2011高考物理專題復(fù)習(xí)7電磁感應(yīng)

1、2010高考物理專題復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)一：電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁通量法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律（能力級別：）1.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B = 0.2T的勻強(qiáng)磁場中，有一面積為S = 30cm2的矩形線框，線框平面與磁場方向垂直，這時(shí)穿過線框的磁通量為Wb。若從圖所示位置開始繞垂直于磁場方向的OO軸轉(zhuǎn)過600角，這時(shí)穿過線框平面的磁通量為Wb。從圖示位置開始，在轉(zhuǎn)過1800角的過程中，穿過線框平面的磁通量的變化為Wb。 2.如圖所示，a、b是平行金屬導(dǎo)軌，勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面，c、d是分別串有電壓表和電流表金屬棒，它們與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)c、d以相同速度向右運(yùn)動時(shí)，下列正確的是（ ）A兩表均有讀數(shù) B兩表均無讀數(shù)C電

2、流表有讀數(shù)，電壓表無讀數(shù) D電流表無讀數(shù)，電壓表有讀數(shù)試探線圈地面adcb3.已知某一區(qū)域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜，電纜中通有變化的電流，在其周圍有變化的磁場，因此可以通過在地面上測量閉合試探小線圈中的感應(yīng)電動勢來探測電纜的確切位置、走向和深度。當(dāng)線圈平面平行地面測量時(shí)，在地面上a、c兩處測得試探線圈中的電動勢為零，b、d兩處線圈中的電動勢不為零；當(dāng)線圈平面與地面成45夾角時(shí)，在b、d兩處測得試探線圈中的電動勢為零，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，a、b、c、d恰好位于邊長為1 m的正方形的四個(gè)頂角上，如圖所示。據(jù)此可以判定地下電纜埋在_兩點(diǎn)連線的正下方，離地表面的深度為_m。4.如圖所示，有一個(gè)彈

3、性的輕質(zhì)金屬圓環(huán)，放在光滑的水平桌面上，環(huán)中央插著一根條形磁鐵突然將條形磁鐵迅速向上拔出，則此時(shí)金屬圓環(huán)將 A圓環(huán)高度不變，但圓環(huán)縮小B圓環(huán)高度不變，但圓環(huán)擴(kuò)張C圓環(huán)向上跳起，同時(shí)圓環(huán)縮小D圓環(huán)向上跳起，同時(shí)圓環(huán)擴(kuò)張二：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢右手定則（能力級別：）5.北半球某地的地磁場為4105 T，磁感線方向與水平面成30角，一條東西方向水平放置的均勻?qū)w棒長0.5 m，將它以2 m/s的初速度向北水平拋出，則在拋出后 1 s末，棒中的感應(yīng)電動勢多大？棒的哪端電勢較高?abOBES1S2PQRL6.如圖所示，金屬桿ab長0.5 m，以O(shè)點(diǎn)為軸在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，oaab，角速度為10 ra

4、d/s，勻強(qiáng)磁場豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T，則a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab_。三：自感現(xiàn)象（能力級別：）7.如圖所示，L是自感系數(shù)很大電阻很小的線圈，若合上或斷開開關(guān)S1和S2時(shí)，可能發(fā)生的情況是AS1閉合的瞬間，Q燈逐漸亮起來 B在合上S2穩(wěn)定后，P燈是暗的 C斷開S1的瞬間，Q燈立即熄滅，P燈亮一下再熄滅D斷開S1的瞬間，P燈和Q燈過一會兒才熄滅四：日光燈（能力級別：）S1AS1BS1DS2CLLLL8.在下列所示的四個(gè)日光燈的接線圖中，S1為起動器，S2為電鍵，L為鎮(zhèn)流器。能使日光燈正常發(fā)光的是五: 電磁感應(yīng)綜合問題9.如圖1所示，矩形裸導(dǎo)線框長邊的長度為2，短邊的長度為，在兩個(gè)短邊上均

5、接有電阻R，其余部分電阻不計(jì)，導(dǎo)線框一長邊與軸重合，左邊的坐標(biāo)x=0，線框內(nèi)有一垂直于線框平面的磁場，磁場的感應(yīng)強(qiáng)度滿足關(guān)系。一光滑導(dǎo)體棒AB與短邊平行且與長邊接觸良好，電阻也是R，開始時(shí)導(dǎo)體棒處于x=0處，從t=0時(shí)刻起，導(dǎo)體棒AB在沿x方向的力F作用下做速度為v的勻速運(yùn)動，求：（1）導(dǎo)體棒AB從x=0到x=2的過程中力F隨時(shí)間t變化的規(guī)律；（2）導(dǎo)體棒AB從x=0到x=2的過程中回路產(chǎn)生的熱量。10.如圖2所示，兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，它們之間的距離為=0.2m，在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R=0.5的電阻，在x0處有一與水平面垂直的均勻磁場，磁感強(qiáng)度B=0.5T。一質(zhì)量為m=0

6、1kg的金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上，并以v0=2m/s的初速度進(jìn)入磁場，在安培力和一垂直于桿的水平外力F的共同作用下作勻變速直線運(yùn)動，加速度大小為a=2m/s2，方向與初速度方向相反，設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且接觸良好。求：（1）電流為零時(shí)金屬桿所處的位置；（2）電流為最大值的一半時(shí)施加在金屬桿上外力F的大小和方向；（3）保持其他條件不變，而初速度v0取不同值，求開始時(shí)F的方向與初速度v0取值的關(guān)系。11.如圖5所示，在水平面上有一個(gè)固定的兩根光滑金屬桿制成的37角的導(dǎo)軌AO和BO，在導(dǎo)軌上放置一根和OB垂直的金屬桿CD，導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的，單位長度的電阻值均為0.1/m，整個(gè)

7、裝置位于垂直紅面向里的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系為B=0.2tT，現(xiàn)給棒CD一個(gè)水平向右的外力，使CD棒從t=0時(shí)刻從O點(diǎn)處開始向右做勻加速直線運(yùn)動，運(yùn)動中CD棒始終垂直于OB，加速度大小為0.1m/s2,求（1）t=4s時(shí)，回路中的電流大??；（2）t=4s時(shí)，CD棒上安培力的功率是多少？12.如圖所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由

8、靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦。（1）由b向a方向看到的裝置如圖2所示，請?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖；（2）在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大小； （3）求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值。13.水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，問距為L，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿（見右上圖），金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)；均勻磁場豎直向下。用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動。當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對應(yīng)的勻速運(yùn)動速度v也會變化，v與F的關(guān)系如右下圖。（

9、取重力加速度g=10m/s2）（1）金屬桿在勻速運(yùn)動之前做什么運(yùn)動？（2）若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5；磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？（3）由vF圖線的截距可求得什么物理量？其值為多少？x0 BoyR14.如圖所示，兩根相距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，位于水平的xy平面內(nèi)，一端接有阻值為R的電阻。在的一側(cè)存在沿豎直方向的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x的增大而增大，B=kx，式中的k是一常量。一金屬桿與金屬導(dǎo)軌垂直，可在導(dǎo)軌上滑動。當(dāng)t=0時(shí)金屬桿位于x=0處，速度為，方向沿x軸的正方向。在運(yùn)動過程中，有一大小可調(diào)節(jié)的外力F作用于金屬桿以保持金屬桿的加速度恒定，大小為a，方向沿x軸正方向。除電阻

10、R以外其余電阻都可以忽略不計(jì)。求： （1）當(dāng)金屬桿的速度大小為時(shí)，回路中的感應(yīng)電動勢有多大？ （2）若金屬桿的質(zhì)量為m，施加于金屬桿上的外力與時(shí)間的關(guān)系如何？15.如圖所示，abcd為質(zhì)量M=2kg的導(dǎo)軌，放在光滑絕緣的水平面上，另有一根質(zhì)量m=0.6kg的金屬棒PQ平行bc放在水平導(dǎo)軌上，PQ棒左邊靠著絕緣固定的豎直立柱e、f，導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁場以O(shè)O為界，左側(cè)的磁場方向豎直向上，右側(cè)的磁場方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=0.8T.導(dǎo)軌的bc段長，其電阻，金屬棒的電阻R=0.2，其余電阻均可不計(jì)，金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù) 若在導(dǎo)軌上作用一個(gè)方向向左、大小為F=2N的水平拉力，設(shè)導(dǎo)軌足

11、夠長，取10m/s2，試求：dFBebacBOOf （1）導(dǎo)軌運(yùn)動的最大加速度； （2）流過導(dǎo)軌的最大電流； （3）拉力F的最大功率.16.如圖甲所示，空間存在著一個(gè)范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。邊長為L的正方形金屬abcd（下簡稱方框）放在光滑的水平面上，其外側(cè)套著一個(gè)與方框邊長相同的U型金屬框架MNPQ（下簡稱U型框），U型框與方框之間接觸良好且無摩擦。兩個(gè)金屬框每條邊的質(zhì)量均為m，每條邊的電阻均為r 。cabMdNBQPNPbQMBacd（1）將方框固定不動，用力拉動U型框使它以速度v0垂直NP邊向右勻速運(yùn)動，當(dāng)U型框的MQ端滑至方框的最右側(cè)（如圖所示）時(shí)

12、，方框上的bc兩端的電勢差為多大？此時(shí)方框的熱功率為多大？（2）若方框不固定，給U型框垂直NP邊向右的初速度v0，如果U型框恰好不能與方框分離，則在這一過程中兩框架上產(chǎn)生的總熱量為多少？（3）若方框不固定，給U型框垂直NP邊向右的初速度v(vv0)，U型框最終將與方框分離。如果從U型框和方框不再接觸開始，經(jīng)過時(shí)間t方框最右側(cè)和U型框最左側(cè)距離為s。求兩金屬框分離時(shí)的速度各為多大？17.如圖，在水平面上有兩條平行導(dǎo)電導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌間距離為，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，兩根金屬桿1、2擺在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，它們的質(zhì)量和電阻分別為和R1、R2，兩桿與導(dǎo)軌接

13、觸良好，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，已知：桿1被外力拖動，以恒定的速度沿導(dǎo)軌運(yùn)動；達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，桿2也以恒定速度沿導(dǎo)軌運(yùn)動，導(dǎo)軌的電阻可忽略，求此時(shí)桿2克服摩擦力做功的功率。 M 2 1 N P QB18.有一邊長分別L和2L的矩形導(dǎo)體框，導(dǎo)體框的總電阻為R.讓導(dǎo)體框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以恒定角速度繞兩短邊中點(diǎn)為軸旋轉(zhuǎn)，如圖所示.求： （1）導(dǎo)體框的發(fā)熱功率. （2）導(dǎo)體框轉(zhuǎn)到圖中位置時(shí)，某一長邊兩端電壓.1答案：，2 B3ac，0.714. D5. 解析1 s末導(dǎo)體棒的水平分速度和豎直分速度分別為 vxv0，vygt。vx切割地磁場的豎直分量By，在棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e1，vy切割地磁

14、場的豎直分量Bx，在棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e2。e1LvxBy2105 T，由右手定則知e1向西；e2LvyBx1.7104 T，由右手定則知e2向東；故棒中的感應(yīng)電動勢 ee2e11.5104 T，方向向東，即東端的電勢較高。6. 解析oa段產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e1B w，由右手定則知a端電勢高；ob段產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e2B w，由右手定則知b端電勢高.UabUaoUob0.75 V7. ABCD8. AC9. 答案：（1） （2）10. 答案：（1） （2）向運(yùn)動時(shí)=0.18N 向左運(yùn)動時(shí)=0.22N(3)當(dāng)當(dāng)11. 答案：（1）1A （2）0.192W。12.解析：（18分）（1）如圖所示：重力

15、mg，豎直向下；支撐力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上（2）當(dāng)ab桿速度為v時(shí)，感應(yīng)電動勢E=BLv，此時(shí)電路電流 ab桿受到安培力根據(jù)牛頓運(yùn)動定律，有解得 （3）當(dāng)時(shí)，ab桿達(dá)到最大速度vm13. 解析：（1）變速運(yùn)動（或變加速運(yùn)動、加速度減小的加速運(yùn)動，加速運(yùn)動）。（2）感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流安培力由圖線可知金屬桿受拉力、安增力和阻力作用，勻速時(shí)合力為零。由圖線可以得到直線的斜率k=2，（T） （3）由直線的截距可以求得金屬桿受到的阻力f，f=2（N） 若金屬桿受到的阻力僅為動摩擦力，由截距可求得動摩擦因數(shù)14. 解析： （1）根據(jù)速度和位移的關(guān)系式由題意可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 感應(yīng)電動勢為

16、 （2）金屬桿在運(yùn)動過程中，安培力方向向左，因此，外力方向向右。由牛頓第二定律得FBIL=ma因?yàn)樗?5. 解析：（1）導(dǎo)軌向左運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)軌受到向左的拉力F，向右的安培力F1和向右的摩擦力f。根據(jù)牛頓第二定律： F1=BIl(1分)f=(mgBIl)當(dāng)I=0時(shí)，即剛拉動時(shí)，a最大.（2）隨著導(dǎo)軌速度增大，感應(yīng)電流增大，加速度減小.當(dāng)a=0時(shí)，I最大 即（3）當(dāng)a=0時(shí)，I最大，導(dǎo)軌速度最大.16. 解析：（1）當(dāng)方框固定不動，U型框以v0滑至方框最右側(cè)時(shí)，感應(yīng)電動勢為E，有：E=BLV0 (1)bc間并聯(lián)電阻 R并= (2)bc兩端的電勢差 Ubc=R并 （3）由(1)(2)(3)得Ubc=BLV。 (4)此時(shí)方框的熱功率P=（）2 R并 (5)由(1)(2)(5)得：(6)（2）若方框不固定，當(dāng)U型框恰好不與方框分離時(shí)速度設(shè)為v,由動量守恒可知 (7)由能的轉(zhuǎn)化和守恒可知總熱量Q為Q=3m v02 - (3m+4m)v2 (8) 由(7)(8)可知，Q=mv02 (9)（3）若方框不固定，設(shè)U型框與方框分離時(shí)速度分別為v1、v2由動量守恒可知：3mv=3mv1+4mv2 (10) 在t時(shí)間內(nèi)相距S可知：s=(v1-v2)t (11)由（10）（11）可知 v1=(3v+) v2=(v-) (1217.解法1：設(shè)桿2的運(yùn)動速度為v，由于兩