高考物理一轮复习章节训练电磁感应

1、2014年高考一轮复习之电磁感应、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分.有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内）1 .如图所示，一个半径为L的半圆形硬导体 AB以速度v在水平U型框架上向右匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为 B,回路电阻为 R,半圆形硬导体 AB的电阻为r,其余电阻不 计，则半圆形导体 AB切割磁感线产生的感应电动势大小及 A B之间的电势差分别为（ ）A. BLvBLvRR+ rB. Btt LvBti LvRR + rC. 2BLv2BLvRR+ rD. 2BLv 2BLv-13 -解析：根据E= BLv,感应电动势2BLv

2、, AB间的电势差答案：C2 .某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为 4.5X105 T , 一灵敏电压表 连接在当地入海河段的两岸，河宽 100 m,该河段涨潮和落潮时有海水 （视为导体）流过.设落 潮时，海水自西向东流，流速为 2 m/s.下列说法正确的是（）A.河北岸的电势较高B.河南岸的电势较高C.电压表记录的电压为 9 mVD.电压表记录的电压为 5 mV100 m = 东X X X南 岸V = 9 mV,可知电压表记录的电压为解析：由 E= BLv= (4.5 X 10 5X 100X 2)V=9X109 mV选项C正确，D错误；从上往下看，画出水流切割磁感线示意图如图

3、所示，据右手定则 可知北岸电势高，选项 A正确，B错误.答案：ACC= 30F, L13 .在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知=5 cm, L2=8 cm ,磁场以5X10 2 T/s的速率增加，则（）*工2X X X XL上 X X Xck X X XX X X xA.电容器上极板带正电，带电荷量为6X10 5 CB.电容器上极板带负电，带电荷量为6X10-5 CC.电容器上极板带正电，带电荷量为6X10 9 CD.电容器上极板带负电，带电荷量为6X10 9 C解析：电容器两极板间的电势差 U等于感应电动势 E,由法拉第电磁感应定律，可得E=AB LiL2=2X10

4、 4V ,电容器的带电荷量 Q= CU= CE= 6X10 C,再由楞次定律可知上极板的电势高，带正电，C项正确.答案：C4 .如下图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为 L,匝数为N,线圈内接有阻值为R的电阻，过ab中点和cd中点的连线 OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁场的磁感应强度为 B.当线圈绕OO转过90。时，通过电阻 R的电荷量为（OfA.bl22RnbLB.- 2Rbl2C.R解析:量为0,由2q =9可得通过电阻 R的电量为BR.2nbLD.R初状态时，通过线圈的磁通量为1=2，当线圈转过 90°时，通过线圈的磁通答案：A5 .如图所示，E为电池，

5、L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关.对于这个电路，下列说法正确的是A.刚闭合开关S的瞬间，通过D、D2的电流大小相等8 .刚闭合开关S的瞬间，通过D、D2的电流大小不相等C.闭合开关S待电路达到稳定，D熄灭，D2比原来更亮D.闭合开关S待电路达到稳定，再将 S断开瞬间，D2立即熄灭，D闪亮一下再熄灭解析：由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大，在开关闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过D、D2的电流大小相等，A正确，B错误.闭合开关 S待电路达到稳定时线圈短路，D中电流为零，回路电阻减小，D2比原来更

6、亮，C正确.闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，线圈和Di形成回路，D闪亮一下再熄灭，故A、C D正确.答案：ACD6. （2012 课标全国理综）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为 B.使该线框从静止开始绕过圆心 Q垂直于半圆面的轴以角速度 3匀速转动半周，在线框中产生感应电流.现 使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率g_B的大小应为（）A.4 co Bo7t2 3 BoB.兀C.co B oD.7

7、tR解析：线框转动过程中，等效于长度为半径 R的导体棒绕O 点转动切割磁感线，v=, BoR其产生的感应电动势 E= B） R- v =2；线框静止不动时， 根据法拉第电磁感应定律可知A B TTRAB （DRo线框产生的感应电动势为 e' = 机 一2R.根据题意有e= e',可得"7r=，选项c正确.答案：C7. （2。12 四川理综）半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R.圆环水平固定放置， 整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应弓II度为 B杆在圆环上以速度 v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从

8、圆环中心O开始，杆的位置由A. e = o时，杆产生的电动势为 2 BavB. 0=：时，杆产生的电动势为 73Bavc. e =0时，杆受的安培力大小为2B2av兀+ 2 Rd. e =京时，杆受的安培力大小为323B2av5 兀 + 3 R解析：e =o时，杆在cd位置，产生的电动势为E= B 2 av = 2Bav,通过杆的电流为 I2Bav2Bv兀 aR + 2aR =兀 R+2R，杆受到的安培力为4B2av- 人 ，一F=BI 2a=6，2,选项A正确,C错误;兀 rR)+ 22e =”杆切割的有效长度为 兀a,广生的电动势为 E= Bav,电路的总电阻为 R= （2兀）aR035

9、Bav3Bv，一 .+ aR=3兀aR+a电通过杆的电讯为I =5兀+ 3 R，杆受到的安培力为F= BIa =3B2avA. P= 2mgtin 0B. P= 3mgtin 0vgC.当导体棒速度达到2时加速度大小为2sin 0D.在速度达到2V以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析：当导体棒以速度 v匀速运动时，沿斜面方向有B2L2v mgiin e=-L-;当导体棒以R2v匀速运动时，沿斜面方向F+ mgsine=单，故F=m第n RF的功率P= FX2 v=2mgsin 0 ,选项A正确，B错误；当导体棒的速度达到£时，沿斜面方向mg>inB2L2v

10、°萤=ma一 1、一人 一一，一、一一一 ，一一 ,， 解得a = /gsin 0 ,选项C正确；导体棒的速度达到2V以后，拉力与重力的合力做的功等于上产生的焦耳热，选项 D错误.答案：AC9 .如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘 a和b,它们可以绕竖直轴自由转动，用导线把它们相连.当圆盘 a转动时（）A.圆盘b总是与a沿相同方向转动B.圆盘b总是与a沿相反方向转动C.若Bi、R同向，则a、b转向相同D.若B、B2反向，则a、b转向相同解析：当圆盘a转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入b盘中，在磁场中由于安培力作用 b盘会转动，但若

11、不知B、艮的方向关系，则b盘与a盘的转向关系将无法 确定，故 A、B错.设 Bi、8都向上，a盘逆时针转动时，由右手定则可判电流方向为 a-a' -b-b' -a, b盘受力由左手定则可判为顺时针方向，故 C错，同理可得 D正确.答案：D10 .如图所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区 域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么（）A.线圈恰好在刚离开磁场的地方停下B.线圈在磁场中某位置停下C.线圈在未完全离开磁场时即已停下D.线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来解析：线圈冲入匀强磁场时，产生感应电流，线圈受

12、安培力作用做减速运动，动能也减少.同理，线圈冲出匀强磁场时， 动能减少，进、出时减少的动能都等于克服安培力做的功.由于进入时的速度大，故感应电流大，安培力大，安培力做的功也多，减少的动能也多，线圈离开磁场过程中，损失动能少于它在磁场外面时动能的一半，因此线圈离开磁场仍继续运动.答案：D第n卷（非选择题，共60分）二、填空题（本题共2小题，每题8分，共16分）11 .如图所示，半径为 r的金属圆环绕通过直径的轴OO以角速度 3匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为 B,以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，求在转动 30角的过程中，环中产生的感应电动势为 解析:co兀/6=兀 /(6所以E=AAt1

13、22B兀r=3Bco r 2.0 = B7t r 2.2答案：3B, r212 .一个边长为10 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框匝数n= 100,线框平面与磁场垂直，电阻为 20 Q.磁感应强度随时间变化的图象如图所示.则在一个周期内线框产生的热量为 J.解析：由题图可知，线框中穿过均匀变化的磁场，变化周期T= 4s .根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，线框中产生的感应电动势感应电流 I =E= 100；二0 A = 5X10 2 A, R 20在一个周期内产生的热量Q= I2RT= (5 X 10 2) 2X 20X4 J = 0.2 J.答案：0.2三、计算题(本题共4小

14、题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必 须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13 .轻质细线吊着一质量为m0.32 kg、边长为L=0.8 m、匝数n=10的正方形线圈，t=0开始经t0时间细线开始松弛，取 g总电阻为r = 1 .边长为，的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图甲所示，磁场 方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示，从=10 m/s 2.求：(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势;(2)在前t。时间内线圈的电功率;(3) 3的值.08) 2X0.5 V = 0.4 V.解析：(1)由法拉第电磁感应定律得E= n詈=nx2x

15、(L)2-B>= 10x 2x(2) I = E= 0.4 A, P= 12r =0.16 W. r(3)分析线圈受力可知，当细线松弛时有：F =nBtcIL2= mgBtc = 2mgr= 2 TnEL由图象知：Bto=1 + 0.5to(T),解得 to=2 s.答案：(1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s14. (2011 浙江理综)如下图甲所示，在水平面上固定有长为L=2 m宽为d= 1 m的金属“U'型导轨，在“ U'型导轨右侧l =0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如下图乙所示.在t=0时亥I,质量为mi= 0.

16、1 kg的导体棒以 vo= 1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为=0.1 ,导轨与导体棒单位长度的电阻均为 入=0.1 Q/m不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取 g= 10 m/s 2).EXiIXi-：XXIXXXXXX(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况;(2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向;(3)计算4 s内回路产生的焦耳热.解析：(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有-mg= ma1 vt = v°+atx = V0tat2代入数据解得t = 1 s , x= 0.5 m ,导体棒没有进入磁场区域.

17、x= 0.5 m.导体棒在1s末已停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为(2)前2 s磁通量不变，回路电动势和电流分别为E= 0, I = 0后2s回路产生的电动势为A ABEF=ld I7=0.1 V回路的总长度为5m,因此回路的总电阻为R= 5 入=0.5 Q电流为I = 5= 0.2 A R根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向.(3)前2 s电流为零，后2 s有恒定电流，焦耳热为Q= I2Rt=0.04 J.答案：(1)见解析 (2)0.2 A沿顺时针方向(3)0.04 J15. (2012 天津理综)如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l =0.5

18、m ,左端接有阻值R= 0.3 Q的电阻.一质量 m= 0.1 kg ,电阻r = 0.1 Q的金属棒 MN置在导轨上， 整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B= 0.4 T .棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2 m/s 2的加速度做匀加速运动，当棒的位移 x=9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q:Q=2:1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求：(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q;(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q;(3)外力做的功VW.解析：(1)设棒匀加速运

19、动的时间为At,回路的磁通量变化量为A，回路中的平均感应电动势为 石，由法拉第电磁感应定律得一A中域E =(TAt °其中A=Blx设回路中的平均电流为I ,由闭合电路的欧姆定律得_ EI = d)& r则通过电阻R的电荷量为q= I A t 联立式，代入数据得q = 4.5 C (2)设撤去外力时棒的速度为v,对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v2= 2ax设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W由动能定理得12W 0mv 2撤去外力后回路中产生的焦耳热Q=膻联立式，代入数据得Q=1.8 J (3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q: Q=2:1 ,可得Q=3.6 J 在棒运动的整个过程中，由功能关系可知W= Q+ Q?由？式得W= 5.4 J ?答案