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1、1 2015年高考物理真题分类汇编:电磁感应 1. (2015 新课标 I-19)(多选) 1824 年,法国科学家阿拉果完成了著名的“ 圆盘实验 ” ,实验中将一铜圆盘水 平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示,实验中发现,当圆盘在磁 针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后,下列说法正确的是 ( ) A. 圆盘上产生了感应电动势 B. 圆盘内的感应电流产生的磁场导致磁针转动 C. 在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D. 圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成了电流,此电流产生的磁场导致磁针转动 2 .【
2、2015 新课标 II-15】如图,直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行 于 ab 边向上。当金属框绕ab 边以角速度逆时针转动时,a、b、c 三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知 bc 边的长度为l。下列判断正确的是( ) AUa Uc,金属框中无电流 B. Ub Uc,金属框中电流方向沿 a-b-c-a C .Ubc=-1/2Bl2 ,金属框中无电流 D. Ubc=1/2Bl2w,金属框中电流方向沿a-c-b-a 3.【2015 重庆 -4】题 4 图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为,面 积为.若在到时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过
3、线圈,其磁感应强度大 小由均匀增加到,则该段时间线圈两端a 和 b 之间的电势差( ) A.恒为B. 从 0 均匀变化到 C.恒为D.从 0 均匀变化到 4.(2015 浙江 -24)小明同学设计了一个“ 电磁天平 ” ,如图 1 所示,等臂天平的左臂为 挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡。线圈的水平边长L=0.1m , 竖直边长 H=0.3m ,匝数为。线圈的下边处于匀强磁场内,磁感 应强度,方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在 02.0A 范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后,调节线圈中电 流使得天平平衡,测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取 )来源 :Z (1)为使电磁天平的量程达
4、到0.5kg,线圈的匝数至少为多少 (2)进一步探究电磁感应现象,另选匝、形状相同的线 圈,总电阻,不接外电流,两臂平衡,如图2所示,保 持不变,在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B 随时间均匀变大,磁场区域宽度 。当挂盘中放质量为0.01kg 的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率。 n S 1 t 2 t 1 B 2 B ab 21 21 ()nS BB tt 21 21 ()nS BB tt 21 21 ()nS BB tt 21 21 ()nS BB tt 1 N 0 1.0BT 2 10/gm s 1 N 2 100N 10R 0 B 0.1dm B t 2 5
5、.(2015 四川 -11) (18 分)如图所示,金属导轨MNC 和 PQD,MN 与 PQ 平行且间距为L,所在平面与 水平面夹角为 ,N、Q 连线与 MN 垂直, M、 P 间接有阻值为R 的电阻;光滑直导轨NC 和 QD 在同一水 平面内,与NQ 的夹角都为锐角 。均匀金属棒ab 和 ef 质量均为m,长均为 L, ab 棒初始位置在水平导轨 上与 NQ 重合; ef 棒垂直放在倾斜导轨上,与导轨间的动摩擦因数为 (较小) ,由导轨上的小立柱1 和 2 阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场(图中未画出)。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和 ab 棒的电阻, ef 棒的阻值为R,
6、最大静摩擦力与滑动摩擦力大 小相等,忽略感应电流产生的磁场,重力加速度为g。 (1)若磁感应强度大小为B,给 ab 棒一个垂直于NQ、水平向 右的速度v1,在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止, ef 棒始终静止,求此过程ef 棒上产生的热量; (2)在( 1)问过程中, ab 棒滑行距离为d,求通过 ab 棒某横 截面的电量; (3)若 ab 棒以垂直于NQ 的速度 v2在水平导轨上向右匀速运 动,并在 NQ 位置时取走小立柱1 和 2,且运动过程中ef 棒始终静止。 求此状态下最强磁场的磁感应强度及 此磁场下ab 棒运动的最大距离。 6 【 2015 山东 -17】 (多选)如图,一均
7、匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时 针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速。在圆盘减速过程 中,以下说法正确的是() A处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高 B所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C若所加磁场反向,圆盘将加速转动 D若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动 7 【 2015 山东 -19】如图甲, R0为定值电阻,两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为 T0 的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过R0的电流 i 始终向左,其大小按图乙所示规律变化。规定内圆 环 a 端电势高于b 端时,间的电压为uab正,下列 uab-t 图像可能正确的是(
8、 ) O 3 8 【 2015 广东 35-】 (18 分)如图 17(a)所示,平行长直金属导轨水平放置,间距L0.4m,导轨右端接有阻 值 R1的电阻,导体棒垂直放置在导轨上,且接触良好,导体棒及导轨的电阻均不计,导轨间正方形区 域 abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场,bd 连线与导轨垂直,长度也为L,从 0 时刻开始,磁感应强度B 的 大小随时间t 变化,规律如图17(b)所示;同一时刻, 棒从导轨左端开始向右匀速运动,1s 后刚好进入磁场, 若使棒在导轨上始终以速度v1m/s 做直线运动,求: (1)进入磁场前,回路中的电动势E; 棒在运动过程中受到的最大安培力F,以及棒通过三角形a
9、bd 区域时电流i 与时间 t 的关系式。 9 【 2015 北京 -22】(16 分)如图所示, 足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L = 0.4 m,一端连接 R=1 的电阻,导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B = 1 T, 导体棒MN 放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。导轨 和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F 作用下,导体棒沿导 轨向右匀速运动,速度v = 5 m/s ,求 : ( 1 ) 感应电动势E 和感应电流I ; ( 2 ) 在 0.1 s 时间内,拉力的大小; ( 3 ) 若将 MN 换为电阻为r = 1 的 导体棒,其它条件
10、不变,求导体棒两端的电压U。 10 【2015 安徽 -19】如图所示, abcd 为水平放置的平行“” 形光滑金属导轨,间距为l。导轨间有垂直于导 轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN 倾斜放置,与导轨成角,单位 长度的电阻为r,保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则 () A电路中感应电动势的大小为 B电路中感应电流的大小为 C金属杆所受安培力的大小为 D金属杆的热功率为 sin Blv sinBv r 2 sinlv r B 22 sin l r vB 4 11 【2015 江苏 -11】 (10 分)某同学探究小
11、磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用 的运动规律,实验装置如题11-1 图所示,打点计时器的电源为50Hz 的交流电 (1)下列实验操作中,不正确的有_ A将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 B纸带穿过限位孔,压在复写纸下面 C用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落 D在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源 (2)该同学按照正确的步骤进行试验(记为“ 实验 ” ) ,将磁铁从管口处释放, 打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O 点,每隔一个计时点 取一个计数点,标为1、2、3.8 ,用刻度尺量出各计数点的相邻计时点到O 点的距离,记录在纸带上,如题11-2 图所示 计算相邻计时点间
12、的平均速度v,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表,请将表中的数据补充完整 (3)分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是_;磁铁受到 阻尼作 用的变化情况是_. (4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为实验),结果表明磁铁 下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同,请问实验是为了说明说明?对比实验和的结果得到 什么结论? 12 【2015 江苏 13-】 (15 分)做磁共振检查时,对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电 流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响,将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈,线圈 的半
13、径 r=5.0cm,线圈导线的横截面积A= 2 0.80cm,电阻率1.5m,如图所示,匀强磁场方向与线 圈平面垂直,若磁感应强度B 在 0.3s 内从 1.5T 均匀地减 小为零,求(计算结果保留一位有效数字) (1)该圈肌肉组织的电阻R; (2)该圈肌肉组织中的感应电动势E; (3)0.3s 内该圈肌肉组织中产生的热量Q。 13 【2015 海南 -2】如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v 沿与棒和 磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小 ,将此棒弯成两 段长度相等且相互垂直的折弯,置于磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段 折线夹角平分线的方向
14、以速度v 运动时,棒两端的感应电动势大小为, 则 等于() A.1/2 B.C.1 D. 14 【2015 海南 -13】如图,两平行金属导轨位于同一水平面上,相距,左端 与一电阻 R 相连;整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向下。一质量为m 的导体棒 置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨以速度匀速向右滑动,滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良 好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,导轨和导体棒的电阻均可忽略。求 2 2 2 l v 5 (1)电阻 R 消耗的功率; (2)水平外力的大小。 15 【2015 天津 -11】 (18 分)如图所示, “ 凸”
15、字形硬质金属线框质量为m,相邻各 边互相垂直,且处于同一水平面内,ab 边长为 l,cd 边长为 2l。ab 与 cd 平行,间 距为 2l。 匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面。开始时, cd 边到磁场上边界的距离为2l ,线框由静止释放,从cd 边进入磁场直到ef、pq 边进入磁场前,线框做匀速运动。在ef、pq 边离开磁场后,ab 边离开磁场之前, 线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中 始终处于原竖直平面内,且ab、cd 边保持水平,重力加速度为g。求 (1)线框 ab 边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd 边刚进入磁场时的几
16、倍: (2)磁场上下边界间的距离H。 2015年高考物理真题分类汇编:交变电流 1 【 2015 新课标 I-16】理想变压器的原、副线圈的匝数比为3 :1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值 相同的电阻,原线圈一侧接有电压为220V 的正弦交流电源上,如图所示,设副 线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为k, 则() A. U=66V,k=1/9 B. U=22V ,k=1/9 C. U=66V,k=1/3 D. U=22V ,k=1/3 2 【2015 四川 -4】小型手摇发电机线圈共N 匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场, 方向垂直于线圈
17、中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如图所示。矩形线圈ab 边 和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压 () A峰值是e0B峰值是2e0 C有效值是D有效值是 3 【 2015 广东 -15】图 5 为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视 变压器为理想变压器,原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调 节触头 P,使输出电压有效值由220V 降至 110V。调节前后() A副线圈中的电流比为1:2 B副线圈输出功率比为2:1 C副线圈的接入匝数比为2:1 D原线圈输入功率比为1:2 0 2 2 Ne 0 2Ne 6 4 【 2015 福建 -
18、15】 图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T 的原、副线圈匝数 分别为 n1 、n2 。在 T 的原线圈两端接入一电压的交流电源,若输送电功率为P, 输电线 的总电阻为2r ,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率为( ) 5 【2015 北京 -20】利用所学物理知识,可以初步了解常用的一卡通( IC 卡)的工作原理及相关问题。IC 卡 内部有一个由电感线圈L 和电容C 构成的LC 振荡电路,公交车上的读卡机(刷卡时“ 嘀” 的响一声的机 器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时,IC 卡内的线圈L 中产生感应电流,给电容C 充电,达到 一定的电压后,驱动卡内芯片
19、进行数据处理和传输。下列说法正确的是() A IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 B仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时,IC 卡才能有效工作 C若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则线圈L 不会产生感应电流 D IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息 6 【 2015 安徽 -16】图示电路中,变压器为理想变压器,a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为 定值电阻, R 为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置,观察到电流表A1的示数增 大了 0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A。则下列说法正确的是() A电 压表 V1示数增大
20、B电压表V2、V3示数均增大 C该变压器起升压作用 D变阻器滑片是沿的方向滑动 7 【 2015 江苏 -1】 一电器中的变压器可视为理想 变压器,它将220V 交变电流改为110V,已知变 压器原线圈匝数为800, 则副线圈匝数为 () A200 B400 C1600 D3200 8 【 2015 海南 -10】(多选 )如图,一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1,原线圈与一可变电阻串联后,接入 一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R0,是理想电压表;现将 负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变压器输入电流不变,此时电压 表读数为5.0V ,则() A.此
21、时原线圈两端电压的最大值约为34V B.此时原线圈两端电压的最大值约为24V C.原线圈两端原来的电压有效值约为68V D.原线圈两端原来的电压有效值约为48V 9 【 2015 天津 -6】 (多选)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通 过滑动触头Q 来调节在副线圈两端连接了定值电阻R0 和滑动变阻器R,P 为滑动变阻器的滑动触头。在原 线圈上加一电压为U 的正弦交流电,则() A保持 Q 的位置不变,将P向上滑动时,电流表读数变大 B保持 Q 的位置不变,将P 向上滑动时,电流表读数变小 c保持 p 的位置不变,将Q 向上滑动时,电流表读数变大 D保持 P 的位置不动将Q 向上滑动时,电流表读数变小 sin m uUt 2 1 2 .() 4 m Un A nr 2 2 1 B.() 4 m Un nr 22 1 2 C.4() () m nP r nU 22 2 1 D.4() () m nP r nU cd
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