全国近三年高考物理真题及分项解析—第八单元 磁

【考点22】法拉第电磁感应定律
1．（2008全国卷Ⅱ21）如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场； 一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直； 虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框．在t=0时， 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i-t关系的图示中，可能正确的是
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2.（2008上海卷－10）如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是
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3．（2008全国卷Ⅱ－24）（19分）如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0。在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。
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4．（2009上冻理综21）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）
　
A．感应电流方向不变
　B．CD段直线始终不受安培力
　C．感应电动势最大值E＝Bav
　D．感应电动势平均值 ( http: / / www.21cnjy.com / )
5. （2009安徽理综，20）如图甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框abcd，水平旋转在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成450角，o、o’ 分别是ab和cd边的中点。现将线框右半边obco’ 绕oo’ 逆时针900到图乙所示位置。在这一过程中，导线中通过的电荷量是
A. HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" B. HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/"
C. HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" D. 0
6.（2009重庆理综20）题20图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/"运动，（HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/"是线圈中心），则（ ）
A.从X到O,电流由E经G流向F，先增大再减小
B.从X到O,电流由F经G流向E，先减小再增大
C.从O到Y,电流由F经G流向E，先减小再增大
D. 从O到Y,电流由E经G流向F，先增大再减小
高考真题答案与解析
物 理
【考点22】法拉第电磁感应定律
1．【答案】C
【解析】从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大，A项错误；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，B项错；当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，D项错，故正确选项为C。
2.【答案】A
【解析】：在x=R左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角，则导体棒切割有效长度L=2Rsinθ，电动势与有效长度成正比，故在x＝R左侧，电动势与x的关系为正弦图像关系，由对称 性可知在x=R右侧与左侧的图像对称。
3．【解析】导体棒所受的安培力为：F=BIl ① （3分）
由题意可知，该力的大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从v0减小到v1的过程中，平均速度为：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" ② （3分）
当棒的速度为v时，感应电动势的大小为：E=Blv ③ （3分）
棒中的平均感应电动势为：HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" ④ （2分）
导体棒中消耗的热功率为：HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" ⑥ （2分）
负载电阻上消耗的热功率为：HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" ⑦ （2分）
由以上三式可得：HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" ⑧ （2分）
4．【答案】ACD
【考点】楞次定律、安培力、感应电动势、左手定则、右手定则
【解析】在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确。根据左手定则可以判断，受安培力向下，B不正确。当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大E=Bav，C正确。感应电动势平均值 ( http: / / www.21cnjy.com / )，D正确。
【提示】感应电动势公式 ( http: / / www.21cnjy.com / )只能来计算平均值，利用感应电动势公式 ( http: / / www.21cnjy.com / )计算时，l应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度。
5.【答案】A
【解析】对线框的右半边（obco′）未旋转时整个回路的磁通量HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/"
对线框的右半边（obco′）旋转90o后，穿进跟穿出的磁通量相等，如图整个回路的磁通量HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/"。HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/"。根据公式HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/"。选A
6.【答案】D
【解析】在磁极绕转轴从X到O匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上增 大，根据楞次定律可知线圈中产生瞬时针方向的感应电流，电流由F经G流向E，又导线切割磁感线产生感应电动势E感＝BLV，导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小、则电流先增大再减小，AB均错；
在磁极绕转轴从O到Y匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上减小，根据 楞 次定律可知线圈中产生逆时针方向的感应电流，电流由E经G流向F，又导线切割磁感线产生感应电动势E感＝BLV，导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小、则电流先增大再减小，C错、D对。
b(c)
o(o′)
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