三年高考（2016-2022）高考物理試題分項版解析 專題11 電磁感應（含解析）

三年高考（2016-2022）高考物理試題分項版解析 專題11 電磁感應（含解析）1如圖，在同一平面內有兩根平行長導軌，導軌間存在依次相鄰的矩形勻強磁場區(qū)域，區(qū)域寬度均為l,磁感應強度大小相等、方向交替向上向下。一邊長為的正方形金屬線框在導軌上向左勻速運動，線框中感應電流i隨時間t變化的正確圖線可能是（ ）A. B. C. D. 【來源】2018年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試物理（全國II卷）【答案】 D【解析】試題分析：找到線框在移動過程中誰切割磁感線，并根據右手定則判斷電流的方向，從而判斷整個回路中總電流的方向。要分過程處理本題。第一過程從移動的過程中然后從到的過程中，左邊切割產生的電流方向逆時針，而右邊切割產生的電流方向也是逆時針，所以電流的大小為，方向是逆時針 當線框再向左運動時，左邊切割產生的電流方向順時針，右邊切割產生的電流方向是逆時針，此時回路中電流表現為零，故線圈在運動過程中電流是周期性變化，故D正確；故選D點睛：根據線圈的運動利用楞次定律找到電流的方向，并計算電流的大小從而找到符合題意的圖像。2如圖，導體軌道OPQS固定，其中PQS是半圓弧，Q為半圓弧的中心，O為圓心。軌道的電阻忽略不計。OM是有一定電阻。可繞O轉動的金屬桿。M端位于PQS上，OM與軌道接觸良好。空間存在半圓所在平面垂直的勻強磁場，磁感應強度的大小為B，現使OQ位置以恒定的角速度逆時針轉到OS位置并固定（過程）；再使磁感應強度的大小以一定的變化率從B增加到B'（過程）。在過程、中，流過OM的電荷量相等，則等于（ ）A. B. C. D. 2【來源】2018年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試物理（新課標I卷）【答案】 B【點睛】此題將導體轉動切割磁感線產生感應電動勢和磁場變化產生感應電動勢有機融合，經典中創(chuàng)新。3（多選）如圖所示，豎直放置的形光滑導軌寬為L，矩形勻強磁場、的高和間距均為d，磁感應強度為B質量為m的水平金屬桿由靜止釋放，進入磁場和時的速度相等金屬桿在導軌間的電阻為R，與導軌接觸良好，其余電阻不計，重力加速度為g金屬桿（ ）A. 剛進入磁場時加速度方向豎直向下B. 穿過磁場的時間大于在兩磁場之間的運動時間C. 穿過兩磁場產生的總熱量為4mgdD. 釋放時距磁場上邊界的高度h可能小于【來源】2018年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試物理（江蘇卷）【答案】 BCQ1=mg2d，所以穿過兩個磁場過程中產生的熱量為4mgd，選項C正確；若金屬桿進入磁場做勻速運動，則，得，有前面分析可知金屬桿進入磁場的速度大于，根據得金屬桿進入磁場的高度應大于，選項D錯誤。點睛：本題以金屬桿在兩個間隔磁場中運動時間相等為背景，考查電磁感應的應用，解題的突破點是金屬棒進入磁場和時的速度相等，而金屬棒在兩磁場間運動時只受重力是勻加速運動，所以金屬棒進入磁場時必做減速運動。4（多選）如圖（a），在同一平面內固定有一長直導線PQ和一導線框R，R在PQ的右側。導線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導線框R中的感應電動勢A. 在時為零 B. 在時改變方向C. 在時最大，且沿順時針方向D. 在時最大，且沿順時針方向【來源】2018年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試物理（全國III卷）【答案】 AC點睛 此題以交變電流圖象給出解題信息，考查電磁感應及其相關知識點。解答此題常見錯誤主要有四方面：一是由于題目以交變電流圖象給出解題信息，導致一些同學看到題后，不知如何入手；二是不能正確運用法拉第電磁感應定律分析判斷；三是不能正確運用楞次定律分析判斷，陷入誤區(qū)。5（多選）如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是（ ）A. 開關閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動B. 開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C. 開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D. 開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉動【來源】2018年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試物理（新課標I卷）【答案】 AD【解析】 本題考查電磁感應、安培定則及其相關的知識點。開關閉合的瞬間，左側的線圈中磁通量變化，產生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判斷出直導線中電流方向為由南向北，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向里，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動，選項A正確；開關閉合并保持一段時間后，左側線圈中磁通量不變，線圈中感應電動勢和感應電流為零，直導線中電流為零，小磁針恢復到原來狀態(tài)，選項BC錯誤；開關閉合并保持一段時間后再斷開后的瞬間，左側的線圈中磁通量變化，產生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判斷出直導線中電流方向為由北向南，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向外，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉動，選項D正確。【點睛】此題中套在一根鐵芯上的兩個線圈，實際上構成一個變壓器?！?017高考真題】1【2017·新課標卷】掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向對稱地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是【答案】A【考點定位】感應電流產生的條件【名師點睛】本題不要被題目的情景所干擾，抓住考查的基本規(guī)律，即產生感應電流的條件，有感應電流產生，才會產生阻尼阻礙振動。2【2017·新課標卷】如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內，線框與導軌共面?，F讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關于感應電流的方向，下列說法正確的是APQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向BPQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向CPQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向DPQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向【答案】D【解析】因為PQ突然向右運動，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時針方向的感應電流，穿過T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時針方向的感應電流，D正確，ABC錯誤?！究键c定位】電磁感應、右手定則、楞次定律【名師點睛】解題關鍵是掌握右手定則、楞次定律判斷感應電流的方向，還要理解PQRS中感應電流產生的磁場會使T中的磁通量變化，又會使T中產生感應電流。3【2017·天津卷】如圖所示，兩根平行金屬導軌置于水平面內，導軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下。現使磁感應強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是Aab中的感應電流方向由b到aBab中的感應電流逐漸減小Cab所受的安培力保持不變Dab所受的靜摩擦力逐漸減小【答案】D方向靜摩擦力f與安培力F等大反向，安培力減小，則靜摩擦力減小，故D正確?！究键c定位】楞次定律，法拉第電磁感應定律，安培力【名師點睛】本題應從電磁感應現象入手，熟練應用法拉第電磁感應定律和楞次定律。4【2017·新課標卷】兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 的正方形導線框abcd位于紙面內，cd邊與磁場邊界平行，如圖（a）所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于t=0時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖（b）所示（感應電流的方向為順時針時，感應電動勢取正）。下列說法正確的是A磁感應強度的大小為0.5 TB導線框運動速度的大小為0.5 m/sC磁感應強度的方向垂直于紙面向外D在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內，導線框所受的安培力大小為0.1 N【答案】BC【考點定位】法拉第電磁感應定律；楞次定律；安培力【名師點睛】此題是關于線圈過磁場的問題；關鍵是能通過給出的Et圖象中獲取信息，得到線圈在磁場中的運動情況，結合法拉第電磁感應定律及楞次定律進行解答。此題意在考查學生基本規(guī)律的運用能力以及從圖象中獲取信息的能力。 5【2017·北京卷】圖1和圖2是教材中演示自感現象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈。實驗時，斷開開關S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是A圖1中，A1與L1的電阻值相同B圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等【答案】C【考點定位】自感【名師點睛】線圈在電路中發(fā)生自感現象，根據楞次定律可知，感應電流要“阻礙”使原磁場變化的電流變化情況。電流突然增大時，會感應出逐漸減小的反向電流，使電流逐漸增大；電流突然減小時，會感應出逐漸減小的正向電流，使電流逐漸減小?！?016高考真題】1【2016·上海卷】磁鐵在線圈中心上方開始運動時，線圈中產生如圖方向的感應電流，則磁鐵A向上運動B向下運動C向左運動D向右運動【答案】B【解析】據題意，從圖示可以看出磁鐵提供的穿過線圈原磁場的磁通量方向向下，由安培定則可知線圈中感應電流激發(fā)的感應磁場方向向上，即兩個磁場的方向相反，則由楞次定律可知原磁場通過線圈的磁通量的大小在增加，故選項B正確?！究键c定位】楞次定律和安培定則【方法技巧】通過安培定則判斷感應磁場方向，通過楞次定律判斷磁鐵的運動情況。2【2016·北京卷】如圖所示，勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應強度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2:1，圓環(huán)中產生的感應電動勢分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是AEa:Eb=4:1，感應電流均沿逆時針方向BEa:Eb=4:1，感應電流均沿順時針方向CEa:Eb=2:1，感應電流均沿逆時針方向DEa:Eb=2:1，感應電流均沿順時針方向【答案】B【解析】根據法拉第電磁感應定律可得，根據題意可得，故，感應電流產生的磁場要阻礙原磁場的增大，即感應電流產生向里的感應磁場，根據楞次定律可得，感應電流均沿順時針方向。【考點定位】法拉第電磁感應定律、楞次定律的應用【方法技巧】對于楞次定律，一定要清楚是用哪個手判斷感應電流方向的，也可以從兩個角度理解，一個是增反減同，一個是來拒去留，對于法拉第電磁感應定律，需要靈活掌握公式，學會變通。3【2016·海南卷】如圖，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導線在同一豎直平面內，環(huán)的圓心與兩導線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導線間距。兩導線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若A金屬環(huán)向上運動，則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向B金屬環(huán)向下運動，則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向C金屬環(huán)向左側直導線靠近，則環(huán)上的感應電流方向為逆時針方向D金屬環(huán)向右側直導線靠近，則環(huán)上的感應電流方向為逆時針方向【答案】D【考點定位】楞次定律【名師點睛】解決本題的關鍵會用安培定則判斷電流周圍磁場的方向，以及學會根據楞次定律來確定感應電流的方向。4【2016·浙江卷】如圖所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導線制成，匝數均為10匝，邊長la=3lb，圖示區(qū)域內有垂直紙面向里的均強磁場，且磁感應強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則A兩線圈內產生順時針方向的感應電流Ba、b線圈中感應電動勢之比為9:1Ca、b線圈中感應電流之比為3:4Da、b線圈中電功率之比為3:1【答案】B【解析】根據楞次定律可知，兩線圈內均產生逆時針方向的感應電流，選項A錯誤；因磁感應強度隨時間【考點定位】法拉第電磁感應定律；楞次定律；閉合電路歐姆定律；電功率。【名師點睛】此題是一道常規(guī)題，考查法拉第電磁感應定律、以及閉合電路的歐姆定律；要推導某個物理量與其他物理量之間的關系，可以先找到這個物理量的表達式，然后看這個物理量和什么因素有關；這里線圈的匝數是容易被忽略的量。5【2016·全國新課標卷】法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸，關于流過電阻R的電流，下列說法正確的是A若圓盤轉動的角速度恒定，則電流大小恒定B若從上向下看，圓盤順時針轉動，則電流沿a到b的方向流動C若圓盤轉動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化D若圓盤轉動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】AB【解析】由電磁感應定律得，故一定時，電流大小恒定，選項A正確；由右手定則知圓盤中心為等效電源正級，圓盤邊緣為負極，電流經外電路從a經過R流到b，選項B正確；圓盤轉動方向不變時，等效電源正負極不變，電流方向不變，故選項C錯誤；，角速度加倍時功率變成4倍，選項D錯誤，故選AB?！究键c定位】電磁感應定律【名師點睛】法拉第圓盤是課本上介紹的裝置，在歷次考試中多次出現；解題時要會進行電源的等效：相當于一條半徑旋轉切割磁感線，記住求解感應電動勢的公式，并能搞清整個電路的結構。6【2016·江蘇卷】電吉他中電拾音器的基本結構如圖所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動時，在線圈中產生感應電流，電流經電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音，下列說法正確的有A選用銅質弦，電吉他仍能正常工作B取走磁體，電吉他將不能正常工作C增加線圈匝數可以增大線圈中的感應電動勢D弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化【答案】BCD【考點定位】考查電磁感應【方法技巧】本題學生極易錯選A選項，在于不知道銅是不能被磁化的，可見現在高考考查知識越來越細，越來越全面。7【2016·上海卷】如圖（a），螺線管內有平行于軸線的外加勻強磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導線框abcd相連，導線框內有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導線框在同一平面內。當螺線管內的磁感應強度B隨時間按圖（b）所示規(guī)律變化時A在t1t2時間內，L有收縮趨勢B在t2t3時間內，L有擴張趨勢C在t2t3時間內，L內有逆時針方向的感應電流D在t3t4時間內，L內有順時針方向的感應電流【答案】AD【考點定位】楞次定律、安培定則【方法技巧】線圈內通有非均勻變化的磁場，導線框內產生變化的電流，該電流激發(fā)出變化的磁場，才可以使圓環(huán)產生感應電流；線圈內通有均勻變化的磁場，導線框內產生穩(wěn)定的電流，該電流激發(fā)出的是穩(wěn)定的磁場，不會使圓環(huán)產生感應電流。8【2016·四川卷】如圖所示，電阻不計、間距為l的光滑平行金屬導軌水平放置于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，導軌左端接一定值電阻R。質量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動，外力F與金屬棒速度v的關系是F=F0+kv（F0、k是常量），金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。金屬棒中感應電流為i，受到的安培力大小為FA，電阻R兩端的電壓為UR，感應電流的功率為P，它們隨時間t變化圖像可能正確的有【答案】BC【解析】根據牛頓定律可知，某時刻金屬棒的加速度為，若，則金屬棒做加速度增加的加速運動，其v-t圖像如圖1所示；導體的電流可知I與v成正比，則I-t圖線應該和v-t線形狀相同；根據可知FA與v成正比，則FA-t圖線應該和v-t線形狀相同，選項B正確；根據可知UR與v成正比，則UR-t圖線應該和v-t線形狀相同；根據可知P與v2成正比，則P-t圖線不應該是直線；同理若，則金屬棒考點：電磁感應現象；安培力；閉合電路歐姆定律；電功率【名師點睛】此題是電磁感應問題的圖像問題，考查了力、電、磁、能等全方位知識；首先要能從牛頓第二定律入手寫出加速度的表達式，然后才能知道物體可能做的運動性質；題目中要定量與定性討論相結合，靈活應用數學中的函數知識討論解答.9【2016·全國新課標卷】如圖，M為半圓形導線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導線框，圓心為ON；兩導線框在同一豎直面（紙面）內；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面?，F使線框M、N在t=0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉動，則A兩導線框中均會產生正弦交流電B兩導線框中感應電流的周期都等于TC在時，兩導線框中產生的感應電動勢相等D兩導線框的電阻相等時，兩導線框中感應電流的有效值也相等【答案】BC【考點定位】考查了楞次定律的應用、導體切割磁感線運動【方法技巧】在分析導體切割磁感線運動、計算電動勢時，一定要注意導體切割磁感線的有效長度，在計算交變電流的有效值時，一定要注意三個相同：相同電阻，相同時間，相同熱量。