1、一、电磁感应在生产、生活中的应用科学态度与责任1.(多选)(2019山东威海市联考)高考考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场，如图1所示。探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是()图1A.金属探测器利用的是电磁感应现象 B.金属探测器利用的是磁场对金属的吸引作用C.金属探测器利用的是静电感应现象D.金属探测器利用的是当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化解析线圈通电后会产生磁场，当有金属物体进入磁场时，通
2、过金属物体横截面的磁通量发生变化，金属物体内部会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，由此判断是否有金属物体，静电感应现象是带电体靠近导体时使导体感应起电，故选项A、D正确。答案AD2.磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其Et关系如图2所示。如果只将刷卡速度改为，线圈中的Et关系图可能是()图2解析若将刷卡速度改为，线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半，周期将会加倍，故选项D正确，A、B、C错误。答案D3.(2020丰台区模拟)随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电
3、脑、电动汽车，都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化。如图3所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是()图3A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D.只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电解析无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应，选项A错误；当给充电设备通以恒定直流电时，充电设备不会产生交变磁场，即不能正常充电，选项B错误；接收线圈中交变电流的频率应与发射线圈中交变电流的频率相同，选项C正确；被充
4、电手机内部，应该有一类似金属线圈的部件与手机电池相连，当有交变磁场时，则产生感应电动势，那么普通手机由于没有金属线圈，所以不能够利用无线充电设备进行充电，选项D错误。答案C4.(多选)(2016江苏单科，6)电吉他中电拾音器的基本结构如图4所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有()图4A.选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B.取走磁体，电吉他将不能正常工作C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D.弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化解析铜质弦为非磁性材料，不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作，A项错误；若取
5、走磁体，金属弦不能被磁化，其振动时，不能在线圈中产生感应电动势，电吉他不能正常工作，B项正确；由En可知，C项正确；弦振动过程中，穿过线圈的磁通量大小不断变化，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向不断变化，D项正确。答案BCD二、 “杆导轨电阻”模型“科学思维”之“模型建构”及“科学推理”5.(2019济南月考)如图5所示，甲、乙、丙中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动。图甲中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长，若给导体棒ab一个向右的初速度v0，ab的最
6、终运动状态是()图5A.三种情况下，ab最终都是做匀速运动B.图甲、丙中ab最终将以某速度做匀速运动；图乙中ab最终静止C.图甲、丙中ab最终将以相同的速度做匀速运动D.三种情况下，ab最终均静止解析图甲中，当电容器C两端电压等于ab切割磁感线产生的感应电动势时，回路电流为零，ab做匀速运动；图乙中，ab在F安作用下做减速运动直至静止；图丙中，若BLv0E，ab先做加速运动至BLvE时，回路中电流为零，ab再做匀速运动，若BLv0E，ab先做减速运动至BLvE时，回路中电流为零，ab再做匀速运动；若BLv0E，回路中电流为零，ab匀速运动，选项B正确，A、C、D错误。答案B6.(多选)如图6所
7、示，两根足够长光滑平行金属导轨间距l0.9 m，与水平面夹角30，正方形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度B2 T，方向垂直于斜面向上。甲、乙是两根质量相同、电阻均为R4.86 的金属杆，垂直于导轨放置。甲置于磁场的上边界ab处，乙置于甲上方l处。现将两金属杆由静止同时释放，并立即在甲上施加一个沿导轨方向的拉力F，甲始终以a5 m/s2的加速度沿导轨匀加速运动，乙进入磁场时恰好做匀速运动，g10 m/s2。则()图6A.甲穿过磁场过程中拉力F不变B.每根金属杆的质量为0.2 kgC.乙穿过磁场过程中安培力的功率是2 WD.乙穿过磁场过程中，通过整个回路的电荷量为 C解析甲穿过磁场过程中做匀加
8、速运动，故速度不断增加，感应电动势逐渐变大，回路的电流增大，安培力变大，根据Fmgsin F安ma可知，拉力F逐渐变大，选项A错误；乙进入磁场时的速度满足mglsin 30mv，v03 m/s；乙进入磁场后做匀速运动，则mgsin 30BIl；因为乙进入磁场之前与甲的加速度相同，均为5 m/s2，故当乙进入磁场时，甲刚好出离磁场，此时EBLv0，I，联立解得m0.2 kg，选项B正确；乙穿过磁场过程中安培力的功率PF安v0mgsin 30v023 W3 W，选项C错误；乙穿过磁场过程中，通过整个回路的电荷量q C C，选项D正确。答案BD7.如图7所示，两根间距为l的光滑金属导轨(不计电阻)，
9、由一段圆弧部分与一段无限长的水平部分组成，其水平部分加有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨水平部分上静止放置一金属棒cd，质量为2m，电阻为2r。另一质量为m，电阻为r的金属棒ab，从圆弧部分M处由静止释放下滑至N处进入水平部分，棒与导轨始终垂直且接触良好，圆弧部分MN半径为R，所对圆心角为60，重力加速度为g。求：图7(1)ab棒在N处进入磁场区速度是多大？此时棒中电流是多少？(2)cd棒能达到的最大速度是多大？(3)cd棒由静止到达最大速度过程中，系统所能释放的热量是多少？解析(1)ab棒由M下滑到N过程中机械能守恒，故mgR(1cos 60)mv2解得v进入磁场区瞬间，回路中电流强度I(2)ab棒在安培力作用下做减速运动，cd棒在安培力作用下做加速运动，当两棒速度达到相同速度v时，电路中电流为零，安培力为零，cd达到最大速度。运用动量守恒定律得mv(2mm)v，解得v(3)系统释放的热量应等于系统机械能的减少量，故Qmv23mv2解得QmgR答案(2)(3)mgR
