电磁感应高考真题赏析

本刊编辑部

1.（2013年全国I卷）如图1所示，在水平面（纸面）内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中金属棒ab、ac在a点接触，构成“V”字形导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使金属棒MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中金属棒MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。如图2所示的四幅关于回路中电流i与时间t的关系图像，可能正确的是（

）。

2.（2014年全国工卷）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相连。往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化

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

3.（2014年全国I卷）如图3甲所示，线圈an、cd绕在同一软铁芯上，在线圈ab中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图1乙所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则如图4所示的四幅描述线圈ab中电流随时间变化关系的图像中，可能正确的是（

）。

4.（2015年全国工卷）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图5所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（

）。

A.圆盘上产生了感应电动势

B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

5.（2014年全国Ⅱ卷）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MN置于圆形导轨上面，NM的延长线通过圆形导轨的中心o，装置的俯视图如图6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角速度w绕o点逆时针匀速转动，在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u，导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小为g。求：

（1）测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？

（2）求此时铝块的速度大小。

（3）求在此下落过程中铝块机械能的损失量。

（1）导体棒cd在下滑的过程中，金属条ab中的电流方向。

（2）金属条ab刚要向上滑动时，导体棒cd的速度v多大？

（3）从导体棒cd开始下滑到金属条n6刚要向上滑动的过程中，导体棒cd滑动的距离x=3.8 m，此过程中金属条n6上产生的热量Q是多少？

8.（2015年浙江卷）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图9甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长L=O.1 m，竖直边长H=O.3 m，匝数为N1。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B o一1.O T，方向垂直于线圈平面向里。线圈中通有可在O～2.0 A范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。（取重力加速度g=10 m/s。）

（1）为使电磁天平的量程达到O.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少？

（2）进一步探究电磁感应现象，另选N 2—100匝、形状相同的线圈，总电阻R一10 Ω，不接外电流，两臂平衡，如图9乙所示，保持B。不变，在线圈上部另加垂直于纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d=O.1 m。当挂盘中放质量为O.01 kg的物体时，天平平衡，求此时在线圈上部所加磁场磁感应强度的变化率

9.（2015年广东卷）如图10甲所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L=0.4 m。导轨右端接有阻值R=1Ω电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下（垂直于纸面向里）的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L。从O时刻开始，磁感应强度B的大小随时间￡的变化规律如图10乙所示。同一时刻，导体棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场。若使导体棒在导轨上始终以速度v=1 m/s做直线运动，求：

（1）导体棒进入磁场前，回路中的电动势E。

（2）导体棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及导体棒通过三角形区域abd时电流i与时间t的关系式。

10.（2015年海南卷）如图11所示，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距z，左端与一电阻R相连。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为u，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略。求：