专题电磁感应

1、2009高考物理专题冲刺八命题范围：电磁感应说明：本试卷分第卷和第卷两部分，共150分；答题时间120分钟.第卷（选择题，共40分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确，将正确的选项填在括号内）甲t/sBB-BO24乙1. 一环形线圈放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直线圈平面（即垂直于纸面）向里，如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么第3s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是（ ）A大小恒定，沿顺时针方向与圆相切B大小恒定，沿着圆半径指向圆心C逐渐增加，沿着圆半径离开圆心D逐渐增加，沿逆时针方向与圆相切U

2、AR2. 如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n.原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机.电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升.下列判断正确的是（ ）A原线圈中的电流为nI B变压器的输入功率为UI/n. C电动机输出的总功率为I2R D电动机两端电压为IR tOF tOF tOFtOFc tOIgeRbadB3. 如图所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一个电阻R，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上

3、，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动过程中杆ab始终垂直于框架。右图为一段时间内金属杆中的电流I随时间t的变化关系，则下图中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（ ） A B C DabBPQMNv04. 如图所示，光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中磁感应强度为B，导轨宽度为L。QM之间接有阻值为R的电阻，其余部分电阻不计。一质量为M，电阻为R的金属棒ab放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行，最后停在导轨上。由以上条件，在此过程中不可求出的物理量有( )A电阻R上产生的焦耳热B通过电阻R的总电量Cab棒运动的位移Lt1R1R2CabSLEDab棒的运

4、动时间5. 如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计。以下判断正确的是( ) A闭合S，稳定后，电容器两端电压为EB闭合S，稳定后，电容器的a极带正电C断开S的瞬间，电容器的a极板将带正电D断开S的瞬间，电容器的a极板将带负电OB6. 如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在下图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是（ ）i0tAi0tBi0tCi0tD7. 如图所示，两根间距为的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角=30

5、。金属杆垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中。当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆刚好处于静止状态。若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆仍保持静止状态，可以采取的措施是（ ） A减小磁感应强度B B调节滑动变阻器使电流减小 C减小导轨平面与水平面间的夹角 D将电源正负极对凋使电流方向改变8. 相距为d的足够长的两平行金属导轨（电阻不计）固定在绝缘水平面上，导轨间有垂直轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B，导轨左端接有电容为C的电容器，在导轨上放置一金属棒并与导轨接触良好，如图所示。现用水平拉力使金属棒开始向右运动，拉力的功率恒为P，在棒达到最大速度之前，下列叙

6、述正确的是( )A. 金属棒做匀加速运动B. 电容器所带电量不断增加C. 作用于金属棒的摩擦力的功率恒为PD. 电容器a极板带负电9. 2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已达到500km/h，可载5人，如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环.将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，下列说法中正确的是（ ）A在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流.当稳定后，感应电流消失B在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流.当稳定后，感应电流仍存在C如A的N极朝上，B中感应电流的方向如图所

7、示D如A的N极朝上，B中感应电流的方向与图中所示的方向有时相同的有时相反10. 如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，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，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为（ ）A BC D第卷（非选择题，共110分）二、本题共2小题，共20分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答.11.（8分）如图所示， PQ 、MN 是固定的水平放置的足够长的 U 形金属导轨，导轨的宽度为 L ，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，导轨左端连接一阻值为 R 的电阻器，在导轨上放一质量为 m 的金属棒 ab

8、，导轨与金属棒电阻均不计，给 ab 一水平初速度 v0 ，使其向右运动，最后 ab 静止在导轨上， ( 1 ）求：当金属棒 ab 的速度为0.5v0 时，通过电阻 R 的电流强度为 ( 2 ）针对导轨是光滑还是粗糙的两种情况，安培力做功和整个回路中产生的热量进行了如下猜想，即：猜想 1 ：两种情况下，安培力对金属棒所做的功 （填相等、不相等），猜想 2 ：两种情况下，整个回路产生的热量 （填相等、不相等）12.（12分）电磁流量计如图所示,用非磁性材料做成的圆管道,外加一匀强磁场.当管道中导电液体流过此区域时,测出管壁上a、b两点间的电动势为E,就可知道管中液体的流量Q,即单位时间内流过管道横

9、截面的液体体积(m3s).已知管道直径为D,磁场的磁感应强度为B,则Q与E间的关系为_三、本题共6小题，共90分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.13. （13分）如图所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条足够长的平行金属导轨，其电阻不计，间距为L，导轨平面与磁场方向垂直。ab、cd为两根垂直导轨放置的、电阻都为R、质量都为m的金属棒。棒cd用能承受最大拉力为T0的水平细线拉住，棒cd与导轨间的最大静摩擦力为f 。棒ab与导轨间的摩擦不计，在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加

10、速直线运动，求：（1）线断以前水平拉力F随时间t的变化规律；（2）经多长时间细线将被拉断。14.(14分)如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。求：金属杆在5s末时的运动速度第4s末时外力F的瞬时功率。15.（14分）如图，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为

11、R的电阻，在两导轨间OO1O1O矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；OFbOO1O1aRMPBNQl0l（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。16.（14分）如图甲所示，一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，

12、整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示，在金属线框被拉出的过程中。求通过线框导线截面的电量及线框的电阻；写出水平力F随时间变化的表达式；已知在这5s内力F做功1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？MNB甲乙0I/At/s1236450.20.40.617.（16分）两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平

13、和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数，导轨电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动，设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好，重力加速度为g，求：（1）ab杆匀速运动的速度v1；（2）ab杆所受拉力F；（3）ab杆以v1匀速运动时，cd杆以v2（v2已知）匀速运动，则在cd杆向下运动过程中，整个回路中产生的焦耳热18.（17分）9如图所示，两条光滑的绝缘导轨，导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接，两导轨间距为L，导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域（图中的虚线

14、范围），磁场方向竖直向上，磁场的磁感应强度为B，磁场的宽度为S，相邻磁场区域的间距也为S，S大于L，磁场左、右两边界均与导轨垂直。现有一质量为m，电阻为r，边长为L的正方形金属框，由圆弧导轨上某高度处静止释放，金属框滑上水平导轨，在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域，最终线框恰好完全通过n段磁场区域。地球表面处的重力加速度为g，感应电流的磁场可以忽略不计，求：（1）刚开始下滑时，金属框重心离水平导轨所在平面的高度（2）整个过程中金属框内产生的电热（3）金属框完全进入第k（kn）段磁场区域前的时刻，金属框中的电功率 2009高考物理专题冲刺八参考答案1. C 2.B 3.B 4. D 5. C

15、6.A 7.C. 8. B 9. B 10. A11. （1）I= （2） 不相等；相等 12. 13. 解析：（1）在时刻t，棒的速度 va t棒中感应电动势为 EB L vB L a t 棒中的感应电流为 I 由牛顿第二定律 FBILma 得 F= （2）细线拉断时满足BIL=f +T0 +T0 t= 14.解析：电压表的示数为 U5=0 .2V 由闭合电路欧姆定律得 联立以上三式得： v5=2.5m/s 由乙图可知，R两端电压随时间均匀变化，所以电路中的电流也随时间均匀变化，由闭合电路欧姆定律知，棒上产生的电动势也是随时间均匀变化的。因此由E=BLv可知，金属杆所做的运动为匀变速直线运动

16、 由问中的式有 所以 所以4s末时的速度 所以4s末时电路中的电流为 因 15解析：（1）ab棒离开磁场右边界前做匀速运动，速度为，则有： 对ab棒 FBIl0 解得 （2）由能量守恒可得： 解得： （3）设棒刚进入磁场时速度为v 由： 可得： 棒在进入磁场前做匀加速直线运动，在磁场中运动可分三种情况讨论：若（或），则棒做匀速直线运动；若（或F），则棒先加速后匀速；若（或F，则棒先减速后匀速。16.解析：根据q =t，由It图象得：q =1.25C 又根据 得R = 4 由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：I0.1t 由感应电流，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，线框做匀加速直线运动，加速度a = 0.2m/s2 线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动，得力F（0.2 t0.1）N t5s时，线框从磁场中拉出时的速度v5 = at =1m/s 线框中产生的焦耳热J 17.解析：（1）ab杆向右运动时，ab杆中产生的感应电动势方向为ab，大小为 cd杆中的感应电流方向为dc，cd杆受到的安培力方向水平向右 安培力大小为 cd杆向下匀速运动，有 解、两式，ab杆匀速运动的速度为= （2）ab杆所受拉力F+mg （3）设cd杆以速度向下运动过程中，a