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1、2013年高考试题分类汇编电磁感应OA（2013大纲理综）17纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化。一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为，t0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示。若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是（ ）tEOAtEOBtEOCtEOD【答案】CabcMN（2013新课标1理综）17如图，在水平面（纸面）内有三报相同的均匀金属棒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
2、的均匀磁场。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itOitOitOitOA B C D【答案】A（2013新课标1理综）25（19分）如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，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。在导轨上放置一质量为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，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：
3、 电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；mLBC金属棒的速度大小随时间变化的关系。【答案】Q=CBLv （2013新课标2理综）16如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（dL）的条形匀强磁场区时导线框的的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图像中，可能正确描述上述过程的是（D）（2013北京理综）acRbdvBMN17. 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El；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动
4、势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比ElE2分别为Aca，21 Bac，21Cac，12 Dca，12【答案】C（2013天津理综）3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AQ1Q2 q1=q2 BQ1Q2 q1q2CQ1=Q2 q1=q2 DQ1=Q2 q1q2【答案】
5、A（2013山东理综）tab图甲图乙tt/2OB18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中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，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ttt/2OFttt/2OFtt/2OFtttt/2OFA B C D【答案】B（2013四川理综）7如图所示，边长为L、不可形变的正方形导体框内有半径为r的圆形区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为Bkt(常量k0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动
6、片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1R0、R2。闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势。则AR1两端的电压为B电容器的a极板带正电C滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍D正方形导线框中的感应电动势为kL2【答案】AC（2013重庆理综）5如题5图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b内有带电量为q的某种自由运动电荷导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的电势低，由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负别为 （
7、 C ）题5图BIIab上下A，负 B，正 C，负 D，正【答案】C（2013重庆理综）题7图AB铜条读数（单位：N）NS电阻7（15分）小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如题7图所示。在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R。若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的示数为G2，铜条在磁场中的长度为L。（1）判断铜条所受安培力的方向，G1和G2哪个大？（2）求铜条匀速运动时所受安培力的大
8、小和磁感应强度的大小。【答案】（1）安培力的方向竖直向上，G2G1 （2）安培力的大小 F=G2G1 磁感应强度的大小 （2013安徽理综）370NM小灯泡16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1。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1，两端于导轨接触良好，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
9、.6）A2.5m/s 1W B5m/s 1WC7.5m/s 9W D15m/s 9W【答案】B【解析】小灯泡稳定发光，说明导体棒MN匀速运动，则有，可得导体棒MN的运动速度；小灯泡消耗的电功率。正确选项：B磁条刷卡器OtEE0t0（2013浙江理综）15磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势。其E-t关系如右图所示。如果只将刷卡速度改为v0/2，线圈中的E-t关系可能是OtEE0t02OtEE0t02OtEE02t0OtEE02t0A B C D【答案】DOOdabcB（2013福建理综）18如图，矩形闭合线框在匀强磁场
10、上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界OO 平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO 下方磁场磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律vtOt1t2vtOt2t1vtOt2t1vtOt2t1 A B C D【答案】A（2013上海物理）11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 bMNdc(A)向左 (B)向右(C)垂直纸面向外 (D)垂直纸面向里【答案】B（2013海南
11、物理）6如图，水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环，环面水平，圆环每单位长度的电阻为r，空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下；一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点。棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是A拉力的大小在运动过程中保持不变BOB棒通过整个圆环所用的时间为C棒经过环心时流过棒的电流为D棒经过环心时所受安培力的大小为【答案】D【解析】棒通过整个圆环所用的时间为，故B错；棒经过环心时棒上产生的感应电动势为，回路中的电阻为，流过棒的电流为，此时棒所受安培力的大小为，故C错D正确。左右（
12、2013海南物理）10如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间A两小线圈会有相互靠拢的趋势B两小线圈会有相互远离的趋势C两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向【答案】BC【解析】在金属框接通逆时针方向电流的瞬间，穿过两线圈的磁通量增加，为了阻碍磁通量的增加，由楞次定律知：左、右两线圈分别向左、右移动，两小线圈中感应电流都沿顺时针方向。故BC正确。（2013江苏物理）13（15分）如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈
13、abcd，线圈平面与磁场垂直。 已知线圈的匝数N=100，边长ab =1. 0m、bc=0.5m，电阻r=2。 磁感应强度B在01s内从零均匀变化到0.2T。 在15s内从0.2T均匀变化到0.2T，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求: （1）0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；（2）在15s内通过线圈的电荷量q；（3）在05s内线圈产生的焦耳热Q。【答案】(1) 10V 感应电流的方向adcba (2)10C (3) 100J【解析】(1) 感应电动势 磁通量的变化 解得 代入数据得E1=10V 感应电流的方向adcba(2) 同理可得 感应电流 电量 解得 代入数据得 q=1
14、0C(3)01s内的焦耳热 且 15s内的焦耳热 由，代入数据得 Q=100J（2013上海物理）33(16分)如图，两根相距L0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R0.15的电阻相连。导轨x0一侧存在沿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k0.5T/m，x0处磁场的磁感应强度B00.5T。一根质量m0.1kg、电阻r0.05的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x0处以初速度v02m/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x2m处的速度；(3)金属棒从x0运动到x2m过程中安培力做功的大小；(
15、4)金属棒从x0运动到x2m过程中外力的平均功率。【答案】2A 0.67m/s 1.6J 0.71WLxORB【解析】由法拉第电磁感应定律得 E=B0Lv=0.4V由闭合电路欧姆定律得I=E/(R+r)=2A 由B2= B0+kx=1.5T，E=B2Lv2得v2= 0.67m/s由于F=BIL 且B= B0+kx 电阻上消耗的功率不变，故电流不变为I=2Ax=0时F0= B0IL= 0.4N，x=2m时FA=B2IL=1.2N安培力做功W= ( F0 + FA)x/2=1.6J由EIt=W解得t=2s由动能定理可得得P= 0.71W2012年高考试题分类汇编电磁感应B0O（2012宁夏理综）1
16、9如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为A B C D 【答案】C（2012宁夏理综）i20如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向
17、；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是OitAt1OitBt1OiCt1tOiDt1t【答案】A（2012天津理综）MRBrNa11（18分）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L=0.5m,左端接有阻值R=0.3的电阻，一质量m=0.1kg，电阻r=0.1的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生
18、的焦耳热之比Q1:Q2=2:1.导轨足够长且电阻不计，棒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）棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；（3）外力做的功WF。【解】（1）棒匀加速运动所用时间为t，有 s 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为 A 根据电流定义式有 C（2）撤去外力前棒做匀加速运动根据速度公式末速为 m/s撤去外力后棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于棒的动能减少。有 J（3）根据题意在撤去外力前的焦耳热为J 撤去
19、外力前拉力做正功、安培力做负功（其大小等于焦耳热Q1）、重力不做功共同使棒的动能增大，根据动能定理有 则J（2012山东理综）20如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。下列选项正确的是（ ）qmRBqLAP=2mgvsin BP=3mgvsinC当导体棒速度达到时加速度大小为sinD在
20、速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功【答案】A、Cx图甲SON（2012福建理综）18如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合。若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是() 图乙IxOiDIxOi-ICIxOi-IBIxOi-IA 【答案】B（2012四川理综）20半径为右端开小口的导体圆环和长为2的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环
21、上以速度平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由确定，如图所示。则CDOBavA=0时，杆产生的电动势为B时，杆产生的电动势为 C=0时，杆受的安培力大小为D时，杆受的安培力大小为 【答案】AD（2012重庆理综）21如图所示，正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场。在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动，t0时刻，其四个顶点M、N、P、Q恰好在磁场边界中点。下列图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是()NMMQQNPPvOtA fOtB fOtCfOtDf【答案】B（2012广东物理）35（18分）如图1
22、7所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上。导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中。左侧是水平放置、间距为d的平行金属板。R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。（1）调节Rx=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v。（2）改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。图17RxRdablB【解】（1）当Rx=R棒沿导轨匀速下滑时，由平衡条件安培力 解得 感应电动势 电流 解得 （2）微粒水平射入金属板间，能匀
23、速通过，由平衡条件 棒沿导轨匀速，由平衡条件 金属板间电压 解得 （2012海南物理）5如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线一水平金属圆环中穿过现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置设环经过磁铁上端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则( )A T1mg，T2mg B T1mg，T2mg，T2mg D T1mg【答案】A（2012上海物理）26（4分）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为_（
24、填“顺时针”或“逆时针”）。SNSNabL（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为_（填“顺时针”或“逆时针”）。 【答案】（1）顺时针，（2）逆时针（2012上海物理）33（14分）如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为m，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B。在t0时，一
25、水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。BbeQaFPcfdB（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；（2）经过多少时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？（3）某一过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力做功为W，求导轨动能的增加量。【解】（1）感应电动势为EBLv导轨做初速为零的匀加速运动，vat sat2/2 感应电流的表达式为IBLv/R总又 R总= R2R0s联立得：IBLat/（RR0at2）（2）导轨受安培力F安BILB2L2at/（RR0at2）摩擦力为FfFN（mgBIL）mgB2L2at/（RR0at2）由
26、牛顿第二定律FF安FfMa，拉力 FMamg（1）B2L2at/（RR0at2）上式中当R/tR0at 即时外力F 取最大值 （3）设此过程中导轨运动距离为s，由动能定理W合Ek摩擦力为Ff（mgF安）摩擦力做功为WmgsW安mgsQ得：导轨动能的增加量7（2011福建卷）如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角（090)，其中MN平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为，则金属棒ab在这一过程中(B)A运动的平均速度
27、大小为 B下滑位移大小为C产生的焦耳热为 D受到的最大安培力大小为10（2011甘肃卷）如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：（1）磁感应强度的大小：（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率。（1） （2）BFabRr10、（2009年福建卷）18如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则此过程A.杆的速度最大值为B.流过电阻R的电量为C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量答案BD
