专题十电磁感应高考物理高考物理(江苏省专用江苏省专用)1/121一、单项选择题一、单项选择题1.(江苏单科,1,3分)如图所表示,一正方形线圈匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且二分之一处于磁场中。在t时间内,磁感应强度方向不变,大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生感应电动势为()A.B.C.D.A组 自主命题江苏卷题组五年高考2/121答案B由法拉第电磁感应定律知线圈中产生感应电动势E=n=nS=n,得E=,选项B正确。考查点本题考查考生对法拉第电磁感应定律和磁通量等知识了解,属于轻易题。错解分析本题易错选C,原因有两种可能:一是对磁通量概念了解有误,认为面积S=a2;二是审题不清,认为磁感应强度“增加了”2B。由此可见,解题过程中一定要细心再细心!3/1212.(江苏单科,6,4分)电吉他中电拾音器基本结构如图所表示,磁体附近金属弦被磁化,所以弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音。以下说法正确有()A.选取铜质弦,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.增加线圈匝数能够增大线圈中感应电动势D.弦振动过程中,线圈中电流方向不停改变二、多项选择题二、多项选择题4/121答案BCD铜质弦无法被磁化,不能产生磁场引发线圈中磁通量改变从而产生感应电流,所以铜质弦不能使电吉他正常工作,故A项错误;取走磁体,金属弦无法被磁化,线圈中不会产生感应电流,B项正确;由E=n知,C项正确;金属弦往返振动,线圈中磁通量不停增加或减小,电流方向不停改变,D项正确。考查点本题考查产生感应电流条件、法拉第电磁感应定律、感应电流方向等知识,属于容易题。易错点拨有些学生受生活中吉他铜质弦影响,误选A项,这就提醒我们解题一定要结合所学物理知识,深入思索推理,不要凭想象。失分警示铜质材料不能被磁化,铜质弦振动时不会在线圈中产生感应电动势。审题关键磁体把金属弦磁化;被磁化了弦振动时,使线圈内磁通量发生改变,从而产生了感应电流。5/1213.(江苏单科,7,4分)如图所表示,在线圈上端放置一盛有冷水金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内水沸腾起来。若要缩短上述加热时间,以下办法可行有()A.增加线圈匝数B.提升交流电源频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中铁芯6/121答案AB该装置工作原理是,线圈内改变电流产生改变磁场,从而使金属杯内产生涡流,再把电能转化为内能,使杯内水升温。交流电源频率一定时,线圈产生磁场磁感应强度最大值Bm越大,杯内磁通量改变就越快,产生涡流就越大,增加线圈匝数会使线圈产生磁场Bm增大,而取走线圈中铁芯会使线圈产生磁场Bm减小,故A对、D错。交流电源频率增大,杯内磁通量改变加紧,产生涡流增大,故B正确。瓷为绝缘材料,不能产生涡流,故C错。考查点本题从改变线圈结构、工作电源、加热容器等多个视角考查考生对涡流了解,属于轻易题。学习指导涡流不是重、难点,学习中很轻易忽略它。由此可见,我们在学习过程中,不留知识漏洞,才不会在高考中留下遗憾。7/1214.(江苏单科,13,15分)如图所表示,两条相距d平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R电阻。质量为m金属杆静置在导轨上,其左侧矩形匀强磁场区域MNPQ磁感应强度大小为B、方向竖直向下。当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆速度变为v。导轨和金属杆电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中一直与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求:(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流大小I;(2)MN刚扫过金属杆时,杆加速度大小a;三、非选择题三、非选择题(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流功率P。8/121解析本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律。(1)感应电动势E=Bdv0感应电流I=解得I=(2)安培力F=BId牛顿第二定律F=ma解得a=(3)金属杆切割磁感线速度v=v0-v,则感应电动势E=Bd(v0-v)电功率P=解得P=答案(1)(2)(3)9/121方法技巧感应电动势求法感应电动势可分为感生电动势和动生电动势。感生电动势用公式E=n求解,且只能求解平均电动势。动生电动势用公式E=BLv求解,既能够求平均电动势,也能够求瞬时电动势。用E=BLv求解电动势时,v为导体棒垂直切割磁感线速度。10/1215.(江苏单科,13,15分)据报道,一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳瞬间。照片中,“天宫一号”太阳帆板轮廓清楚可见。如图所表示,假设“天宫一号”正以速度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连线垂直,M、N间距离L=20m,地磁场磁感应强度垂直于v、MN所在平面分量B=1.010-5T。将太阳帆板视为导体。(1)求M、N间感应电动势大小E;(2)在太阳帆板上将一只“1.5V,0.3W”小灯泡与M、N相连组成闭合电路,不计太阳帆板和导线电阻,试判断小灯泡能否发光,并说明理由;(3)取地球半径R=6.4103km,地球表面重力加速度g=9.8m/s2,试估算“天宫一号”距离地球表面高度h(计算结果保留一位有效数字)。11/121解析(1)法拉第电磁感应定律E=BLv,代入数据得E=1.54V(2)不能,因为穿过闭合回路磁通量不变,不产生感应电流。(3)在地球表面有G=mg匀速圆周运动G=m解得h=-R,代入数据得h4105m(数量级正确都算对)答案(1)1.54V(2)看法析(3)4105m考查点本题考查感应电流产生条件、法拉第电磁感应定律、万有引力提供向心力、黄金代换式等考点,情景清楚简单,对分析推理能力要求不高,属于中等难度题。易错点拨即使MN连线在切割磁感线,M点电势高于N点电势,但在M、N之间连小灯泡,整个回路在磁场中平动,磁通量不变。12/1216.(江苏单科,13,15分)做磁共振(MRI)检验时,对人体施加磁场发生改变时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织影响,将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈,线圈半径r=5.0cm,线圈导线截面积A=0.80cm2,电阻率=1.5m。如图所表示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减为零,求:(计算结果保留一位有效数字)(1)该圈肌肉组织电阻R;(2)该圈肌肉组织中感应电动势E;(3)0.3s内该圈肌肉组织中产生热量Q。13/121解析(1)由电阻定律得R=,代入数据得R=6103(2)感应电动势E=,代入数据得E=410-2V(3)由焦耳定律得Q=t,代入数据得Q=810-8J答案(1)6103(2)410-2V(3)810-8J考查点本题考查了电阻定律、法拉第电磁感应定律和电功三个方面内容,模型已构建好,主要考查基本规律简单应用,属于中等难度题。学习指导考生在本题中出现错误主要有以下几方面:不了解公式中各字母含义,乱套公式;单位换算错误;未按有效数字要求表示结果;运算结果错误。由以上种种错误可见,学习过程中不但要切记公式,更主要是要了解式中各字母物理意义;解题过程中要细心、细心、再细心!14/1217.(江苏单科,13,15分,)如图所表示,在匀强磁场中有一倾斜平行金属导轨,导轨间距为L,长为3d,导轨平面与水平面夹角为,在导轨中部刷有一段长为d薄绝缘涂层。匀强磁场磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。质量为m导体棒从导轨顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。导体棒一直与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间电阻为R,其它部分电阻均不计,重力加速度为g。求:(1)导体棒与涂层间动摩擦因数;(2)导体棒匀速运动速度大小v;(3)整个运动过程中,电阻产生焦耳热Q。答案(1)tan(2)(3)2mgdsin-15/121解析(1)在绝缘涂层上受力平衡mgsin=mgcos解得=tan(2)在光滑导轨上感应电动势E=BLv感应电流I=安培力F安=BIL受力平衡F安=mgsin解得v=(3)摩擦生热Q摩=mgdcos由能量守恒定律得3mgdsin=Q+Q摩+mv2解得Q=2mgdsin-16/121考查点本题考查了共点力平衡、摩擦力、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力、能量守恒定律等知识,要求考生含有一定综合分析能力,属于中等难度题。解题思绪因为棒“一直匀速滑到导轨底端”,所以,棒在绝缘涂层上滑动时,“下滑力”等于滑动摩擦力。棒开始做变加速运动,待匀速时速度到达最大,由合外力等于零列式可得最大速度v。对棒运动全过程应用能量守恒定律,便可轻而易举地解出。17/1218.(江苏单科,13,15分)如图所表示,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内从零均匀改变到0.2T。在15s内从0.2T均匀改变到-0.2T,取垂直纸面向里为磁场正方向。求:(1)0.5s时线圈内感应电动势大小E和感应电流方向;(2)在15s内经过线圈电荷量q;(3)在05s内线圈产生焦耳热Q。答案(1)10Vadcba(2)10C(3)100J18/121解析(1)感应电动势E1=N磁通量改变1=SB1解得E1=N代入数据得E1=10V感应电流方向为adcba(2)同理可得E2=N感应电流I2=电荷量q=I2t2解得q=N代入数据得q=10C(3)01s内焦耳热Q1=rt1且I1=19/12115s内焦耳热Q2=rt2由Q=Q1+Q2,代入数据得Q=100J评析本题为电磁感应常规物理量求解,考查学生对基本规律了解及基本能力,难度较小。考查点本题考查法拉第电磁感应定律、电流、楞次定律、电荷量、焦耳定律等知识,要求考生含有一定分析综合能力,属于中等难度题。解题思绪利用楞次定律判断感应电流方向,运使用方法拉第电磁感应定律求感应电动势,再利用闭合电路欧姆定律和电流定义式相结合求电荷量,由焦耳定律求焦耳热。20/121考点一楞次定律法拉第电磁感应定律考点一楞次定律法拉第电磁感应定律一、单项选择题一、单项选择题1.(课标,15,6分)如图,在方向垂直于纸面向里匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始瞬间,关于感应电流方向,以下说法正确是()A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向B组 统一命题、省（区、市）卷题组21/121答案D金属杆PQ向右运动,穿过PQRS磁通量增加,由楞次定律可知,PQRS中产生逆时针方向电流。这时因为PQRS中感应电流作用,依据楞次定律可知,T中产生顺时针方向感应电流。故只有D项正确。易错点拨对楞次定律深度了解线框与导轨共面且与磁场垂直。当金属杆PQ向右运动时,PQRS中向里磁通量增加,从而产生逆时针方向感应电流。T中原有向里磁通量不变,而增加了因PQRS中感应电流产生向外磁通量,造成T中合磁通量减小,从而产生顺时针方向感应电流。22/1212.(北京理综,19,6分)图1和图2是教材中演示自感现象两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随即逐步变暗;闭合开关S2,灯A2逐步变亮,而另一个相同灯A3马上变亮,最终A2与A3亮度相同。以下说法正确是()A.图1中,A1与L1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23/121答案C本题考查自感现象判断。在图1中止开S1瞬间,灯A1突然闪亮,说明断开S1前,L1中电流大于A1中电流,故L1阻值小于A1阻值,A、B选项均错误;在图2中,闭合S2瞬间,因为L2自感作用,经过L2电流很小,D错误;闭合S2后,最终A2与A3亮度相