸里. 一粗细均匀的金属杆质量为m，电阻为R，长为r，从图示位置由静止释放，若当地的重力加速度为g，金属杆与轨道始终保持良好接触，则（ ）

A．杆下滑过程机械能守恒

B．杆最终不可能沿NQ匀速运动

C．杆从释放到杆全部滑至水平轨道过程中产生的电能等于

D．杆从释放到杆全部滑至水平轨道过程中，通过杆的电荷量等于

[答案] 11.5．D

[解析] 11.：杆在下滑过程中，杆与金属导轨组成闭合回路，磁通量在改变，会产生感应电流，杆将受到安培力作用，则杆的机械能不守恒，故A错误；杆最终沿水平面时，不产生感应电流，不受安培力作用而做匀速运动，故B错；杆从释放到滑至水平轨道过程，重力

势能减小mgr，产生的电能和棒的动能，由能量守恒定律得知：杆上产生的电能小于

mgr，故C错误；杆与金属导轨组成闭合回路磁通量的变化量为△Φ=B（πr2?r2），

根据推论q=，得到通过杆的电量为q=，故D正确。

12.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，21）如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。t=0时对棒施一平行于导轨的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示。下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率以及ab两端的电势差Uab和通过棒的电荷量q随时间变化的图象中，正确的是（ ）

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