2015高考真题汇编：电磁感应

2015高考真题汇编12：电磁感应

2015高考真题汇编：电磁感应

一．单选题

（15安徽）1．如图所示，abcd为水平放置的平行线“匸”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。则

BlvBvsin?A．电路中感应电动势为B．电路中感应电流的大小为 sin? rC．金属杆所受安培力的大小为

b l c θ N M v a Blvsin?BlvD．金属杆的热功率为 rrsin?222d （15福建）2．如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中

A．PQ中电流先增大后减小 B．PQ两端电压先减小后增大 C．PQ上拉力的功率先减小后增大 D．线框消耗的电功率先减小后增大

（15海南）3．如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小ε；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为??，则

??等于 ?v v A．

21 B． C．1 D．2 22（15课标II）4．如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc．已知bc边的长度为l．下列判断正确的是 A．Ua> Uc，金属框中无电流

B．Ub >Uc，金属框中电流方向沿a-b-c-a C．Ubc??D．Uac?

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12Bl?，金属框中无电流 212Bl?，金属框中电流方向沿a-c-b-a 22015高考真题汇编12：电磁感应

（15重庆）5．题图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S，若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φ1—φ2 A．恒为

a b nS(B2?B1)nS(B2?B1) B．从0均匀变化到

(t2?t1)(t2?t1)nS(B2?B1)nS(B2?B1) D．从0均匀变化到?

(t2?t1)(t2?t1)B C．恒为?二．多选题

（15课标I）1．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是 A．圆盘上产生了感应电动势

B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

（15山东）2．如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是 A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动

D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动

（15上海）3．如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F做功WF，磁场力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功WG，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为Ek．则 A．W1=0 C．W1=Ek

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O × ×

B．W2–W1=Q D．WF + WG=Q + Ek

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三．计算题

（15北京）1．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4 m，一端连接R=1Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5 m/s。求： （1）感应电动势E和感应电流I；

（2）在0.1 s时间内，拉力的冲量IF的大小；

（3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U。

（15广东）2．如图（a）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L=0.4m．导轨右端接有阻值R=1Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图（b）所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1s后刚好进入磁场。若使棒在导轨上始终以速度v=1m/s做直线运动，求： （1）棒进入磁场前，回路中的电动势E；

（2）棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。

R N M v B

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（15海南）3．如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．导轨和导体棒的电阻均可忽略。求 （1）电阻R消耗的功率； （2）水平外力的大小。

（15江苏）4．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ρ= 1. 5 Ω·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．

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R v B 2015高考真题汇编12：电磁感应

（15山东）5．如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域（Ⅰ区）和小圆内部（Ⅱ区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔。一质量为m，电量为+q的粒子由小孔下方d/2处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。 （1）求极板间电场强度的大小；

（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求I区磁感应强度的大小； （3）若Ⅰ区，Ⅱ区磁感应强度的大小分别为2mv/qD，4mv/qD， 粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程。

（15上海）6．如图（a），两相距L=0.5m的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值R=2Ω的电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场。质量m=0.2kg的金属杆垂直置于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆的电阻可忽略。杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，并始终与

G I × × II × × ×O × × ×× × d v H 导轨垂直，其v–t图像如图（b）所示。在15s时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持杆中电流为0．求：

（1）金属杆所受拉力的大小F；

（2）0~15s内匀强磁场的磁感应强度大小B0； （3）15~20s内磁感应强度随时间的变化规律。

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（15四川）7．如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角θ．均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上与NQ重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ(μ较小)，由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场(图中未画出)。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g．

（1）若磁感应强度大小为B，给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；

（2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电量；

（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离。

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N a θ 1 e θ M R α P 2 f Q b C D 2015高考真题汇编12：电磁感应

（15天津）8．如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l，ab与cd平行，间距为2l．匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始时，cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动，在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q．线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为g；求

（1）线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍； （2）磁场上下边界间的距离H．

（15重庆）9．音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，题图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖起向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计。线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等。某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I． （1）求此时线圈所受安培力的大小和方向。

（2）若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率。

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Q P B 磁场区 e c a f p b q d 2l 2015高考真题汇编12：电磁感应

（15浙江）10．小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长L=0.1m，竖直边长H=0.3m，匝数为N1。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0?1.0T，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在0~2.0A范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。（重力加速度取g?10m/s） （1）为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数N1至少为多少

（2）进一步探究电磁感应现象，另选N2?100匝、形状相同的线圈，总电阻R?10?，不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d?0.1m。当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率

图1

I B0 图2 d B B0 2?B。 ?t 第 8 页 共 8 页

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