2013年全国各地高考招生物理试题汇编--电磁感应

3(2013天津卷)．．如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框动abcd．ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1：第二次bc边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q2，通过线

框导体横截面的电荷量为q2，则

A:Q1>Q2 q1=q2

B: Q1>Q2 q1>q2

C:Q1=Q2 q1=q2

D: Q1=Q2 q1>q2

答案：A

16(2013安徽高考)．如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为370，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，两端于导轨接触良好，与导轨间的动摩擦

因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应

强度为0.8T。将导体棒MN由静止释放，运动一端时间后，小灯泡

稳定发光，此后导体棒MN的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别

为（重力加速度g取10m/s2，sin370=0.6）

A．2.5m/s 1W B．5m/s 1W

C．7.5m/s 9W D．15m/s 9W

【答案】B

11【2013上海高考】．如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向

(A)向左(B)向右

(C)垂直纸面向外(D)垂直纸面向里

答案：B

13【2013江苏高考】. (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 Ω. 磁感应强度

B 在0 ~1 s 内从零均匀变化到0. 2 T. 在1 ~5 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；

（2)在1~5 s 内通过线圈的电荷量q；

（3）0~5 s内线圈产生的焦耳热Q.

答案：

- 1 -

- 2 -

36【2013广东高考】.（18分）如图19（a ）所示，在垂直于匀强磁场B 的平面内，半径为r 的金属圆盘绕过圆心O 的轴转动，圆心O 和边缘K 通过电刷与一个电路连接，电路中的P 是加上一定正向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流I 与圆盘角速度ω的关系如图19（b ）所示，其中ab 段和bc 段均为直线，且ab 段过坐标原点。ω>0代表圆盘逆时针转动。已知：R=3.0Ω，B=1.0T ，r=0.2m 。忽略圆盘、电流表和导线的电阻

（1） 根据图19（b ）写出ab 、bc 段对应I 与ω的关系式

（2） 求出图19（b ）中b 、c 两点对应的P 两端的电压U b 、Uc

（3） 分别求出ab 、bc 段流过P 的电流Ip 与其两端电压Up 的关系式

36答案：

（1）ab 段：

]15,45[150-∈=ωω

I ;bc 段：

05.0100-=ω

I

（2）V U V

U C b 9.03.0== （3）ab 段：0=p I bc 段：05.06-=P p U I

33【2013上海高考】．(16分)如图，两根相距l ＝0.4m 、电

阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R ＝

0.15Ω的电阻相连。导轨x ＞0一侧存在沿x 方向均匀增

大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k

＝

- 3 - 0.5T/m ，x ＝0处磁场的磁感应强度B 0＝0.5T 。一根质量m ＝0.1kg 、电阻r ＝0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x ＝0处以初速度v 0＝2m/s 沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求：

(1)回路中的电流；

(2)金属棒在x ＝2m 处的速度；

(3)金属棒从x ＝0运动到x ＝2m 过程中安培力做功的大小；

(4)金属棒从x ＝0运动到x ＝2m 过程中外力的平均功率。 33答案．（1）电路中电阻消耗的功率不变，即回路中的电流不变

000.50.422(A)0.150.05

B lv E I R r R r ??====+++ （2）200.50.52 1.5(T)B B kx =+=+?=

电流不变，即回路的感应电动势不变，即000()x B lv B kx lv =+

000x B v v B kx =+ 20.522(m/s)0.50.523

v ?==+? （3）安培力0()(0.50.5)20.40.40.4F BIl B kx Il x x ==+=+??=+

安培力做功02=2F F W x +安=0.40.40.422 1.6(J)2++??=

（4）由动能定理 222011-=22

k W W E mv mv ?=-外安 222220111210.1()0.12 1.6 1.42(J)22232

W mv mv W =-+=??-??+=外安 安培力的功率与回路的电功率相等，即：22()2(0.150.05)0.8(W)P I R r =+=?+=安

时间 1.6==2(s)0.8W t P =安安

外力的平均功率

1.42==0.71W 2W P t =外（） 17（2013全国新课标I ）、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

- 4 -

答案：A

解析：用力使MN 向右匀速运动，在磁场中切割磁感线产生感应电动势。设∠bac=θ，根据法拉第电磁感应律有， 2tan 22θ

?=t Bv E 。设金属棒单位长度电阻为R ，根据闭合电路欧姆定律有R Bv R vt vt t Bv I )2sec 2(tan 2

tan )2sec 2tan (22tan

22θ

θ+=?+??=，所以A 选项正确。

25（2013全国新课标I ）(19分)如图．两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L 。导轨上端接有一平行板电容器，电容为c 。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ．方向垂直于导轨平面。在导轨上放置质量为m 的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为µ，重力加速度大小为g 。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求(1)电容器极扳上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系：(2)金属转的速度大小随时间变化的关系。

解析：（1）设金属棒下滑的速度大小为v,则感应电动势为E=BL v ①

平行板电容器两极板之间的电势差为U=E ②

设此时电容器极板上积累的电荷量为Q ，按定义有U

Q C = ③ 联立①②③式得 Q=CBLv ④

(2)解法一：动力学观点

设金属棒的速度大小为v 时经历的时间为t,通过金属棒的电流为i 。金属棒受到的磁场的作用力方向沿导轨向上，大小为f i =BLi ⑤

设在时间间隔（t,t+△t ）内流经金属棒的电荷量为△Q ，按定义有t

Q i ??= ⑥ △Q 也是平行板电容器在时间间隔（t,t+△t ）内增加的电荷量。由④式得△Q=CBL △v ⑦式中，△v 为金属棒的速度变化量。按定义有t

v a ??= ⑧ 金属棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小为f 2=μN ⑨ 式中，N 是金属棒对于导轨的正压力的大小，有N=mgcos θ ⑩

金属棒在时刻t 的加速度方向沿斜面向下，设其大小为a,根据牛顿第二定律有

mgsin θ- f 1- f 2=ma ⑾

- 5 - 联立⑤至⑾式得g C

L B m m a 22)cos (sin +-=θμθ ⑿ 由⑿式及题设可知，金属棒做初速度为零的匀加速运动。t 时刻金属棒的速度大小为 gt C

L B m m v 22)cos (sin +-=θμθ ⒀ 解法二：动量观点

设金属棒的速度大小为v 时经历的时间为t 。通过金属棒的电流为i ， i=

dt dq 由动量定理，有mgsin θt- μmgcos θt-?BLidt =m ?v

dv 0,其中?BLidt =BLQ=CB 2L 2v,解得gt C

L B m m v 22)cos (sin +-=

θμθ 18（2013山东理综）.将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，

并固定在水平面（纸面）内，回路的ab 边置于垂直纸面向

里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场

Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B 随时间t 变

化的图像如图乙所示。用F 表示ab 边受到的安培力，以水

平向右为F 的正方向，能正确反映F 随时间t 变化的图像是

答案：B

17. (2013北京高考) 如图，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度V 向右匀速滑动, MN 中产生的感应电动势为E l ;若磁感应强度增为2B,其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2。则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E l : E 2分别为

c →a ，2：1

a →c ，2：

1

a →c ，1：

2

c →a ，1：2

答案：C

考查了【电磁学】中的电磁感应问题，感应电流方向的判断――楞次定律，法拉第电磁感应

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