高考物理命题潜规则揭秘系列 专题47 电磁感应与图象问题 PDF版.pdf

1、高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 高考命题潜规则揭秘 47：电磁感应与图象问题 规则验证：2012 年新课标理综第 20 题、2012 年重庆理综第 21 题、2012 年福建理综第 18 题、2011 江苏物理第 5 题、2011 海南物理第 6 题、2010 上海物理第19 题 命题规律：电磁感应与图象是高考考查的重点和热点，考查电磁感应与图象的试题一般为选择题，难度中等偏难。【命题分析】：电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间（或位移）变化的图像，解答的基本方法是：根据题述的电磁感应物理

2、过程或磁通量（磁感应强度）的变化情况，运用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定则）判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图像。高考关于电磁感应与图象的试题难度中等偏难。典例 2.（2012 年新课标理综第 20 题）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高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 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

3、 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 典例 3（2012 年福建理综第 18 题）如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。若取磁铁中心 O 为坐标原点，建立竖直向下正方向的 x 轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流 i 随环心位置坐标 x 变化的关系图像是 ZXX高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 典例 4（2011 江苏物理第 5 题）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。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值

4、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 典例 5.（2011 海南物理第 6 题）如图，EOF 和 EOF为空间一匀强磁场的边界，其中 EOEO，FOFO，且 EOOF；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 高考资源网（），您身边的高考专家 （

5、山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 典例 6（2010 上海物理第 19 题）如右图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为 L，边长为 L 的正方形框 abcd 的 bc 边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿 x 轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图【解析】线框从静止开始沿 x 轴正方向匀加速通过磁场区域，在 0t1 时间内，感应电流均匀增大。由右手定则可判断出感应电流为逆时针方向；当 bc 边进入垂直于光滑水平桌面向上的匀强磁

6、场后，感应电流为顺时针方向，bc 边和 ad 边都高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 切割磁感线产生感应电动势，两边产生的感应电动势相加，匀加速通过，感应电流均匀增大。当 bc 边出磁场后，ad 边切割磁感线产生的感应电流为逆时针方向，所以能反映线框中感应电流变化规律的是图 A。【点评】此题考查法拉第电磁感应定律和右手定则、电流图象等相关知识。【2012 模拟题精选训练题】1（2012 湖南 2 月联考）如图所示，LOM 为一 45角折线，折线内有一方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一边长为 l 的正方形导线框沿垂直于 OM

7、的方向以速度 v 作匀速直线运动，在 t0 的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流时间（It）关系的是（时间以 vl 为单位）（）2（江西省重点中学协作体 2012 届高三第二次联考）如图，水平虚线 MN 的上方有一匀强磁场，矩形导线框abcd 从某处以 v0 的速度竖直上抛，向上运动高度 H 后进入与线圈平面垂直的匀强磁场，此过程中导线框的ab 边始终与边界 MN 平行，在导线框从抛出到速度减为零的过程中，以下四个图中能正确反映导线框的速度与时间关系的是（）高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿

8、QQ 858529021 3（2012 北京海淀期末）如图 7 所示，在方向竖直向下、磁感应强度为 B的匀强磁场中，沿水平面固定一个 V 字型金属框架 CAD，已知A=，导体棒 EF在框架上从 A 点开始在外力作用下，沿垂直 EF 方向以速度 v 匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为 R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。关于回路中的电流 I 和消耗的电功率 P 随时间 t 变化关系的下列四个图象中可能正确的是 （）4.（2012 年 2 月山东潍坊重点中学联考）如图所示，边长为

9、L 的正方形线框，从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动，中途穿越垂直纸面向里、有理想边界的匀强磁场区域磁场的宽度大于 L，以 i 表示导线框中的感应电流，从线框刚进入磁场开始计时，取逆时针方向为电流正方向，以下 it 关系图象，可能正确的是 高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 5.（2012 年 2 月江西九江市七校联考）如图所示，有理想边界的直角三角形区域 abc 内部存在着两个方向相反的垂直纸面的匀强磁场，e 是斜边 ac 上的中点，be 是两个匀强磁场的理想分界线.现以 b 点为原点 O，沿直角边 bc 作 x 轴，让在

10、纸面内与abc 形状完全相同的金属线框 ABC 的 BC 边处在 x 轴上，t=0 时导线框 C 点恰好位于原点 O的位置.让 ABC 沿 x 轴正方向以恒定的速度 v穿过磁场，现规定逆时针方向为导线框中感应电流的正方向,在下列四个 ix 图像中，能正确表示感应电流随线框位移变化关系的是()6（2012 年 2 月深圳第一次调研）如图所示，在 x0 的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里.矩形线框 abcd 从 t=0 时刻起由静止开始沿 x高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电

11、流 I（取逆时针方向的电流为正）随时间 t 的变化图线是 7（2012 年 2 月山西四校联考）如图 1 所示，在 Ox2L 的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于 xOy 平面（纸面）向里，具有一定电阻的矩形线框abcd 位于 xOy 平面内，线框的 ab 边与y轴重合，bc 边的长度为L。令线框从t=0 时刻由静止开始沿x 轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流 i（取顺时针方向的电流为正）随时间 t 的函数图象大致是图 2 中的（）答案：C 解析：具有一定电阻的矩形线框 abcd 由静止开始沿 x 轴正方向做匀加速运动，在 0t0时间内，由右手定则和法拉第电磁感应定律，感应电流逆时针

12、逐渐增大.。完全进入磁场后，不产生感应电流，完全在磁场中运动时间小于t0；出磁场过程，感应高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 电流顺时针逐渐增大.，运动时间小于 t0；所以选项 C 正确。8（2012 年 3 月山东烟台一模）如右图所示，在坐标系 xOy 中，有边长为 L 的正方形金属线框 abcd，其一条对角线 ac 和 y 轴重合、顶点 a 位于坐标原点 O 处在y 轴的右侧的第象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab 边刚好完全重合，下边界与 x 轴重合,右边界与 y轴平行t0 时刻，线圈以恒定的速

13、度 v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿abcda 的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 i、ab 间的电势差 Uab随时间 t 变化的图线是下图中的 9（2012 年 3 月兰州诊断）如图所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有固定的金属框架 ABC，已知B=，导体棒 DE 在框架上从 B点开始在外力作用下，沿垂直 DE 方向以速度 v 匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为 R，框架和导体棒均足够长不计摩擦及接触电阻。关于回路中的电流 I 和电功率 P 随时间 t变化的下列四个图象中正确的是 高考资源网（）

14、，您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 10（2012 年 3 月山东省淄博市一模）矩形导线框 abcd 放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象如图甲所示。设 t0 时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在 04s 时间内，图乙中能正确反映线框中感应电流 i 随时间 t 变化的图象是（规定电流顺时针方向为正）11（2012 年 3 月江西南昌一模）如图所示，一个边长为 a、电阻为 R 的等边三角形线框，在外力作用下，以速度 v 匀速穿过宽均为 a 的两个匀强磁场这两个磁场的磁感应强度大小均为

15、B，方向相反线框运动方向与底高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 边平行且与磁场边缘垂直取逆时针方向的电流为正若从图示位置开始，线框中产生的感应电流 i 与沿运动方向的位移 x 之间的函数图象，下面四个图中正确的是 13（2012 年 5 月海淀二模）某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验，实验装置如图甲所示。在大线圈中放置一个小线圈，大线圈与多功能电源连接。多功能电源输入到大线圈的电流 i1 的周期为 T，且按图乙所示的规律变化，电流 i1 将在大线圈的内部产生变化的磁场，该磁场磁感应强度 B与线圈中电流 i 的关系

16、为 B=ki1（其中 k 为常数）。小线圈与电流传感器连接，并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈中感应电流 i2 随时间 t 变化的图象。高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大，则图丙所示各图象中可能正确反映 i2t 图象变化的是（图丙中分别以实线和虚线表示调整前、后的 i2t 图象）（）14（奉贤区2012年4月第二学期高三调研考试）如图所示，一个矩形金属框MNPQ置于光滑的水平面xOy内，一磁场方向垂直于金属框平面，磁感应强度B沿x轴方向按图所示的曲线规律分布，关于x0对称，平行

17、于x轴的线框边NP的长为d（d与x0的大小关系未定）。现给金属框一个大小为v0的初速度，让线框边MN从原点O开始沿x轴正方向滑动，则（A）当d=x0时，线框中感应电流方向一定保持不变（B）无论d为多大，线框中的感应电流方向都有可能保持不变（C）当dx0时，d越大，线框中最初的感应电流越小（D）无论d为多大，运动过程中线框的加速度一定一直在减小 高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 15.（2012 年 4 月北京西城一模）如图 1 所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距 L，距左端 L 处的右侧一段弯成半径为 2L 的四分之

18、一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差 2L 的水平面上。以弧形导轨的末端点 O 为坐标原点，水平向右为 x 轴正方向，建立 Ox 坐标轴。圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间 t 均匀变化的磁场 B（t），如图 2 所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿 x 方向均匀变化的磁场 B（x），如图 3 所示；磁场 B（t）和 B（x）的方向均竖直向上。在圆弧导轨最上端，放置一质量为 m 的金属棒 ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场 B（t）开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间 t0 金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回

19、路中的电阻为 R，导轨电阻不计，重力加速度为 g。（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势 E；（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场 B（x）区域，离开时的速高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 度为 v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热 Q;（3）如果根据已知条件，金属棒滑行到 x=x1，位置时停下来，a求金属棒在水平轨道上滑动过程中遁过导体棒的电荷量 q；b通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021