2007-2013七年高考新课标全国卷(物理)分类全解全析考点11电磁感应Word版含解析

考点11电磁感应1.（2007·新课标全国卷·T20）（6分）.电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是A.从a到b，上极板带正电B.从a到b，下极板带正电C.从b到a，上极板带正电D.从b到a，下极板带正电【解析】由楞次定律可感应电流流过R的电流方向从b到a，因ab则电容器下极板带正电，所以正确答案为D。【答案】：D2.（2008·新课标全国卷·T16）（6分）、如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是（）A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b【解析】本题考查右手定则的应用。根据右手定则，可判断PQ作为电源，Q端电势高，在PQcd回路中，电流为逆时针方向，即流过R的电流为由c到d，在电阻r的回路中，电流为顺时针方向，即流过r的电流为由b到a。当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向。所以正确答案为B。【答案】：B3.（2009·新课标全国卷·T19）（6分）如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一周的过程中，电流随t变化的图象是dPQabrcRv【解析】依据右手定则，可知在0-2内，电流方向M到O，在在电阻R内则是由b到a，为负值，且大小为212BLIR为一定值，~2内没有感应电流，3~2内电流的方向相反，即沿正方向，3~22内没有感应电流，因此C正确。【答案】C4.（2010·新课标全国卷·T21）（6分）如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场。一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直。让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2，忽略涡流损耗和边缘效应。关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是（）A.E1E2，a端为正B.E1E2，b端为正C.E1E2，a端为正D.E1E2，b端为正【解析】本题以水平金属棒在两通电螺线管间的水平圆形匀强磁场中自由下落，垂直切割磁感线产生感应电动势，考查考生的空间想象能力和把立体图转化为平面图思维方法。解答本题可按以下思路分析：将立体图转化为平面图如右图所示，由几何关系计算有效切割长度L由安培定则判螺线管磁场方向将立体图转化为平面图确定有效切割长度和切割速度由E=BLv计算得结果96.02)2.0(22222121RRRhRL36.02)8.0(22222222RRRhRL由机械能守恒定律计算切割速度v，即：221mvmgh，得ghv2，则：gRRgv4.02.021，gRRgv6.18.022根据E=BLv，gRRBE4.0.61.6021，gRRBE6.136.022，可见E1E2。又根据右手定则判断电流方向从a到b，在电源内部，电流是从负极流向正极的，所以选项D正确。【答案】D【类题拓展】求动生电动势的“一变三看”法：（1）变立体图为平面图（2）一看三量夹角关系（3）二看有效切割长度（4）三看有效切割速度5.（2010·新课标全国卷·T14）（6分）在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是（）A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律【解析】本题以电磁学发展史为基础，主要考查考生对电磁学知识系统的了解以及对电磁学发展做出重要贡献的科学家的伟大成就的了解。解答本题时可按以下思路分析：选项B错误，赫兹用实验证实了电磁波的存在；选项D错误，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律。【答案】：AC6.（2012·新课标全国卷·T19）（6分）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率tB的大小应为()电磁学主干知识和重点内容科学家的重要贡献A.04BB.02BC.0BD.20B【解析】分别求出导线框以角速度ω匀速转动产生的电流大小的表达式和磁感应强度大小随时间线性变化时电流大小的表达式，建立等式求解tB的大小.设导线框半径为l,导线框以角速度ω匀速转动产生的电流大小为：RlBRlBI22120201；导线框中磁感应强度大小随时间线性变化时产生的电流大小为：tBRlRtBlI221222，因为I1=I2，所以0BtB，故选项C正确.【答案】C７.（2012·新课标全国卷·T20）（6分）如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是()【解析】解答本题可按以下思路分析：分析A图,如图甲所示,判断线框处磁场方向利用楞次定律分析线框电流判断符合线框中的电流方向的选项在0~t2时间内,直导线中的电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸面向里,由楞次定律可知此过程中线框中的感应电流方向为顺时针方向,由左手定则可判断出线框的左边所受安培力较大,方向向左,线框的右边所受安培力较小,方向向右,线框所受合力方向向左,如图乙所示.在t2~t1时间内,直导线中的电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸面向外,由楞次定律可知此过程中线框中的感应电流方向为顺时针方向,由左手定则可判断出线框的左边所受安培力较大,方向向右,线框的右边所受安培力较小,方向向左,线框所受合力方向向右,如图丙所示.故选项A正确,B、C、D错误.【答案】A8、（2013·新课标全国卷Ⅰ·T17）（6分）如图.在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线.可能正确的是【解析】设MN在匀速运动中切割磁场的有效长度为L,∠bac=2,感应电动势为E=BLv,三角形的两边长相等且均为2sinLL,由lRS可知,三角形的总电阻2lLLRkLSS(k为常数),再由闭合电路欧姆定律得EBLvBvIRkLk,是一个常量,与时间t无关,所以选项A正确。【答案】A9、（2013·新课标全国卷Ⅰ·T25）（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)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。【解析】本题关键是通过牛顿第二定律的求解得出加速度的表达式是一个与时间无关的物理量,导体棒做匀加速直线运动。具体分析:首先要由感应电动势和电容的定义式求解速度大小为v时电容器极板上储存的电荷Q;其次列牛顿第二定路方程,正确的解出加速度22sincosmgmgamCBL是一个恒量,即金属棒做初速为零的匀加速直线运动v=at解出本题的答案。22sincosmgmgvattmCBL(1)设金属棒下滑的速度大小为v,则感应电动势为E=BLv①平行板电容器两极板的电压为U,U=E②设此时电容器极板上储存的电荷为Q,按定义有QCU③联立①②③式解得QCBLv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=BLi⑤设在(t,t+t)时间间隔内流经金属棒的电荷量为Q，按定义有Qit⑥Q也是平行板电容器两极板在(t,t+t)时间间隔内增加的电荷量由④式可得QCBLv⑦式中v为金属棒速度的变化量按定义有vat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,N=mgcos⑨sinmgfFma⑩fN(11)联立⑤至(11)式得22sincosmgmgamCBL(12)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v22sincosmgmgvattmCBL【答案】(1)QCBLv(2)22sincosmgmgvattmCBL10.（2013·新课标全国卷Ⅱ·T16）（6分）如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d＞L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0是导线框的的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图像中，可能正确描述上述过程的是【解析】本题以线框在磁场中的运动为背景，考查左右手定则、安培力和牛顿第二定律。线框进入磁场时，由右手定则和左手点则可知线框受到向左的安培力，由于22BLvFR安，则安培力减小，故线框做加速度减小的减速运动；同理可知线框离开磁场时，线框也受到向左的安培力，做加速度减小的减速运动；线框完全进入磁场后，线框中没有感应电流，不再受安培力作用，线框做匀速运动，本题选D。【答案】D11、（2013·新课标全国卷Ⅱ·T19）（6分）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，该效应解释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【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，A正确；安培首先提出分子电流假说，B正确；楞次定律的内容为感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，D正确；法拉第在实验中观察到，在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流，选项C说法错误。本题选ABD。【答案】ABD