高考物理命题潜规则解密专项47电磁感应与图象问题.docx

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高考物理命题潜规则解密专项47电磁感应与图象问题

2019高考物理命题潜规则解密：

专项47电磁感应与图象问题

规那么验证：

2018年新课标理综第20题、2018年重庆理综第21题、2018年福建理综第18题、2017江苏物理第5题、2017海南物理第6题、2017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〔或右手定那么〕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.〔2018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。

在T＝0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正方向与图中箭头方向相同，那么I随时间T变化的图线可能是

典例3、〔2018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。

假设取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下正方向的X轴，那么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

【来源：

学§科§网Z§X§X

典例4〔2017江苏物理第5题〕如下图，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。

以下图象正确的选项是

典例5.〔2017海南物理第6题〕如图，EOF和E'O'F'为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E'O'，FO∥F'O'，且EO⊥OF；OO'为∠EOF的角平分线，

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，那么感应电流I与时间T的关系图线可能正确的选项是

典例6、〔2017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，假设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0～T1时间内，感应电流均匀增大。

由右手定那么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场后，感应电流为顺时针方向，BC边和AD边都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那么、电流图象等相关知识。

【2018模拟题精选训练题】

1、〔2018湖南2月联考〕如下图，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的方向以速度V作匀速直线运动，在T＝0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〔I－T〕关系的是〔时间以

为单位〕〔〕

2、〔江西省重点中学协作体2018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〔〕

3、〔2018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，∠A＝θ，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。

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变化关系的以下四个图象中可能正确的选项是〔〕

4.〔2018年2月山东潍坊重点中学联考〕如下图，边长为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I－T关系图象，可能正确的选项是

5.〔2018年2月江西九江市七校联考〕如下图，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，在以下四个I－X图像中，能正确表示感应电流随线框位移变化关系的是（）

6、〔2018年2月深圳第一次调研〕如下图，在X≤0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轴正方向做匀加速运动，那么线框中的感应电流I〔取逆时针方向的电流为正〕随时间T的变化图线是

7、〔2018年2月山西四校联考〕如图1所示，在O≤X≤2L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，那么线框中的感应电流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0～T0时间内，由右手定那么和法拉第电磁感应定律，感应电流逆时针逐渐增大..。

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，感应电流顺时针逐渐增大.，运动时间小于T0；所以选项C正确。

8、〔2018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Ⅰ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、T＝0时刻，线圈以恒定的速度V沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域、取沿A→B→C→D→A的感应电流方向为正，那么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、〔2018年3月兰州诊断〕如下图，在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC，∠B＝θ，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变化的以下四个图象中正确的选项是

10、〔2018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T＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，那么在0～4S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、〔2018年3月江西南昌一模〕如下图，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B，方向相反、线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直、取逆时针方向的电流为正、假设从图示位置开始，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选项是

13、〔2018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Ⅰ中放置一个小线圈Ⅱ，大线圈Ⅰ与多功能电源连接。

多功能电源输入到大线圈Ⅰ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Ⅰ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的关系为B＝KI1〔其中K为常数〕。

小线圈Ⅱ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Ⅱ中感应电流I2随时间T变化的图象。

假设仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大，那么图丙所示各图象中可能正确反映I2－T图象变化的是〔图丙中分别以实线和虚线表示调整前、后的I2－T图象〕〔〕

14、〔奉贤区2018年4月第二学期高三调研考试〕如下图，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，那么

〔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D》X0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

15.〔2018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

的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差

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。

金属棒在回路中的电阻为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〕如果根据条件，金属棒能离开右段磁场B〔X〕区域，离开时的速度为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。

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