2016年高考物理 编选修3-2电磁感应

2016年高考物理真题分类汇编：电磁感应[2016上海5].磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁（A）向上运动（B）向下运动（C）向左运动（D）向右运动【答案】B[2016上海19].如图（a），螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图（b）所示规律变化时（A）在t1~t2时间内，L有收缩趋势（B）在t2~t3时间内，L有扩张趋势（C）在t2~t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流（D）在t3~t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流【答案】AD[2016海南4].如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针【答案】D[2016全国II-20].法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B.若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍【答案】AB【解析】试题分析：A、由电磁感应定律得2022wlBlwEBl，EIR，故w一定时，电流大小恒定，选项A正确。B、由右手定则知圆盘中心为等效电源正级，圆盘边缘为负极，电流经外电路从a经过R流到b，选项B正确；C、圆盘转动方向不变时，等效电源正负极不变，电流方向不变，故选项C错误。D、22424EBlwPRR，角速度加倍时功率变成4倍，选项D错误，故选AB.考点：电磁感应定律[2016北京16]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。两圆坏半径之比为2:1，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.Ea:Eb=4:1，感应电流均沿逆时针方向B.Ea:Eb=4:1，感应电流均沿顺时针方向C.Ea:Eb=2:1，感应电流均沿逆时针方向D.Ea:Eb=2:1，感应电流均沿顺时针方向【答案】B考点：考查了法拉第电磁感应定律，楞次定律的应用[2016全国III-21]、如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周日T逆时针匀速转动，则A.两导线框中均会产生正弦交流电B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在错误!未找到引用源。时，两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【答案】BC考点：考查了楞次定律的应用，导体切割磁感线运动[2016浙江16]．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均强磁场，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9:1C．a、b线圈中感应电流之比为3:4D．a、b线圈中电功率之比为3:1【答案】B考点：法拉电电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律；电功率.[2016江苏6].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生声音，下列说法正确的有（）（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）磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化【答案】BCD【解析】试题分析：因铜质弦不能被磁化，所以A错误；若取走磁铁，金属弦无法磁化，电吉他将不能正常工作，所以B正确；根据法拉第电磁感应定律知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，所以C正确；磁振动过程中，线圈中的磁通量一会增大一会减速，所以电流方向不断变化，D正确。[2016四川7].如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv（F、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为F安，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图像可能正确的有【答案】BC【解析】试题分析：根据牛顿定律可知，某时刻金属棒的加速度为222200BLvBLFkvkFFFrRrRavmmmm安，若220BLkrR，则金属棒做加速度增加的加速运动，其v-t图像如图1所示；导体的电流BLvIrR可知I与v成正比，则I-t图线应该和v-t线形状相同；图一图二考点：电磁感应现象；安培力；闭合电路欧姆定律；电功率[2016全国II-24].（12分）如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上，t=0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。求（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；（2）电阻的阻值。【答案】（1）0()BltFmgEm（2）220BltRm由欧姆定律：EIR得：220BltRm考点：电磁感应定律、牛顿第二定律[2016全国III-25]、如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度打下B1随时间t的变化关系为1Bkt，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求（1）在t=0到t=t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；（2）在时刻t（tt0）穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。【答案】（1）0ktSqR（2）000BlfBlvkSR【解析】试题分析：在金属棒未超过MN之前，t时刻穿过回路的磁通量为ktS①设在从t时刻到tt的时间间隔内，回路磁通量的变化量为，流过电阻R的电荷量为q根据法拉第电磁感应有t②根据欧姆定律可得iR③根据电流的定义可得qit④联立①②③④可得kSqtR⑤根据⑤可得在t=0到t=0t的时间间隔内，流过电阻R的电荷量q的绝对值为0ktSqR⑥考点：考查了导体切割磁感线运动[2016江苏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”正以熟读v=7.7km/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=20m，地磁场的磁感应强度垂直于v、MN所在平面的分量B=1.0×105T，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“1.5V、0.3W”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=6.4×103km，地球表面的重力加速度g=9.8m/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效数字）.【答案】（1）1.54V（2）不能（3）4×105m[2016理综I-24]（14分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为，上沿相连。两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g。已知金属棒ab匀速下滑。求(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小。[解析]（1）由ab、cd棒被平行于斜面的导线相连，故ab、cd速度时时刻刻相等，cd也做匀速直线运动；选cd为研究对象，受力分析如图：由于cd匀速，其受力平衡，沿斜面方向受力平衡方程：coscdcdNG垂直于斜面方向受力平衡方程：sincdcdfGT且cdcdfN，联立可得：cossinTmgmg选ab为研究对象，受力分析如图：其沿斜面方向受力平衡：'sinababTfFG安垂直于斜面方向受力平衡：cosababNG且ababfN，T与'T为作用力与反作用力：'TT，联立可得：sin3cosFmgmg安①（2）设感应电动势为E，由电磁感应定律：EBLv由闭合电路欧姆定律，回路中电流：EBLvIRR棒中所受的安培力：22BLvFBILR安与①联立可得：22(sin3cos)mgRvBL[2016天津12]、电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为。一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动，铝条相对磁铁运动相同。磁铁端面是边长为d的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，铝条的高度大于d，电阻率为ρ，为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为g（1）求铝条中与磁铁正对部分的电流I；（2）若两铝条的宽度均为b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度v的表达式；（3）在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度'bb的铝条，磁铁仍以速度v进入铝条间，试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化。【答案】（1）sin2mgIBd（2）22sin2mgvBdb（3）见解析过程；【解析】（2）磁铁穿过铝条时，在铝条中产生的感应电动势为E，有E=Bdv⑤铝条与磁铁正对部分的电阻为R，由电阻定律有dRdb⑥由欧姆定律有EIR⑦联立④⑤⑥⑦式可得22sin2mgvBdb⑧考点：安培力；物体的平衡；电阻定律及欧姆定律[2016浙江24].小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l=0.50m，倾角θ=53°，导轨上端串接一个0.05Ω的电阻。在导轨间长d=0.56m的区域