2011年高考物理试题(必修)分类汇编之十——电磁感应

（三年经典）2011-2013全国各地高考物理真题分类汇编（详解）电磁感应1．（2011年高考·海南理综卷）自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。

下列说法正确的是（）A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D．焦耳发现了电流的热效应，定量经出了电能和热能之间的转换关系1.ABC解析：考察物理学的发展史，选ACD2．（2011年高考·山东理综卷）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。

以下符合事实的是A．焦耳发现了电流热效应的规律B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D ．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动2.AB 解析：1840年英国科学家焦耳发现了电流热效应的规律；库仑总结出了点电荷间相互作用的规律；法拉第发现了电磁感应现象，拉开了研究电与磁关系的序幕；伽利略通过将斜面实验合力外推，间接证明了自由落体运动的规律。

3．（2011年高考·北京理综卷）物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系。

如关系式U=IR 既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了V （伏）与A （安）和Ω（欧）的乘积等效。

现有物理量单位：m （米）、s （秒）、N （牛）、J （焦）、W （瓦）、C （库）、F （法）、A （安）、Ω（欧）和T （特），由他们组合成的单位都与电压单位V （伏）等效的是A ．J/C 和N/CB ．C/F 和T ✍m 2/sC ．W/A 和C ✍T·m/sD．2121Ω⋅W 和T·A·m3.B 解析：由物理关系式W ＝qU ，可得电压的单位V （伏）等效的是J/C ；由物理关系式U ＝Q /C ，可得电压的单位V （伏）等效的是C /F ；由物理关系式E ＝n ，φ＝BS ，可得电压的单位V （伏）等效的是T ?m 2/s ；由物理关系式P ＝U 2/R ，可得电压的单位V （伏）等效的是1122W ⋅Ω；由物理关系式P ＝UI ，可得电压的单位V （伏）等效的是W/A ；B 选项正确，A 、C 、D 错误。

2011年全国各地高考真题汇编 第十章 交流电及传感器19．（2011年安徽理综）如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B .电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动（O 轴位于磁场边界）.则线框内产生的感应电流的有效值为（ ）A ．22BL R ωB ．222BL R ωC ．224BL R ωD ．24BL Rω答案：D解析：交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T ，而线框转动一周只有T /4的时间内有感应电流，则有222()4LBL T R I RT R ω=，所以24BL I Rω=.D 正确.4．（2011年天津理综）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（ ）450OLωA．t =0.005 s时线框的磁通量变化率为零B．t =0.01 s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为311 VD．线框产生的交变电动势的频率为100 Hz【解析】：交变电流知识的考查.由图2可知，该交变电动势瞬时值的表达式为311sin100=.当t=0.005 s时，瞬时值e=311 V，此时磁通量变化率最大，e tπA错；同理当t=0.01 s时，e=0 V，此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，B正确；对于正弦交变电流其有效值为E max/2，题给电动势的有效值为220 V，C错；交变电流的频率为f=1/T=ω/2π=50 Hz，D 错.【答案】：B15. （2011年福建理综）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1，电阻R=20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示.现将S1接1、S2闭合，此时L正常发光.下列说法正确的是（）2A.输入电压u 的表达式usin(50π) V B.只断开S 1后，L 1、L 2均正常发光 C.只断开S 2后，原线圈的输入功率增大 D.若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8 W 答案：D解析：由t u -图象可知s T 02.0=，V U m 220= ，因此输入电压的表达式为V t t TU u m )100sin(220)2sin(ππ==，A 错；S 1接I 、S 2闭合时，灯L 1被短路，L 2两端电压等于副线圈两端电压V V U n n U 420511122=⨯==而正常发光，断开S 2时，两灯串联灯泡两端电压均为2V ，不能正常发光，B 错此时由R U P 22=出变为R U P 222='出，输出功率减小，而对理想变压器出入P P =，因此输入功率减小，C 错；S 1接到2时，W RU P R .8022==，D 正确. 19. （2011年广东理综）图7（a路中R=55Ω， , 为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图7（b ）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V ，下列表述正确的是（ ）A 、电流表的示数为2AB 、原副线圈匝数比为1:2C 、电压表的示数为电压的有效值D 、原线圈中交变电压的频率为100HZ【答案】AC【解析】电压表、电流表测的都是有效值.AC 正确.N 1/N 2=U 1/U 2 可知B 错.选AC 11. （2011年海南物理）如图：理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b ，小灯泡a 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω可，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为_______，流过灯泡b 的电流为_______A.【答案】10:3 0.2【解析】副线圈电压a a aRP U U ==2=3 V ，1122103n U n U ==；a b U U ==3 V,由能量守恒得： 11a b b U I p U I =+ 代入数据得：0.2b I A =.13．（2011年江苏物理）(15分)题13-1图为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头.原线圈输入正弦式交变电压的u-t 图象如题13-2图所示.若只在ce 间接一只R ce =400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de =225 Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W. (1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；(2)求只在ce 间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de间线圈的匝数比ceden n .【解析】13.（1）由题13-2图知s rad /200πω= 电压瞬时值)(200sin 400V t u ab π= (2)电压有效值 V U 22001= 理想变压器 21P P = 原线圈中的电流 111U P I =解得A I 8.201≈（或A 52）（3）设ab 间匝数为n 1=11n U deden U由题意知 RU R U dece 22= 解得decede ce R R n n = 代入数据得34=de ce n n . 【点评】本题考查交流电、变压器.难度：中等偏易.17.（2011年全国新课标理综）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，额定功率为22 W ；原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关，灯泡正常发光.若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则（ ）【答案】A【解析】主要考查理想变压器原副线圈电压、电流与匝数的关系.U 2=220V ，根据U 1：U 2=n 1:n 2得，U 1=110V.I 2=P/U 2=0.1A ，根据I 1：I 2= n 2：n 1得I 1=0.2A.所以正确答案是A.19.（2011年山东理综）为保证用户电压稳定在220 V ，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图.保持输入电压1u 不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压2u 随时间t 变化的曲线如图乙所示.以下正确的是（ ）A 、21902)t V μπ=B 、21902)t V μπ=C 、为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当下移D 、为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当上移 答案：BD解析：由电压2u 随时间t 变化的曲线可知，用户电压的最大值是V 2190，周期是s 2102-⨯，所以V t u )100sin(21902π=，A 错误，B 正确；根据2121U U n n =，1n 减小，2u 增大，因此为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当上移，C 错误，D 正确.6．（2011年江苏物理）美国科学家Willard S.Boyle 与George E.Snith 因电荷耦合器件(CCD)的重要发明营区2009年度诺贝尔物理学奖.CCD 是将光学量转变成电学量的传感器.下列器件可作为传感器的有（ ）A．发光二极0管 B.热敏电阻 C.霍尔元件 D.干电池【答案】BC【解析】热敏电阻可以把温度转化为电学量，霍尔元件可以把磁场的磁感应强度转化为电学量，本题选BC.【点评】本题考查传感器的概念判断.难度：容易.28．(2011年上海物理) (5 分)在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图（a）)中，得到1/-∆图线如图B．所示.E t(1)(多选题)在实验中需保持不变的是( )A．挡光片的宽度 B．小车的释放位置C．导轨倾斜的角度 D．光电门的位置(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图（b）中画出实验图线.【答案】(1) AD(2)见图【解析】本实验考查感应电动势和学生对实验创新设计的理解、处理能力.由t BS nt nE ∆∆=∆∆Φ=知：在BS n ∆不变时，E 与t∆1成正比，改变导轨的倾角和小车释放的位置，可改变小车通过光电门的时间即得到相应的感应电动势，但在此过程中挡光片的宽度和光电门的位置不变，才能保证BS ∆不变，当线圈匝数加倍则E 变为原来的2倍，描点画出图像.。

专题11：电磁感应考情分析：考．查．频率比较高．．．．．。

考查．角度多变，但考查点主要是法拉第电磁感应定律和楞次定律，题目难度一般不会太大．．．．．．．．．．。

建议：区别导体棒和导体框切割磁感线的不同以及导体在磁场中平动与转动的不同。

1、（2014年新课标全国卷I ）在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是A ．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B ．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C ．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接。

往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流的变化D ．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化2、（2013年新课标全国卷II ）（多选）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。

下列叙述符合史实的是A ．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系B ．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C ．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流D ．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化3、（2016年新课标全国卷II ）（多选）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 分别与圆盘的边缘和铜轴接触。

圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中。

圆盘旋转时，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 ．若从上向下看，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4、（2015年新课标全国卷II ）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。

专题15 电磁感应解答题1、【2011全国卷，15分】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）【易】磁感应强度的大小：（2）【中】灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

2、【2013新课标1，19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）【易】电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；（2）【难】金属棒的速度大小随时间变化的关系．3、【2014新课标2，19分】半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下，在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R 的电阻（图中未画出）．直导体棒在水平外力作用下以速度ω绕O逆时针匀速转动、转动过程中始终与导轨保持良好接触，设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g．求：（1）【中】通过电阻R的感应电流的方向和大小；（2）【中】外力的功率．4、【2016全国1，14分】如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，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μ，重力加速度大小为g，已知金属棒ab匀速下滑．求：（1）【中】作用在金属棒ab上的安培力的大小；（2）【易】金属棒运动速度的大小．5、【2016全国2，12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，t 0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）【易】金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； （2）【易】电阻的阻值．6、【2016全国3，20分】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，磁感应强度向下B 1随时间t 的变1B kt =化关系为，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B 0，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t 0时刻恰好以速度v 0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）【中】在t =0到t =t 0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；（2）【难】在时刻t （t >t 0）穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小．参考答案1、解：（1）设小灯泡的额定电流为I 020P I R =，有① 由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN 02I I =的电流为 ①此时金属棒MN 所受的重力和安培力相等，下落的速度达mg BLI =到最大值，有 ① 联立①①①B =式得 ① （2）设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v ，由电磁感应E BLv =定律与欧姆定律得0E RI = ① ① 联立①①①①①①2Pv mg=式得 ① 2、解：（1）设金属棒下滑的速度大小为v ，则感应电动势为 E=BLv ①平行板电容器两极板的电压为U ，U=E ②设此时电容器极板上储存的电荷为QUQC =，按定义有 ③联立①②③CBLv Q =式解得 ④（2）设金属棒下滑的速度大小为v 时经历的时间为t ，通过金属棒的电流为i ，金属棒受到磁场的安培力为F ，方向沿导轨向上，大小为F="BLi" ⑤设在t ～t+Q ∆时间间隔内流经金属棒的电荷量为，按tQi ∆∆=定义有Q ∆ ⑥ 也是平行板电容器两极板在t ～t+时间间隔内增加的电荷量由④v CBL Q ∆=∆式可得 ⑦ ，为金属棒速度的变化t v a ∆∆=量；按加速度的定义有 ⑧ 分析导体棒的受力：受重力mg ，支持力N ，滑动摩擦力f ，沿斜面向上的安培力F ． θcos mg N =ma F f mg =--θsin N f μ=⑨ ⑩ ①联立⑤至(11)22cos sin L CB m mg mg a +-=θμθ式得 ① 由(12)式及题设可知，金属棒做初速为零的匀加速直线运动，t 时刻金属棒下滑的速度大小为v t L CB m mg mg at v 22cos sin +-==θμθ ①3、解：（1t ∆）在时间内，导体棒扫过的面积为：221(2)2S t r r ω⎡⎤∆=∆-⎣⎦① 根据法拉第电磁感应定律，导体棒产生的感应电动势大小B S tε∆=∆为：①根据右手定则，感应电流的方向是从B 端流向A 端，因此流过导体R 的电流方向是从C 端流向D 端；由欧姆定律流过导体R I Rε=的电流满足：①联立①①①232Br I Rω=可得：①（220mg N -=）在竖直方向有： ①式中，由于质量分布均匀，内外圆导轨对导体棒的正压力相等，其值为N ，两导轨对运动的导体棒的滑动摩擦力均f N μ=为： ①t ∆在时间内，导体棒在内外圆导轨上扫过的弧长分别为：1l r t ω=∆22l r t ω=∆ ① ①12()f W f l l =+克服摩擦力做的总功为： ①t ∆在时间内，消耗在电阻R 2R W I R t =∆上的功为： ①t ∆根据能量转化和守恒定律，外力在时间内做的功为：f R W W W =+① W P t=∆外力的功率为： ①由①至①式可得：①4、解：（1）设导线的张力的大小为T ，右斜面对ab 棒的00at v =0Blv E =刚进磁场时的速度：，感应电动势为：mmg F Blt E )(0μ-=解得：（2BIl mg F +=μ）匀速运动受力平衡： REI =m t l B R 022=回路电流为：，得 6、解：（1）在金属棒未越过MN 之前，t 时刻穿过回路的=ktS φ磁通量为 ①设在从t t t +∆时刻到的时间间隔内，回路磁通量的变化φ∆量为，流过电阻R q ∆的电荷量为．由法拉第电磁感应=t φε∆-∆定律有 ① =i R ε由欧姆定律有 ① =q t ε∆∆由电流的定义有 ①联立①①①①=kS q t R∆∆式得 ① 由①00t t t ==到式得，在的时间间隔内，流过电阻R 的电荷量q 0=kt Sq R的绝对值为 ① （20t t >）当时，金属棒已越过MN ．由于金属在MN 右f F =侧做匀速运动，有 ①式中，f 是外加水平力，F 是匀强磁场施加的安培力．设此时回路中的电流为I ，F 的大小为0=F B Il ① 此时金属棒与MN 00=()s v t t -之间的距离为 ① 0=B lS φ'匀强磁场穿过回路的磁通量为 ① 回路的总磁通量为'φφφ+=t ①φ式中，仍如①式所示．由①①①①式得，在时刻t 0t t >（）000()t B lv t t kSt φ=-+穿过回路的总磁通量为 ①t t t +∆到t φ∆在的时间间隔内，总磁通量的改变为00()t B lv kS t φ∆=+∆ ①有法拉第电磁感应定律的，回路感应电动势的大小为tt t φε∆=∆① t I R ε=由欧姆定律有 ① 联立①①①①①000()B lf B lv kS R=+式得 ① 评分参考：第（1）问7分，①①①①①式各1分，①式2分；第（2）问13分，①①①式各1分，①①式2分，①①①①式各1分．。

2011普通高校招生考试试题汇编-电磁感应试题讲评2．(2011年江苏)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I ，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。

线框由静止释放，在下落过程中（）A ．穿过线框的磁通量保持不变B ．线框中感应电流方向保持不变C ．线框所受安掊力的合力为零D ．线框的机械能不断增大BB 因为磁感应强度随线框下落而减小，所以磁通量也减小因为磁通量随线框下落而减小，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场方向相同，不变，所以感应电流的方向不变，本题选B.5．(2011年江苏)如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。

匀强磁场与导轨一闪身垂直。

阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触。

T=0时，将形状S由1掷到2。

Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。

下列图象正确的是( )Da=F/m=iLB/m∝i ∝ia=F/m=iLB/m∝i24（2011全国卷1）．(15分)(注意：在试题卷上作答无效)如图，两根足够长的金属导轨ab 、cd 竖直放置，导轨间距离为L1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。

每个灯上的额定电流为P I R =额定电压为：P U R=（1）最后MN 匀速运动故：B2IL=mg2mg PRB PL=（2）U=BLv 得：2PR Pv BL mg==16（2011海南）.如图，ab 和cd 是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN 和是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m 和2m 。

竖直向上的外力F 作用在杆MN 上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R ，导轨间距为。

甲2011年高考物理真题分类汇编电学实验4．（2011年高考·江苏理综卷）某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。

⑴将电阻箱接入a 、b 之间，闭合开关。

适当调节滑动变阻器R ′后保持其阻值不变。

改变电阻箱的阻值R ，得到一组电压表的示数U 与R 的数据如下表：请根据实验数据作出U-R 关系图象。

⑵用待测电阻R x 替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V 。

利用⑴中测绘的U-R 图象可得R x =_____Ω。

⑶使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。

若仍用本实验装置和⑴中测绘的U-R 图象测定某一电阻，则测定结果将_________（选填“偏大”或“偏小”）。

现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a 、b 之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和⑴中测绘的U-R 图象实现对待测电阻的准确测定？5.（2011年高考·福建理综卷）某同学在探究规格为“6V ，3W ”的小电珠伏安特性曲线实验中：（1）在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至____档进行测量。

（填选项前的字母）A ．直流电压10VB ．直流电流5mAC ．欧姆× 100D ．欧姆× 1（2）该同学采用图甲所示的电路进行测量。

图中R为滑动变阻器（阻值范围0~20Ω，额定电流1.0A ），L 为待测小电珠，○V 为电压表（量程6V ，内阻20k Ω），○A 为电流表（量程0.6A ，内阻1Ω），E 为电源（电动势8V ，内阻不计），S 为开关。

Ⅰ．在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最____端；（填“左”或“右”）Ⅱ．在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是_____点至_____点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）Ⅲ．该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而______。

2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：电磁感应中的电路问题试题部分1. 2016年新课标Ⅱ卷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。

2. 2015年理综北京卷22．（16分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，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=5m/s。

求：⑴感应电动势E和感应电流I；⑵在0.1s时间内，拉力的冲量I F的大小；⑶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M3.2015年理综福建卷18. 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4. 2013年四川卷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 的圆形磁场区域，其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B ＝kt （常量k ＞0）。

2011普通高校招生试题汇编：功和能的关系24．（2011安徽）．（20分）如图所示，质量M =2kg 的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m =1kg 的小球通过长L =0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O 连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O 轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v 0=4 m/s ，g 取10m/s 2。

（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P 时对轻杆的作用力大小和方向。

（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小。

（3）在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。

解析：（1）设小球能通过最高点，且此时的速度为v 1。

在上升过程中，因只有重力做功，小球的机械能守恒。

则22101122mv mgL mv += ①1/v s = ② 设小球到达最高点时，轻杆对小球的作用力为F ，方向向下，则21v F mg m L+= ③由②③式，得 F =2N ④由牛顿第三定律可知，小球对轻杆的作用力大小为2N ，方向竖直向上。

（2）解除锁定后，设小球通过最高点时的速度为v 2，此时滑块的速度为V 。

在上升过程中，因系统在水平方向上不受外力作用，水平方向的动量守恒。

以水平向右的方向为正方向，有 20mv MV += ⑤ 在上升过程中，因只有重力做功，系统的机械能守恒，则22220111222mv MV mgL mv ++= ⑥ Mm v 0 O P L由⑤⑥式，得 v 2=2m /s ⑦ （3）设小球击中滑块右侧轨道的位置点与小球起始点的距离为s 1，滑块向左移动的距离为s 2，任意时刻小球的水平速度大小为v 3，滑块的速度大小为V /。

由系统水平方向的动量守恒，得 30mv MV '-= ⑦ 将⑧式两边同乘以t ∆，得30mv t MV t '∆-∆= ⑨因⑨式对任意时刻附近的微小间隔t ∆都成立，累积相加后，有 120ms Ms -= ○10 又 122s s L += ○11 由○10○11式得 123s m =○12 20（2011全国卷1）．质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。

2011年全国各地高考真题汇编第九章电磁感应2．（2011年江苏物理）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行.线框由静止释放，在下落过程中（）A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安掊力的全力为零D．线框的机械能不断增大【答案】B【解析】因为磁感应强度随线框下落而减小，所以磁通量也减小，A错误，因为磁通量随线框下落而减小，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场方向相同，不变，所以感应电流的方向不变，本题选B.【点评】本题考查电流的磁场和电磁感应中楞次定律等，难度：容易.20. (2011年上海物理)如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中（）A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿水平方向【答案】AD【解析】本题考查组合场中的电磁感应问题和学生对组合场的分析能力.将圆环从a向b的运动分为三个过程：左侧、分界处、右侧.在左侧垂直纸面向里的磁场中，原磁场增强，根据楞次定律：感应磁场方向与原磁场方向相反即垂直纸面向外，再由右手定则判断知感应电流为逆时针方向；同理判断另两个过程；最后由左手定则判断每个过程的安培力的合力，可知安培力方向始终沿水平方向. 15. （2011年广东理综）将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【答案】C【解析】由E=tB NS t N∆∆=∆∆φ，AB 错，C 正确.B 原与B 感的方向可相同亦可相反.D 错.选C.6. （2011年海南物理）如图，EOF 和E O F '''为空间一匀强磁场的边界，其中EO ∥E O ''，FO ∥F O ''，且EO ⊥OF ；OO '为∠EOF 的角平分线，OO '间的距离为l ；磁场方向垂直于纸面向里.一边长为l 的正方形导线框沿OO '方向匀速通过磁场，t =0时刻恰好位于图示位置.规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i 与时间t 的关系图线可能正确的是（ ）【答案】C20. (2011年四川理综)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ,转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A.那么( )A.线圈消耗的电功率为4 WB.线圈中感应电流的有效值为2 AC.任意时刻线圈中的感应电动势为e = 4cos2t T π D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=T πsin 2t Tπ 答案：AC解析：从图示位置开始计时时，电动势瞬时值满足e NBS COS NBS COS t ωθωω==，由题意知道，转过60°时的电动势为2V,所以电动势最大值为4 V ，C 选项正确；电流最大值为2 A ，所以有效值为2A ，B 错误；P =I 2R =4 W ，A 选项正确；e NBS COS ωθ=知道0max 2260BSCOS T T ππ=⨯=Φ,所以任意时刻的磁通量Φ=2T πsin 2t Tπ. 19．（2011年北京理综）某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L ，小灯泡A 、开关S 和电池组E ，用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（）A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈的自然系数较大17. （2011年福建理综）如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0＜θ＜90°),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，帮的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（）A.F 运动的平均速度大小为12νB.平滑位移大小为qR BLC.产生的焦耳热为qBL νD.受到的最大安培力大小为22sin B L Rνθ 答案：B解析：由于t I q =，R E I =，t BLx E =，解得BLqR x =，B 对；对于导体棒根据牛顿第二定律有ma F mg =-安θsin ，而安F 与速度v 有关，故a 不是常数，因此有220v v v =+≠，A 错；R v L B R BLv BL BIL F m 22===，D 错；由于电流做功而发热qE W Q ==，但由于E 从0到BLv E =变化而不恒定，因此有qBLv Q <，C 错.5．（2011年江苏物理）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨一闪身垂直.阻值为R 的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触.T=0时，将形状S 由1掷到2.Q 、i 、v 和a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是（ ）【答案】D 【解析】电容器放电，开始RE i ,因安培力作用产生加速度，速度增大，感应电动势增大，则电流减小，安培力减小，加速度减小，所以选D.【点评】本题考查电容器放电及电磁感应和安培力及加速度、速度等.难度：难.24．（2011年全国大纲理综）（15分）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.答案：(1) 2PR B PL = (2) 2PR P v BL mg== 解析：（1）设小灯泡的额定电流为I 0，有20P I R = ①由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN 的电流为02I I = ②此时金属棒MN 所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有 mg BLI = ③联立①②③式得2mgR B L P = ④（2）设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v ，由电磁感应定律与欧姆定律得E BLv = ⑤0E RI = ⑥联立①②③④⑤⑥式得 2P v mg = ⑦32．(2011年上海物理) (14 分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S =1.15 m ，两导轨间距L =0.75 m ，导轨倾角为30°，导轨上端ab 接一阻值R =1.5 Ω的电阻，磁感应强度B =0.8 T 的匀强磁场垂直轨道平面向上.阻值r =0.5 Ω，质量m =0.2 kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热0.1r Q J =.(取210/g m s =)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W 安；(2)金属棒下滑速度2/v m s =时的加速度a ．(3)为求金属棒下滑的最大速度m v ，有同学解答如下：由动能定理21-=2m W W mv 重安，…….由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答.【解析】本题考查电磁感应中的功能关系，考查学生对电磁学的综合、运用能力.导体棒下滑，在磁场中做切割磁感线，产生感应电流，受安培力，向下做变加速运动，形成闭合回路，因安培力做功产生焦耳热，下滑到底端达到该过程的最大速度.（1）下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于3R r =，因此 30.3()R r Q Q J == （1分） ∴=0.4()R r W Q Q Q J =+=安（2分）（2）金属棒下滑时受重力和安培力 22=B L F BIL v R r=+安 （1分） 由牛顿第二定律22sin 30B L mg v ma R r︒-=+ （3分） ∴2222210.80.752sin 3010 3.2(/)()20.2(1.50.5)B L a g v m s m R r ⨯⨯=︒-=⨯-=+⨯+ （2分） (3)此解法正确. (1分)金属棒下滑时舞重力和安培力作用，其运动满足22sin 30B L mg v ma R r︒-=+ 上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动.无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大.由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确.(2分)21sin 302m mgS Q mv ︒-= （1分）∴ 2.74(/)m v m s === （1分） 【方法提炼】解决此类题目要分析导体棒的受力情况和运动情况，运用电磁学知识求解感应电动势，注意等效电路的串、并联关系，且要明确克服安培力做功等于电路中产生的电能即等于电路R 上产生的焦耳热，涉及变力做功要利用动能定理联立求解.24. (2011年四川理综)（19分）如图所示，间距l =0.3 m 的平行金属导轨a 1b 1c 1和a 2b 2c 2分别固定在两个竖直面内，在水平面a 1b 1b 2a 2区域内和倾角θ=︒37的斜面c 1b 1b 2c 2区域内分别有磁感应强度B 1=0.4 T 、方向竖直向上和B 2=1 T 、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R =0.3 Ω、质量m 1=0.1 kg 、长为l 的相同导体杆K 、S 、Q 分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b 1、b 2点，K 、Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m 2=0.05 kg的小环.已知小环以a =6 m/s 2的加速度沿绳下滑，K 杆保持静止，Q 杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F 作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长.取g =10 m/s 2，sin ︒37=0.6，cos ︒37=0.8.求（1）小环所受摩擦力的大小；（2）Q 杆所受拉力的瞬时功率.答案：（1）0.2 N （2）2 W解析：（1）设小环受到摩擦力大小为f ,则由牛顿第二定律得到11m g f m a -=......................................①代入数据得到0.2f N =.................................②说明：①式3分，②式1分（2）设经过K 杆的电流为I 1，由K 杆受力平衡得到11f B I L =.........................................③设回路总电流为I ,总电阻为R 总，有12I I =............................................④3=2R R 总...................................⑤ 设Q 杆下滑速度大小为v ，产生的感应电动势为E ，有E I R =总......................................⑥ 2E B Lv =....................................⑦12sin F m g B IL θ+=..................⑧拉力的瞬时功率为P Fv =.........⑨联立以上方程得到2P W =.......⑩11．（2011年天津理综）（18分）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN 、PQ间距为l =0.5m ，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab 、cd 分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg ，电阻均为R =0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B =0.2T ，棒ab 在平行于导轨向上的力F 作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd 恰好能保持静止.取g =10m/s 2，问：（1）通过cd 棒的电流I 是多少，方向如何？（2）棒ab 受到的力F 多大？（3）棒cd 每产生Q =0.1J 的热量，力F 做的功W 是多少？11．（18分）（1）棒cd 受到的安培力 cd F IlB =① 棒cd 在共点力作用下平衡，则 sin30cd F mg =② 由①②式代入数据解得 I =1A ，方向由右手定则可知由d 到c .（2）棒ab 与棒cd 受到的安培力大小相等 F ab =F cd对棒ab 由共点力平衡有 sin30F mg IlB =+③ 代入数据解得 F =0.2N④ （3）设在时间t 内棒cd 产生Q =0.1J 热量，由焦耳定律可知 2Q I Rt =⑤ 设ab 棒匀速运动的速度大小为v ，则产生的感应电动势 E=Blv⑥ 由闭合电路欧姆定律知 2EI R =⑦ 由运动学公式知，在时间t 内，棒ab 沿导轨的位移 x =vt⑧ 力F 做的功 W =Fx⑨综合上述各式，代入数据解得 W =0.4J23. （2011年浙江理综）（16分）如图甲所示，在水平面上固定有长为L =2 m 、宽为d =1 m 的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l =0.5m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在t =0时刻，质量为m =0.1kg 的导体棒以v 0=1m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为m /1.0Ω=λ，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取2/10s m g =）.（1）通过计算分析4s 内导体棒的运动情况；（2）计算4s 内回路中电流的大小，并判断电流方向；（3）计算4s 内回路产生的焦耳热.答案：（1）导体棒在s 1前做匀减速运动，在s 1后以后一直保持静止.（2）A 2.0，电流方向是顺时针方向.（3）J 04.0解析：（1）导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有ma mg =-μ at v v t +=0 2021at t v x += 代入数据解得：s t 1=，m x 5.0=，导体棒没有进入磁场区域. 导体棒在s 1末已经停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为m x 5.0=（2）前s 2磁通量不变，回路电动势和电流分别为0=E ，0=I 后s 2回路产生的电动势为V tB ld t E 1.0=∆∆=∆∆=φ 回路的总长度为m 5，因此回路的总电阻为Ω==5.05λR电流为A R E I 2.0==根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向（3）前s 2电流为零，后s 2有恒定电流，焦耳热为J Rt I Q 04.02==。

v B BL L L L 2011届北京市各区高三物理期末考试分类汇编－－电磁感应（房山）14如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L ，距磁场区域的左侧L 处，有一边长为L 的正方形导体线框，总电阻为R ，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势E 为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正，外力F 向右为正。

则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E 、外力F 和电功率P 随时间变化的图象正确的是D（房山）21、如图甲所示， 光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L =0.3m 。

导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R =0.4Ω。

导轨上停放一质量m =0.1kg 、电阻r =0.2Ω的金属杆ab ，整个装置处于磁感应强度B =0.5T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。

利用一外力F 沿水平方向拉金属杆ab ，使之由静止开始运动，电压传感器可将R 两端的电压U 即时采集并输入电脑，获得电压U 随时间t 变化的关系如图乙所示。

（1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；[来源:学科网ZXXK] （2）求第2s 末外力F 的瞬时功率；（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s 所做的功为0.3J ，求回路中定值电阻R 上产生的焦耳热是多少。

[来源:学_科_网][来源:学科网]（房山）21、（1）设路端电压为U ，金属杆的运动速度为v ，则感应电动势E = BLv ，……………………1分通过电阻R 的电流 rR EI +=……………………1分 E t B t Φ A tP D t FC 0 0 0 0 甲 乙 a F R P 电压传感器 接电脑U/V0.1 0.2电阻R 两端的电压U=rR BLvRIR +=……………………1分 由图乙可得 U =kt ，k =0.10V/s ……………………1分 解得()t BLRr R k v ⋅+=，……………………1分 因为速度与时间成正比，所以金属杆做匀加速运动，加速度()2m/s 0.1=+=BLRr R k a 。

2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：电磁感应中的力学问题试题部分1.2015年上海卷24．如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg ，在该平面上以v 0=2m/s 、与导线成60°角的初速度运动，其最终的运动状态是________，环中最多能产生________J 的电能。

2. 2012年物理上海卷25．正方形导体框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k 。

导体框质量为m 、边长为L ，总电阻为R ，在恒定外力F 作用下由静止开始运动。

导体框在磁场中的加速度大小为____________；导体框中感应电流做功的功率为____________。

3. 2014年理综大纲卷20．很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。

一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。

让条形磁铁从静止开始下落。

条形磁铁在圆筒中的运动速率 ( )A ．均匀增大B ．先增大，后减小C ．逐渐增大，趋于不变D ．先增大，再减小，最后不变 4.2014年理综广东卷15．如图8所示，上下开口、内壁光滑的铜管P 和塑料管Q 竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块 A ．在P 和Q 中都做自由落体运动 B ．在两个下落过程中的机械能都守恒 C ．在P 中的下落时间比在Q 中的长 D ．落至底部时在P 中的速度比在Q 中的长 5.2013年天津卷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Q 1，通过线框导体横截面的电荷量为q 1；第二次bc 边平行MN 进入磁场．线框上产生的热量为Q 2，通过线框导体横截面的电荷量为q 2，则A ．Q 1>Q 2 q 1=q 2B ．Q 1>Q 2 q 1>q 2C ．Q 1=Q 2 q 1=q 2D ．Q 1=Q 2 q 1>q 2M NBB6. 2013年安徽卷16.如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5m ，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω。

2011-2020北京10年高考真题物理汇编：电磁感应一．选择题（共5小题）1．（2017•北京）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。

实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。

下列说法正确的是（）A．图1中，A1与L1的电阻值相同B．图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图2中，变阻器R与L2的电阻值相同D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等2．（2016•北京）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．两圆环半径之比为2：1，圆环中产生的感应电动势分别为E a和E b，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是（）A．E a：E b＝4：1，感应电流均沿逆时针方向B．E a：E b＝4：1，感应电流均沿顺时针方向C．E a：E b＝2：1，感应电流均沿逆时针方向D．E a：E b＝2：1，感应电流均沿顺时针方向3．（2013•北京）如图所示，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E1；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E2，则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1：E2分别为（）A．b→a，2：1 B．a→b，2：1 C．a→b，1：2 D．b→a，1：24．（2012•北京）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图所示，她把一个带铁芯的线圈、开关和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈上，且使铁芯穿过套环．闭合开关的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（）A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同5．（2011•北京）某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。

L单元电磁感应L1电磁感应现象、楞次定律2．K1L1[2011·江苏物理卷] 如图2所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中()图2A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安培力的合力为零D．线框的机械能不断增大2．K1L1[2011·江苏物理卷] B【解析】当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化，A错误，B正确；因线框上下两边所处的磁场强弱不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D错误．5．L1[2011·江苏物理卷] 如图5所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好．t ＝0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度．下列图象正确的是()图5A B C D图65．L1[2011·江苏物理卷] D【解析】当开关S由1掷到2时，电容器开始放电，此时电流最大，棒受到的安培力最大，加速度最大，以后棒开始运动，产生感应电动势，棒相当于电源，利用右手定则可判断棒上端为正极，下端为负极，当棒运动一段时间后，电路中的电流逐渐减小，当电容器极板电压与棒两端电动势相等时，电容器不再放电，电路电流等于零，棒做匀速运动，加速度减为零，所以，B、C错误，D正确；因电容器两极板有电压，由q＝CU知电容器所带的电荷量不等于零，A错误.L2 法拉第电磁感应定律、自感15．L2[2011·广东物理卷] 将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )A ．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C ．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D ．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同15．L2[2011·广东物理卷] C 【解析】 根据法拉第电磁感应定律E ＝N ΔΦΔt ，感应电动势的大小与线圈的匝数、磁通量的变化率(磁通量变化的快慢)成正比，所以A 、B 选项错误，C 选项正确；因不知原磁场变化趋势(增强或减弱)，故无法用楞次定律确定感应电流产生的磁场的方向，D 选项错误．19．L2[2011·北京卷] 某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L 、小灯泡A 、开关S 和电池组E ，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S ，小灯泡发光；再断开开关S ，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ( )A ．电源的内阻较大B ．小灯泡电阻偏大C ．线圈电阻偏大D ．线圈的自感系数较大 19．L2[2011·北京卷] C 【解析】 电路达稳定状态后，设通过线圈L 和灯A 的电流分别为I 1和I 2，当开关S 断开时，电流I 2立即消失，但是线圈L 和灯A 组成了闭合回路，由于L 的自感作用，I 1不会立即消失，而是在回路中逐渐减弱并维持短暂的时间，通过回路的电流从I 1开始衰减，如果开始I 1>I 2，则灯A 会闪亮一下，即当线圈的直流电阻R L <R A 时，会出现灯A 闪亮一下的情况；若R L ≥R A ，得I 1≤I 2，则不会出现灯A 闪亮一下的情况．综上所述，只有C 项正确．L3 电磁感应与电路的综合19．L3 M1[2011·安徽卷] 如图1－11所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B .电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( )图1－11A.BL 2ω2RB. 2BL 2ω 2RC. 2BL 2ω 4RD.BL 2ω4R【解析】 D 线框在磁场中转动时产生感应电动势最大值E m ＝BL 2ω2，感应电流最大值I m ＝BL 2ω2R ，在转动过程中I —t 图象如图所示(以逆时针方向为正方向)：设该感应电流的有效值为I ，在一个周期T 内：I 2RT ＝I 2m R ·14T ，解得：I ＝I m 2＝BL 2ω4R，故选项ABC 错误，选项D 正确．6．L3[2011·海南物理卷] 如图1－4所示，EOF 和E ′O ′F ′为空间一匀强磁场的边界，其中EO ∥E ′O ′，FO ∥F ′O ′，且EO ⊥OF ；OO ′为∠EOF 的角平分线，OO ′间的距离为l ；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为l 的正方形导线框沿O ′O 方向匀速通过磁场，t ＝0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i 与时间t 的关系图线可能正确的是( )图1－5图1－6【解析】B t＝0开始，线框向左移动l2的过程中，由右手定则知，线框中有逆时针方向的电流，且随着向左移动，切割磁感线的切割长度逐渐增大，由E＝BL v知感应电动势逐渐增大，电流也逐渐增大，可排除CD选项；当线框的左边运动到O点，线框右边刚好到O′，随后向左移动l2的过程中，线框右边在磁场中做切割磁感线运动且切割长度不变，线框中应形成恒定的电流，由右手定则可知电流为顺时针方向，为负值，排除A选项，故选项B正确．L4 电磁感应与力和能量的综合24．L4[2011·四川卷] 如图1－9所示，间距l ＝0.3 m 的平行金属导轨a 1b 1c 1和a 2b 2c 2分别固定在两个竖直面内．在水平面a 1b 1b 2a 2区域内和倾角θ＝37°的斜面c 1b 1b 2c 2区域内分别有磁感应强度B 1＝0.4 T 、方向竖直向上和B 2＝1 T 、方向垂直于斜面向上的匀强磁场．电阻R ＝0.3 Ω、质量m 1＝0.1 kg 、长为l 的相同导体杆K 、S 、Q 分别放置在导轨上，S 杆的两端固定在b 1、b 2点，K 、Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好．一端系于K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m 2＝0.05 kg 的小环．已知小环以a ＝6 m/s 2的加速度沿绳下滑，K 杆保持静止，Q 杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F 作用下匀速运动．不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长．取g ＝10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小环所受摩擦力的大小； (2)Q 杆所受拉力的瞬时功率．图1－9【解析】 (1)设小环受到力的摩擦力大小为f ，由牛顿第二定律，有 m 2g －f ＝m 2a ① 代入数据，得 f ＝0.2 N ②(2)设通地K 杆的电流为I 1，K 杆受力平衡，有 f ＝B 1I 1l ③设回路总电流为I ，总电阻为R 总，有 I ＝2I 1④ R 总＝32R ⑤设Q 杆下滑速度大小为v ，产生的感应电动势为E ，有 I ＝E R 总⑥ E ＝B 2l v ⑦F ＋m 1g sin θ＝B 2Il ⑧ 拉力的瞬时功率为 P ＝F v ⑨联立以上方程，代入数据得 P ＝2 W ⑩24．L4[2011·全国卷] 如图1－6所示，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．图1－6【解析】 (1)设小灯泡的额定电流为I 0，有 P ＝I 20R ①由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN 的电流为I ＝2I 0②此时金属棒MN 所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有 mg ＝BLI联立①②③式得 B ＝mg 2LR P④ (2)设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v ，由电磁感应定律与欧姆定律得 E ＝BL v ⑤ E ＝RI 0⑥联立①②③④⑤⑥式得 v ＝2P mg⑦22．L4[2011·山东卷] 如图1－7甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．两质量、长度均相同的导体棒c 、d ，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h 处．磁场宽为3h ，方向与导轨平面垂直．先由静止释放c ，c 刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d ，两导体棒与导轨始终保持良好接触．用a c 表示c 的加速度，E k d 表示d 的动能，x c 、x d 分别表示c 、d 相对释放点的位移．图1－7乙中正确的是( )图1－7【解析】 BD 由机械能守恒定律mgh ＝12m v 2可得，c 棒刚进入磁场时的速度为 2gh ，此时c 匀速运动；d 做自由落体运动；当d 进入磁场时，c 在磁场中运动的距离为2h ，此时，两棒的速度相同，不产生感应电流，两棒的加速度都为g ，A 项错误，B 项正确．当c 出磁场时，d 在磁场中运动的距离为h ，此后，c 做加速度为g 的匀加速运动，d 做变减速运动，直到出磁场，根据前面的分析可得，C 项错误，D 项正确．23．L4 [2011·重庆卷] 有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图1－12所示，该机底面固定有间距为L 、长度为d 的平行金属电极．电极间充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R ，绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻．若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U ，求：图1－12(1)橡胶带匀速运动的速率； (2)电阻R 消耗的电功率；(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功． 23. L4[2011·重庆卷] 【解析】 (1)设电动势为E ，橡胶带运动速率为v . 由E ＝BL v ，E ＝U 得：v ＝UBL(2)设电功率为P ， P ＝U 2R(3)设电流强度为I ，安培力为F ，克服安培力做的功为W . 由：I ＝UR ，F ＝BIL ，W ＝Fd得：W ＝BLUdR图911．L4[2011·天津卷] 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 间距为l ＝0.5 m ，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab 、cd 分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m ＝0.02 kg ，电阻均为R ＝0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.2 T ，棒ab 在平行于导轨向上的力F 作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd 恰好能够保持静止．取g＝10 m/s2，问：(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每产生Q＝0.1 J的热量，力F做的功W是多少？11．[2011·天津卷] 【解析】(1)棒cd受到的安培力①F cd＝IlB棒cd在共点力作用下平衡，则F cd＝mg sin30°②由①②式，代入数据解得I＝1 A③根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c④(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等F ab＝F cd对棒ab，由共点力平衡知F＝mg sin30°＋IlB⑤代入数据解得F＝0.2 N⑥(3)设在时间t内棒cd产生Q＝0.1 J热量，由焦耳定律知Q＝I2Rt⑦设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势E＝Bl v⑧由闭合电路欧姆定律可知I＝E2R⑨由运动学公式知，在时间t内，棒ab沿导轨的位移x ＝v t ⑩ 力F 做的功 W ＝Fx ⑪综合上述各式，代入数据解得 W ＝0.4 J ⑫17．L4[2011·福建卷] 如图1－5甲所示，足够长的U 形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0＜θ＜90°)，其中MN 与PQ 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．图1－4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v ，则金属棒ab 在这一过程中( )A ．运动的平均速度大小为12vB ．下滑位移大小为qRBLC ．产生的焦耳热为qBL vD ．受到的最大安培力大小为B 2L 2vRsin θ17．L4[2011·福建卷] B 【解析】 对导体棒受力分析(如图1－5甲所示)，由牛顿第二定律有：mg sin θ－B 2L 2v R ＝ma ，可知导体棒向下做加速度不断减小的加速运动，作出v －t 图象(如图乙所示，①表示导体棒实际运动的v －t 图象，②表示匀加速直线运动的v －t 图象)，可见v －>v2，A 错．由q ＝I Δt ，I ＝E R ，E ＝ΔΦΔt ，联立解得q ＝ΔΦR ，设棒下滑的位移为s ，则ΔΦ＝BLs ，所以q ＝BLs R ，故s ＝qR BL ，B 对；由能量守恒定律mgs sin θ＝12m v 2＋Q ，可得Q＝mgs sin θ－12m v 2＝mgqR sin θBL －12m v 2，C 错；当加速度a ＝0时，物体开始做匀速运动，安培力最大，由mg sin θ－F 安＝0得，F 安＝mg sin θ，D 错．图1－5L 5 电磁感应综合23．L 5[2011·浙江卷] 如图甲所示，在水平面上固定有长为L ＝2 m 、宽为d ＝1 m 的金属“U”形导轨，在“U”形导轨右侧l ＝0.5 m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．在t ＝0时刻，质量为m ＝0.1 kg 的导体棒以v 0＝1 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ＝0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ＝0.1 Ω/m ，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g ＝10 m/s 2)．甲 乙(1)通过计算分析4 s 内导体棒的运动情况；(2)计算4 s 内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4 s 内回路产生的焦耳热．【答案】 (1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有－μmg ＝mav t ＝v 0＋atx ＝v 0t ＋12at 2 导体棒速度减为零时，v t ＝0代入数据解得：t ＝1 s ，x ＝0.5 m ，因x <L －l ，故导体棒没有进入磁场区域．导体棒在1 s 末已停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为x ＝0.5 m(2)前2 s 磁通量不变，回路电动势和电流分别为E ＝0，I ＝0后2 s 回路产生的电动势为E ＝ΔΦΔt ＝ld ΔB Δt＝0.1 V 回路的总长度为5 m ，因此回路的总电阻为R ＝5λ＝0.5 Ω电流为I ＝E R＝0.2 A 根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向．(3)前2 s 电流为零，后2 s 有恒定电流，回路产生的焦耳热为Q ＝I 2Rt ＝0.04 J ．。