高考物理二轮复习测试 专题四第2讲课堂电磁感应规律及应用

1．(2012·北京高考)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图4－2－5所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，图4－2－5线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同解析：选D金属套环跳起的原因是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电线圈上的电流相互作用而引起的。无论实验用交流电还是直流电，闭合开关S瞬间，金属套环都会跳起。如果套环是塑料材料做的，则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起。所以答案是D。2.如图4－2－6所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为eq\f(R,2)的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB图4－2－6两端的电压大小为()A.eq\f(Bav,3) B.eq\f(Bav,6)C.eq\f(2Bav,3) D．Bav解析：选A由题意可得：E＝B×2a×eq\f(1,2)v，UAB＝eq\f(E,\f(1,4)R＋\f(1,2)R)×eq\f(1,4)R＝eq\f(Bav,3)，选项A正确。3.如图4－2－7所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中()A．穿过线框的磁通量保持不变图4－2－7B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安培力的合力为零D．线框的机械能不断增大解析：选B当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化，A错误，B正确；因线框上下两边所在处的磁场强弱不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D错误。4.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图4－2－8所示。当磁场以10T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的是电势差是()A．Uab＝0.1V B．Uab＝－0.1图4－2－8C．Uab＝0.2V D．Uab＝－0.2V解析：选B题图中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势，从而在线框中有感应电流，把左半部分线框看成电源，其电动势为E，内电阻为eq\f(r,2)，画出等效电路图如图所示。则a、b两点间的电势差妈为电源的路端电压，设l是边长，且依据题意知eq\f(ΔB,Δt)＝10T/s，由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)得E＝eq\f(ΔBS,Δt)＝eq\f(ΔBl2,2Δt)＝10×eq\f(0.22,2)V＝0.2V，所以U＝IR＝eq\f(E,\f(r,2)＋\f(r,2))·eq\f(r,2)＝eq\f(0.2,r)×eq\f(r,2)V＝0.1V，由于a点电势低于b点电势，故Uab＝－0.1V，即B选项正确。5．(2012·广东高考)如图4－2－10所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上，导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。图4－2－10(1)调节Rx＝R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v。(2)改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电荷量为＋q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。解析：(1)导体棒匀速下滑时，Mgsinθ＝BIl①I＝eq\f(Mgsinθ,Bl)②设导体棒产生的感应电动势为E0E0＝Blv③由闭合电路欧姆定律得I＝eq\f(E0,R＋Rx)④联立②③④，得v＝eq\f(2MgRsinθ,B2l2)⑤(2)改变Rx，由②式可知电流不变。设带电微粒在金属板间匀速通过时，板间电压为U，电场强度大小为EU＝IRx⑥E＝eq\f(U,d)⑦mg＝