三年高考（2016-2022）高考物理試題分項版解析 專題11 電磁感應（含解析）

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1、三年高考（2016-2022）高考物理試題分項版解析 專題11 電磁感應（含解析） 1．如圖，在同一平面內(nèi)有兩根平行長導軌，導軌間存在依次相鄰的矩形勻強磁場區(qū)域，區(qū)域?qū)挾染鶠閘,磁感應強度大小相等、方向交替向上向下。一邊長為的正方形金屬線框在導軌上向左勻速運動，線框中感應電流i隨時間t變化的正確圖線可能是（ ） A. B. C. D. 【來源】2018年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試物理（全國II卷） 【答案】 D 【解析】試題分析：找到線框在移動過程中誰切割磁感線，并根據(jù)右手定則判斷電流的方向，從而判斷整個回路中總電流的方向。要分過程處理本題。 第一

2、過程從①移動②的過程中 然后從③到④的過程中，左邊切割產(chǎn)生的電流方向逆時針，而右邊切割產(chǎn)生的電流方向也是逆時針，所以電流的大小為，方向是逆時針 當線框再向左運動時，左邊切割產(chǎn)生的電流方向順時針，右邊切割產(chǎn)生的電流方向是逆時針，此時回路中電流表現(xiàn)為零，故線圈在運動過程中電流是周期性變化，故D正確； 故選D 點睛：根據(jù)線圈的運動利用楞次定律找到電流的方向，并計算電流的大小從而找到符合題意的圖像。 2．如圖，導體軌道OPQS固定，其中PQS是半圓弧，Q為半圓弧的中心，O為圓心。軌道的電阻忽略不計。OM是有一定電阻?？衫@O轉(zhuǎn)動的金屬桿。M端位于PQS上，OM與軌道接觸良好

3、。空間存在半圓所在平面垂直的勻強磁場，磁感應強度的大小為B，現(xiàn)使OQ位置以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)到OS位置并固定（過程Ⅰ）；再使磁感應強度的大小以一定的變化率從B增加到B'（過程Ⅱ）。在過程Ⅰ、Ⅱ中，流過OM的電荷量相等，則等于（ ） A. B. C. D. 2 【來源】2018年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試物理（新課標I卷） 【答案】 B 【點睛】此題將導體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢和磁場變化產(chǎn)生感應電動勢有機融合，經(jīng)典中創(chuàng)新。 3．（多選）如圖所示，豎直放置的形光滑導軌寬為L，矩形勻強磁場Ⅰ、Ⅱ的高和間距均為d，磁感應強度為B．質(zhì)量為m的水平金屬

4、桿由靜止釋放，進入磁場Ⅰ和Ⅱ時的速度相等．金屬桿在導軌間的電阻為R，與導軌接觸良好，其余電阻不計，重力加速度為g．金屬桿（ ） A. 剛進入磁場Ⅰ時加速度方向豎直向下 B. 穿過磁場Ⅰ的時間大于在兩磁場之間的運動時間 C. 穿過兩磁場產(chǎn)生的總熱量為4mgd D. 釋放時距磁場Ⅰ上邊界的高度h可能小于 【來源】2018年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試物理（江蘇卷） 【答案】 BC Q1=mg．2d，所以穿過兩個磁場過程中產(chǎn)生的熱量為4mgd，選項C正確；若金屬桿進入磁場做勻速運動，則，得，有前面分析可知金屬桿進入磁場的速度大于，根據(jù)得金屬桿進入磁場的高度應大于，選項D

5、錯誤。 點睛：本題以金屬桿在兩個間隔磁場中運動時間相等為背景，考查電磁感應的應用，解題的突破點是金屬棒進入磁場Ⅰ和Ⅱ時的速度相等，而金屬棒在兩磁場間運動時只受重力是勻加速運動，所以金屬棒進入磁場時必做減速運動。 4．（多選）如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長直導線PQ和一導線框R，R在PQ的右側(cè)。導線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導線框R中的感應電動勢 A. 在時為零 B. 在時改變方向 C. 在時最大，且沿順時針方向 D. 在時最大，且沿順時針方向 【來源】2018年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試物理（全國III卷） 【

6、答案】 AC 點睛 此題以交變電流圖象給出解題信息，考查電磁感應及其相關(guān)知識點。解答此題常見錯誤主要有四方面：一是由于題目以交變電流圖象給出解題信息，導致一些同學看到題后，不知如何入手；二是不能正確運用法拉第電磁感應定律分析判斷；三是不能正確運用楞次定律分析判斷，陷入誤區(qū)。 5．（多選）如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是（ ） A. 開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動 B. 開關(guān)閉合

7、并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向 C. 開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向 D. 開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動 【來源】2018年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試物理（新課標I卷） 【答案】 AD 【解析】 本題考查電磁感應、安培定則及其相關(guān)的知識點。 開關(guān)閉合的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判斷出直導線中電流方向為由南向北，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向里，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動，選項A正確；開關(guān)閉合并保持一段時間后，左側(cè)

8、線圈中磁通量不變，線圈中感應電動勢和感應電流為零，直導線中電流為零，小磁針恢復到原來狀態(tài)，選項BC錯誤；開關(guān)閉合并保持一段時間后再斷開后的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判斷出直導線中電流方向為由北向南，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向外，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，選項D正確。 【點睛】此題中套在一根鐵芯上的兩個線圈，實際上構(gòu)成一個變壓器。 【2017高考真題】 1．【2017·新課標Ⅰ卷】掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干

9、對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是 【答案】A 【考點定位】感應電流產(chǎn)生的條件 【名師點睛】本題不要被題目的情景所干擾，抓住考查的基本規(guī)律，即產(chǎn)生感應電流的條件，有感應電流產(chǎn)生，才會產(chǎn)生阻尼阻礙振動。 2．【2017·新課標Ⅲ卷】如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間

10、，關(guān)于感應電流的方向，下列說法正確的是 A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向 B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向 C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向 D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向 【答案】D 【解析】因為PQ突然向右運動，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時針方向的感應電流，穿過T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時針方向的感應電流，D正確，ABC錯誤。 【考點定位】電磁感應、右手定則、楞次定律 【名師點睛】解題關(guān)鍵是掌握右手定則、楞次定律判斷感應電流的方向，還要理解PQRS中感應電流產(chǎn)生的磁場會使T中的磁通量變化，又會使T

11、中產(chǎn)生感應電流。 3．【2017·天津卷】如圖所示，兩根平行金屬導軌置于水平面內(nèi)，導軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下?，F(xiàn)使磁感應強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是 A．a(chǎn)b中的感應電流方向由b到a B．a(chǎn)b中的感應電流逐漸減小 C．a(chǎn)b所受的安培力保持不變 D．a(chǎn)b所受的靜摩擦力逐漸減小 【答案】D 方向靜摩擦力f與安培力F等大反向，安培力減小，則靜摩擦力減小，故D正確。 【考點定位】楞次定律，法拉第電磁感應定律，安培力 【名師點睛】本題應從電磁感應現(xiàn)象入手，熟練應用法拉第電

12、磁感應定律和楞次定律。 4．【2017·新課標Ⅱ卷】兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 Ω的正方形導線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行，如圖（a）所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于t=0時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖（b）所示（感應電流的方向為順時針時，感應電動勢取正）。下列說法正確的是 A．磁感應強度的大小為0.5 T B．導線框運動速度的大小為0.5 m/s C．磁感應強度的方向垂直于紙面向外 D．在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內(nèi)，導線框所受的安培力大小為0.1 N

13、 【答案】BC 【考點定位】法拉第電磁感應定律；楞次定律；安培力 【名師點睛】此題是關(guān)于線圈過磁場的問題；關(guān)鍵是能通過給出的E–t圖象中獲取信息，得到線圈在磁場中的運動情況，結(jié)合法拉第電磁感應定律及楞次定律進行解答。此題意在考查學生基本規(guī)律的運用能力以及從圖象中獲取信息的能力。 5．【2017·北京卷】圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈。實驗時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是 A．圖1中，A1與L1的電阻值相同 B．圖1

14、中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流 C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同 D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等 【答案】C 【考點定位】自感 【名師點睛】線圈在電路中發(fā)生自感現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可知，感應電流要“阻礙”使原磁場變化的電流變化情況。電流突然增大時，會感應出逐漸減小的反向電流，使電流逐漸增大；電流突然減小時，會感應出逐漸減小的正向電流，使電流逐漸減小。 【2016高考真題】 1．【2016·上海卷】磁鐵在線圈中心上方開始運動時，線圈中產(chǎn)生如圖方向的感應電流，則磁鐵 A．向上運動 B．向下運動 C．向左運

15、動 D．向右運動 【答案】B 【解析】據(jù)題意，從圖示可以看出磁鐵提供的穿過線圈原磁場的磁通量方向向下，由安培定則可知線圈中感應電流激發(fā)的感應磁場方向向上，即兩個磁場的方向相反，則由楞次定律可知原磁場通過線圈的磁通量的大小在增加，故選項B正確。 【考點定位】楞次定律和安培定則 【方法技巧】通過安培定則判斷感應磁場方向，通過楞次定律判斷磁鐵的運動情況。 2．【2016·北京卷】如圖所示，勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應強度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2:1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是

16、 A．Ea:Eb=4:1，感應電流均沿逆時針方向 B．Ea:Eb=4:1，感應電流均沿順時針方向 C．Ea:Eb=2:1，感應電流均沿逆時針方向 D．Ea:Eb=2:1，感應電流均沿順時針方向 【答案】B 【解析】根據(jù)法拉第電磁感應定律可得，根據(jù)題意可得，故，感應電流產(chǎn)生的磁場要阻礙原磁場的增大，即感應電流產(chǎn)生向里的感應磁場，根據(jù)楞次定律可得，感應電流均沿順時針方向。 【考點定位】法拉第電磁感應定律、楞次定律的應用 【方法技巧】對于楞次定律，一定要清楚是用哪個手判斷感應電流方向的，也可以從兩個角度理解，一個是增反減同，一個是來拒去留，對于法拉第電磁感應定律，需要靈活掌握公式，學會

17、變通。 3．【2016·海南卷】如圖，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導線在同一豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導線間距。兩導線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若 A．金屬環(huán)向上運動，則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向 B．金屬環(huán)向下運動，則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向 C．金屬環(huán)向左側(cè)直導線靠近，則環(huán)上的感應電流方向為逆時針方向 D．金屬環(huán)向右側(cè)直導線靠近，則環(huán)上的感應電流方向為逆時針方向 【答案】D 【考點定位】楞次定律 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵會用安培定則判斷電流周圍磁場的方向，以及學會根據(jù)楞次定律來確定感應電流的方向。 4．【2016·

18、浙江卷】如圖所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la=3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的均強磁場，且磁感應強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則 A．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應電流 B．a(chǎn)、b線圈中感應電動勢之比為9:1 C．a(chǎn)、b線圈中感應電流之比為3:4 D．a(chǎn)、b線圈中電功率之比為3:1 【答案】B 【解析】根據(jù)楞次定律可知，兩線圈內(nèi)均產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，選項A錯誤；因磁感應強度隨時間 【考點定位】法拉第電磁感應定律；楞次定律；閉合電路歐姆定律；電功率。 【名師點睛】此題是一道常規(guī)題，考查法拉第電磁感應定律、以及閉合電

19、路的歐姆定律；要推導某個物理量與其他物理量之間的關(guān)系，可以先找到這個物理量的表達式，然后看這個物理量和什么因素有關(guān)；這里線圈的匝數(shù)是容易被忽略的量。 5．【2016·全國新課標Ⅱ卷】法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸，關(guān)于流過電阻R的電流，下列說法正確的是 A．若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定，則電流大小恒定 B．若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿a到b的方向流動 C．若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化 D．若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍 【答案】AB

20、 【解析】由電磁感應定律得，，故一定時，電流大小恒定，選項A正確；由右手定則知圓盤中心為等效電源正級，圓盤邊緣為負極，電流經(jīng)外電路從a經(jīng)過R流到b，選項B正確；圓盤轉(zhuǎn)動方向不變時，等效電源正負極不變，電流方向不變，故選項C錯誤；，角速度加倍時功率變成4倍，選項D錯誤，故選AB。 【考點定位】電磁感應定律 【名師點睛】法拉第圓盤是課本上介紹的裝置，在歷次考試中多次出現(xiàn)；解題時要會進行電源的等效：相當于一條半徑旋轉(zhuǎn)切割磁感線，記住求解感應電動勢的公式，并能搞清整個電路的結(jié)構(gòu)。 6．【2016·江蘇卷】電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動時，在線圈中產(chǎn)生感應電

21、流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音，下列說法正確的有 A．選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作 B．取走磁體，電吉他將不能正常工作 C．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應電動勢 D．弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化 【答案】BCD 【考點定位】考查電磁感應 【方法技巧】本題學生極易錯選A選項，在于不知道銅是不能被磁化的，可見現(xiàn)在高考考查知識越來越細，越來越全面。 7．【2016·上海卷】如圖（a），螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導線框abcd相連，導線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導線框在同一平面內(nèi)。當螺線管內(nèi)的磁感應強度B隨

22、時間按圖（b）所示規(guī)律變化時 A．在t1~t2時間內(nèi)，L有收縮趨勢 B．在t2~t3時間內(nèi)，L有擴張趨勢 C．在t2~t3時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向的感應電流 D．在t3~t4時間內(nèi)，L內(nèi)有順時針方向的感應電流 【答案】AD 【考點定位】楞次定律、安培定則 【方法技巧】線圈內(nèi)通有非均勻變化的磁場，導線框內(nèi)產(chǎn)生變化的電流，該電流激發(fā)出變化的磁場，才可以使圓環(huán)產(chǎn)生感應電流；線圈內(nèi)通有均勻變化的磁場，導線框內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，該電流激發(fā)出的是穩(wěn)定的磁場，不會使圓環(huán)產(chǎn)生感應電流。 8．【2016·四川卷】如圖所示，電阻不計、間距為l的光滑平行金屬導軌水平放置于磁感應強度為B、方向豎

23、直向下的勻強磁場中，導軌左端接一定值電阻R。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動，外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F=F0+kv（F0、k是常量），金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。金屬棒中感應電流為i，受到的安培力大小為FA，電阻R兩端的電壓為UR，感應電流的功率為P，它們隨時間t變化圖像可能正確的有 【答案】BC 【解析】根據(jù)牛頓定律可知，某時刻金屬棒的加速度為，若，則金屬棒做加速度增加的加速運動，其v-t圖像如圖1所示；導體的電流可知I與v成正比，則I-t圖線應該和v-t線形狀相同；根據(jù)可知FA與v成正比，則FA-t圖線應該和v-t

24、線形狀相同，選項B正確；根據(jù)可知UR與v成正比，則UR-t圖線應該和v-t線形狀相同；根據(jù)可知P與v2成正比，則P-t圖線不應該是直線；同理若，則金屬棒 考點：電磁感應現(xiàn)象；安培力；閉合電路歐姆定律；電功率 【名師點睛】此題是電磁感應問題的圖像問題，考查了力、電、磁、能等全方位知識；首先要能從牛頓第二定律入手寫出加速度的表達式，然后才能知道物體可能做的運動性質(zhì)；題目中要定量與定性討論相結(jié)合，靈活應用數(shù)學中的函數(shù)知識討論解答. 9．【2016·全國新課標Ⅲ卷】如圖，M為半圓形導線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導線框，圓心為ON；兩導線框在同一豎直面（紙面）內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過

25、直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面?，F(xiàn)使線框M、N在t=0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則 A．兩導線框中均會產(chǎn)生正弦交流電 B．兩導線框中感應電流的周期都等于T C．在時，兩導線框中產(chǎn)生的感應電動勢相等 D．兩導線框的電阻相等時，兩導線框中感應電流的有效值也相等 【答案】BC 【考點定位】考查了楞次定律的應用、導體切割磁感線運動 【方法技巧】在分析導體切割磁感線運動、計算電動勢時，一定要注意導體切割磁感線的有效長度，在計算交變電流的有效值時，一定要注意三個相同：相同電阻，相同時間，相同熱量。