1、 1.2016北京卷 如图 1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 Ea 和 Eb，不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是 ( ) 图 1 A Ea Eb 4 1，感应电流均沿逆时针方向 B Ea Eb 4 1，感应电流均沿顺时针方向 C Ea Eb 2 1，感应电流均沿逆时针方向 D Ea Eb 2 1，感应电流均沿顺时针方向 答案： B 解析： 由法拉第电磁感应定律可知 E n t ，则 E n B t R2.由于 Ra Rb 2 1，则 EaEb 4 1.由楞次定律和安培
2、定则可以判断产生顺时针方向的电流选项 B 正确 2. 2016江苏卷 电吉他中电拾音器的基本结构如图 1所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，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，下列说法正确的有 ( ) A选用铜质弦，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增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D磁振动过程中，线圈中的 电流方向不断变化 答案： BCD 解析： 选用铜质弦时，不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不能正常工作，选项A 错误；取走磁体时，金属弦磁性消失，电吉他不能正常工作，选项 B 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数可以
3、增大线圈中的感应电动势，选项 C 正确；根据楞次定律可知，磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，选项 D 正确 3.2016全国卷 法拉第圆盘发电机的示意图如图 1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 ( ) 图 1 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
4、的 2 倍 答案： AB 5.2016江苏卷 据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见如图所示，假设“天宫一号”正以速度 v 7.7 km/s 绕地球 做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端 M、 N 的连线垂直， M、 N 间的距离 L 20 m，地磁场的磁感应强度垂直于 v， MN 所在平面的分量 B 1.0 10 5 T，将太阳帆板视为导体 图 1 (1)求 M、 N 间感应电动势的大小 E； (2)在太阳帆板上将一只“ 1.5 V， 0.3 W”的小灯泡与 M、 N 相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻试判断小灯泡能否发光
5、，并说明理由； (3)取地球半径 R 6.4 103 km，地球表面的重力加速度 g 9.8 m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度 h(计算结果保留一 位有效数字 ) 解析： (1)法拉第电磁感应定律 E BLv，代入数据得 E 1.54 V (2)不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流 (3)在地球表面有 GMmR2 mg 匀速圆周运动 G Mm（ R h） 2 m v2R h 解得 h gR2v2 R，代入数据得 h 4 105 m(数量级正确都算对 ) 6.2016浙江卷 如图 12 所示， a、 b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10 匝，边长 la
6、 3lb，图示区域内 有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则 ( ) 图 12 A两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B a、 b 线圈中感应电动势之比为 9 1 C a、 b 线圈中感应电流之比为 3 4 D a、 b 线圈中电功率之比为 3 1 答案： B 解析： 由楞次定律可判断，两线圈中产生的感应电流均沿逆时针方向，选项 A 错误；由 E n B tS， S l2， R lS， I ER， P E2R，可 知 Ea： Eb 9： 1， Ia： Ib 3： 1， Pa： Pb 27： 1，选项 B 正确，选项 C、 D 错误 7.2016全国卷
7、如图 1，两固定的绝缘斜面倾角均为 ，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轻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 ，重力加速度大小为 g，已知金属棒 ab 匀速下滑求： (1)作用在金属棒 ab 上的安培力的大小； (2)金属棒运动速度的大小 图 1 解析： (1)设导线的张力的大小为 T，右斜面
8、对 ab 棒的支持力的大小为 N1，作用在 ab 棒上的安培力的大小为 F，左斜面对 cd 棒的支持力大小为 N2，对于 ab 棒，由力的平衡条件得 2mgsin N1 T F N1 2mgcos 对于 cd 棒，同理有 mgsin N2 T N2 mgcos 联立式得 F mg(sin 3 cos ) (2)由安培力公式得 F BIL 这里 I 是回路 abdca 中的感应电流， ab 棒上的感应电动势为 BLv 式中， v 是 ab 棒下滑速度的大小，由欧姆定律得 I R 联立式得 v (sin 3 cos )mgRB2L2 8.2016全国卷 如图 1所示，水平面 (纸面 )内间距为 l
9、 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 .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 图 1 解析： (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为 a，由牛顿第二定律得 ma F mg 设金属杆到达磁场左边界时的速度为 v，由运动学公式有 v at0 当金属杆以速度
10、 v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为 E Blv 联立式可得 E Blt0 Fm g (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为 I，根据欧姆定律 I ER 式中 R 为电阻的阻值金属杆所受的安培力为 f BIl 因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得 F mg f 0 联立式得 R B2l2t0m 10.2016浙江卷 小明设计的电磁健身器的简化装置如图 110 所示，两根平行金属导轨相距 l 0.50 m，倾角 53， 导轨上端串接一个 R 0.05 的电阻在导轨间长 d 0.56 m 的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度 B 2.0 T
11、质量 m 4.0 kg的金属棒 CD 水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆 GH相连 CD 棒的初始位置与磁场区域的下边界相距 s 0.24 m一位健身者用恒力 F 80 N 拉动 GH 杆， CD 棒由静止开始运动，上升过程中 CD 棒始终保持与导轨垂直当 CD 棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使 CD 棒回到初始位置 (重力加速度 g 取 10 m/s2， sin 53 0.8，不计其他电阻 、摩擦力以及拉杆和绳索的质量 )求： (1)CD 棒进入磁场时速度 v 的大小； (2)CD 棒进入磁场时所受的安培力 FA 的大小； (3)在拉升 CD 棒的过程中，健身者所做的功
12、W 和电阻产生的焦耳热 Q. 解析： (1)由牛顿定律 a F mgsin m 12 m/s2 进入磁场时的速度 v 2as 2.4 m/s (2)感应电动势 E Blv 感应电流 I BlvR 安培力 FA IBl 代入得 FA （ Bl）2vR 48 N (3)健身者做功 W F(s d) 64 J 由牛顿定律 F mgsin FA 0 CD 棒在磁场区做匀速运动 在磁场中运动时间 t dv 焦耳热 Q I2Rt 26.88 J 25 (2013高考新课标全国卷 )如图 ， 两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为 ，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
13、 ， 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 的动摩擦因素为 ， 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 ：从电磁感应中的动生电动势和电容器的充放电及牛顿第二定律入手 (1)设金属棒下滑的速度大小为 v，则感应电动势为 E BLv 平行板电容器两极板之间的电势差为 U E 设此时电容器极板上积累的电荷量为 Q，据定义有 C Q
14、U 联立 式得 Q CBLv. (2)设金属棒的速度大小为 v时经历的时间为 t，通过金属棒的电流为 i.金属棒受到的磁场的作用力方向沿导轨向上，大小为 f1 BLi 设在时间间隔 (t， t t)内流经金属棒的电荷量为 Q，据定义有 i Qt Q也是平行板电容器极板在时间间隔 (t， t t)内增加的电荷量 由 式得 Q CBLv 式中， v为金属棒的速度变化量 据定义有 a vt 金属棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小为 f2 N 式中， N是 金属棒对导轨的正压力的大小，有 N mgcos 金属棒在时刻 t的加速度方向沿斜面向下，设其大小为 a， 根据牛顿第二定律有 mgsin f1 f2
15、 ma 联立 至 式得 a msin cos gm B2L2C 由 式及题设可知，金属棒做初速度为零的匀加速直线运动 t时刻金属棒的速度大小为 v msin cos m B2L2C gt. 17 (2013高考大纲全国卷 ) 纸面内两个半径均为 R 的圆相切于 O 点 ， 两圆形区域内分别存在 垂直于纸面的匀强磁场 ， 磁感应强度大小相等 、 方向相反 ， 且不随时间变化 一长为2R 的导体杆 OA 绕过 O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转 ， 角速度为 ， t 0 时 OA 恰好位于两圆的公切线上 ， 如图所示 若选取从 O 指向 A 的电动势为正 ， 下列描述导体杆中感应电动势随时间变化
16、的图象可能正确的是 ( ) 解析 ：选 C.从导体杆转动切割磁感线产生感应电动势的角度考虑 当导体杆顺时针转动切割圆形区域中的磁感线时，由右手定则判断电动势由 O指向 A，为正，选项 D 错误；切割过程中产生的感 应电动势 E BL v 12BL2，其中 L 2Rsin t，即 E 2BR2 sin2 t，可排除选项 A、 B，选项 C 正确 17 (2013高考北京卷 )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
17、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 c a,2 1 B a c,2 1 C a c,1 2 D c a,1 2 解析 ：选 C.金属杆垂直平动切割磁感线产生的感应电动势 E Blv，判断金属杆切割磁感线产生的感应电流方向可用右手定则 由右手定则判断可得，电阻 R 上的电流方向为 a c，由 E Blv知， E1 Blv， E2 2Blv，则 E1 E2 1 2，故选项 C正确 3 (2013高考天津卷 ) 如图所示 ， 纸面内有一矩形导体闭合线框 abcd， ab 边长大于 bc 边长 ， 置于垂直纸面向里 、 边界为 MN
18、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 Q1， 通过线框导体横截面的电荷量为 q1； 第二次 bc 边平行 MN 进入磁场 ， 线框上产生的热量为 Q2， 通过线框导体横截面的电荷量为 q2， 则 ( ) A Q1Q2， q1 q2 B Q1Q2， q1q2 C Q1 Q2， q1 q2 D Q1 Q2， q1q2 解析： 选 A.根据法拉第电磁感应定律 E Blv、欧姆定律 I ER和焦耳定律 Q I2Rt，得线圈进入磁场产生的热量 Q B2l2v2R lv B2SlvR ，因为
19、 lablbc，所以 Q1Q2.根据 E t， IER及 q I t得 qBSR，故 q1 q2.选项 A正确，选项 B、 C、 D 错误 13 (2013高考江苏卷 ) 如图 所示 ， 匀强磁场中有一矩形闭合线圈 abcd， 线圈平面与磁场垂直 已知线圈的匝数 N 100， 边长 ab 1.0 m、 bc 0.5 m， 电阻 r 2 .磁感应强度 B 在 0 1 s 内从零均匀变化到 0.2 T 在 1 5 s 内从 0.2 T 均匀变化到 0.2 T， 取垂直纸面向里为磁场的正方向 求 ： (1)0.5 s 时线圈内感应电动势的大小 E 和感应电流的方向 ； (2)在 1 5 s 内通过线
20、圈的电荷量 q； (3)在 0 5 s 内线圈产生的焦耳热 Q. 解析： (1)感应电动势 E1 N1t1，磁通量的变化量 1 B1S，解得 E1 NB1St1，代入数据得 E1 10 V，感应电流的方向为 a d c b a. (2)同理可得 E2 NB2St2，感应电流 I2 E2r 电荷量 q I2t2，解得 q NB2Sr ，代入数据得 q 10 C. (3)0 1 s 内的焦耳热 Q1 I21rt1，且 I1 E1r ， 1 5 s内的焦耳热 Q2 I22rt2 由 Q Q1 Q2， 代入数据得 Q 100 J. 答案： (1)10 V， 感应电流的方向为 a d c b a (2)
21、10 C (3)100 J 16. (2013高考安徽卷 )如图所示 ， 足够长平行金属导轨倾斜放置 ， 倾角为 37， 宽度为 0.5 m，电阻忽略不计 ， 其上端接一小灯泡 ， 电阻为 1 .一导体棒 MN垂直于导轨放置 ， 质量为 0.2 kg，接入电路的电阻为 1 ， 两端与导轨接触良好 ， 与导轨间的动摩擦因数为 0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场 ， 磁感应强度为 0.8 T 将导体棒 MN 由静止释放 ， 运动一段时间后 ， 小灯泡稳定发光 ， 此后导体棒 MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为 (重力加速度 g 取 10 m/s2， sin 37 0.6)(
22、) A 2.5 m/s 1 W B 5 m/s 1 W C 7.5 m/s 9 W D 15 m/s 9 W 解析： 选 B.把立体图转为平面图，由平衡条件列出方程是解决此类问题的关键 对导体棒进行受力分析作出截面图，如图所示 ，导体棒共受四个力作用，即重力、支持力、摩擦力和安培力 由平衡条件得 mgsin 37 F 安 Ff Ff FN FN mgcos 37 而 F 安 BIL I ER r E BLv 联立 式，解得 v mgsin 37 cos 37R rB2L2 代入数据得 v 5 m/s. 小灯泡消耗的电功率为 P I2R 由 式得 P BLvR r 2R 1 W 故选项 B正确
23、15 (2013高考浙江卷 )磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区 ， 刷卡器中有检测线圈 ， 当以速度 v0 刷卡时 ， 在线圈中产生感应电动势 其 E t 关系如图所示 如果只将刷卡速度改为 v02 ， 线圈中的 E t 关系图可能是 ( ) 解析： 选 D.由公式 E Blv可知，当刷卡速度减半时，线圈中的感应电动势最大值减半，且刷卡所用时间加倍，故本题正确选项为 D. 18. (2013高考福建卷 )如图 ， 矩形闭合导体线框在匀强磁场上方 ， 由不同高度静止释放 ， 用t1、 t2 分别表示线框 ab 边和 cd 边刚进入磁场的时刻 线框下落过程形状不变 ， ab 边始终
24、保持与磁场水平边界线 OO 平行 ， 线框平面与磁场方向垂直 设 OO 下方磁场区域足够大 ，不计空气影响 ， 则下列哪一个图像 不 可能反映线框下落过程中速度 v 随时间 t 变化的规律( ) 解析： 选 A.根据导体线框进入磁场的速度的不同分析线框的受力情况、运动情况，从而判断可能的 v t图像 线框先做自由落体运动，因线框下落高度不同，故线框 ab边刚进磁场时，其所受安培力 F 安 与重力 mg的大小关系可分以下三种情况： 当 F 安 mg时，线框匀速进入磁场，其速度 v mgRB2L2，选项 D有可能； 当 F 安 mg时，线框加速进入磁场，又因 F 安 B2L2vR ，因此 amg B2L2vRm ，即 a g B2L2vmR ，速度 v增大， a减小，线框做加速度逐渐减小的加速运动，选项 C有可能； 当 F安 mg时，线框减速进 入磁场， aB2L2vmR g， v减小， a减小，线框做加速度逐渐减小的减速运动，当线框未完全进入磁场而 a减为零时，即此时 F 安 mg，线框开始做匀速运动，当线框完全进入磁场后做匀加速直线运动，选项 B有可能 故不可能的只有选项 A.
