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文檔簡介
1、2013年高考物理二輪典型例題沖刺測試專題9電磁感應(含解析)1.如圖,均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置,當a繞O點在其所在平面內旋轉時,b中產生順時針方向的感應電流,且具有收縮趨勢,由此可知,圓環(huán)a()A. 順時針加速旋轉B. 順時針減速旋轉C. 逆時針加速旋轉D. 逆時針減速旋轉解析由楞次定律,欲使b中產生順時針電流,則a環(huán)內磁場應向里減弱或向外增強,a環(huán)的旋轉情況應該是順時針減速或逆時針加速,由于b環(huán)又有收縮趨勢,說明a環(huán)外部磁場向外,內部向里,故選B.答案B2.有一個勻強磁場,它的邊界是MN,在MN左側是無場區(qū)域,右側是勻強磁場區(qū)域,如圖甲所示現(xiàn)在有一個金屬線框以恒定速度
2、從MN左側進入勻強磁場區(qū)域,線框中的電流隨時間變化的it圖象如圖乙所示則可能的線框是()解析在圖乙中,中間過程中有恒定電流,A、D兩選項中的線框產生的感應電流立刻從最大值減小,故A、D錯誤由EBlv可知,進入過程中切割有效長度l均勻增大,中間過程l不變,最后過程切割有效長度均勻減小,故B、C正確答案BC3.如圖所示,在鐵芯P上繞著兩個線圈a和b,則()A線圈a輸入正弦交變電流,線圈b可輸出恒定電流B線圈a輸入恒定電流,穿過線圈b的磁通量一定為零C線圈b輸出的交變電流不對線圈a的磁場造成影響D線圈a的磁場變化時,線圈b中一定有電場解析在同一鐵芯上具有相同的,a中輸入正弦交流電時,按正弦規(guī)律變化,
3、則b中產生變化的電流,故A錯a中輸入恒定電流時,b中磁通量恒定不為零,而為零,故B錯線圈a、b中的電流都對鐵芯上的產生影響,即按互感原理工作,故C錯a中的磁場變化,即變化,b中一定有電場產生,故D正確答案D4.用一根橫截面積為S、電阻率為的硬質導線做成一個半徑為r的圓環(huán),ab為圓環(huán)的一條直徑如圖所示,在ab的左側存在一個均勻變化的勻強磁場,磁場垂直于圓環(huán)所在的平面,方向如圖,磁感應強度大小隨時間的變化率k(k<0)則()A圓環(huán)中產生逆時針方向的感應電流B圓環(huán)具有擴張的趨勢C圓環(huán)中感應電流的大小為D圖中a、b兩點間的電勢差Uab|kr2| 解析根據(jù)楞次定律可知,磁通量減小,產生順時針方向的
4、感應電流,A選項不正確;圓環(huán)面積有擴張的趨勢,B選項正確;產生的感應電動勢為,則電流大小為|,C選項不正確;Uab等于kr2的絕對值,D選項正確答案BD5.半徑為a右端開小口的導體圓環(huán)和長為2a的導體直桿,單位長度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置,整個內部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動,桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開始,桿的位置由確定,如圖所示則()A0時,桿產生的電動勢為2BavB時,桿產生的電動勢為BavC0時,桿受的安培力大小為D時,桿受的安培力大小為解析開始時刻,感應電動勢E1BLv2Bav,故A項正確時,E2
5、B·2a cos·vBav,故B項錯誤由L2a cos,EBLv,I,RR02a cos(2)a,得在0時,F(xiàn),故C項錯誤時F,故D項正確答案AD6.如圖所示,正方形區(qū)域MNPQ內有垂直紙面向里的勻強磁場在外力作用下,一正方形閉合剛性導線框沿QN方向勻速運動,t0時刻,其四個頂點M、N、P、Q恰好在磁場邊界中點下列圖象中能反映線框所受安培力f的大小隨時間t變化規(guī)律的是()解析設正方形導線框電阻為R,邊長為L0,磁感應強度為B,勻速運動的速度為v,則在A點由圖中A到N過程,感應電動勢EBLv,由L2vt tan 45°,I,fBILt2,由數(shù)學知識知C、D錯在O點由
6、圖中A到N過程,L不變,故f不變在B點由圖中A到N過程,切割磁感線的有效長度LL02vttan45°,則fBILt2t,由數(shù)學知識可判斷,B對,A、C、D項錯誤答案B7.如圖所示,L是自感系數(shù)很大的線圈,其自身的直流電阻幾乎為零A和B是兩個相同的小燈泡,下列說法正確的是()A閉合開關S后,燈泡A亮度一直保持不變B閉合開關S后,燈泡B逐漸變亮,最后亮度不變C斷開開關S后,燈泡A逐漸變暗,直到不亮D斷開開關S后,燈泡B由暗變亮再逐漸熄滅 解析閉合開關S后,線圈L中電流逐漸增大,燈泡B中電流逐漸減小至0,A中電流越來越大至最后不再增大,故燈泡A、B同時變亮,然后燈泡B越來越暗直至熄滅,燈泡
7、A越來越亮至最亮,選項A、B均錯誤;斷開開關S后,線圈L與燈泡B構成閉合回路,故燈泡B由暗變亮,又因為能量守恒電流越來越小,燈泡B又逐漸變暗至熄滅,選項D正確答案D8.如圖所示,相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強磁場,磁感應強度為B,正方形線圈abcd邊長為L(L<d),質量為m,電阻為R,將線圈在磁場上方高h處靜止釋放,cd邊剛進入磁場時速度為v0,cd邊剛離開磁場時速度也為v0,則下列說法正確的是()A線圈進入磁場的過程中,感應電流為逆時針方向B線圈進入磁場的過程中,可能做加速運動C線圈穿越磁場的過程中,線圈的最小速度可能為D線圈從ab邊進入磁場到ab邊離開磁場
8、的過程,感應電流做的功為mgd解析線圈進入磁場的過程中,由右手定則可判斷出感應電流為逆時針方向,選項A正確;由于cd邊剛離開磁場時速度也為v0,所以線圈進入磁場的過程,只能是減速運動,選項B錯誤;在線圈進入磁場的減速過程中,BILmg,而I,EBLv,代入上式得v,選項C正確;因為cd邊離開磁場時的速度與剛進入磁場時的速度大小相同,所以線框離開磁場的過程與進入磁場的過程完全相同,當ab邊離開磁場時的速度大小等于線圈從ab邊進入磁場時的速度大小,對線框運用動能定理可知,該過程中感應電流做的功等于線框重力做的功,即為mgd,選項D正確答案ACD9.如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌與
9、水平面的夾角為,上端接有定值電阻R,勻強磁場垂直于導軌平面,磁感應強度為B.將質量為m的導體棒由靜止釋放,當速度達到v時開始勻速運動,此時對導體棒施加一平行于導軌向下的拉力,并保持拉力的功率恒為P,導體棒最終以2v的速度勻速運動導體棒始終與導軌垂直且接觸良好,不計導軌和導體棒的電阻,重力加速度為g.下列選項正確的是()AP2mgvsinBP3mgvsinC當導體棒速度達到時加速度大小為sinD在速度達到2v以后勻速運動的過程中,R上產生的焦耳熱等于拉力所做的功解析對導體棒受力分析如圖當導體棒以v勻速運動時(如圖甲),應有:mgsinF安BIL;當加力F后以2v勻速運動時(如圖乙),F(xiàn)mgsin
10、,兩式聯(lián)立得Fmgsin,則PF·2v2mgvsin,A正確B錯誤;由牛頓第二定律,當導體棒的速度為時,asin,C正確;由功能關系,當導體棒達到2v以后勻速運動的過程中,R上產生的焦耳熱等于拉力所做的功與減少的重力勢能之和,D錯誤答案AC10.如圖,兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置,導軌間距離為L,電阻不計在導軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡整個系統(tǒng)置于勻強磁場中,磁感應強度方向與導軌所在平面垂直現(xiàn)將一質量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放金屬棒下落過程中保持水平,且與導軌接觸良好已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光重力加速度為g.求:(1)磁感
11、應強度的大??;(2)燈泡正常發(fā)光時導體棒的運動速率解析(1)設小燈泡的額定電流為I0,有PIR 由題意在金屬棒沿導軌豎直下落的某時刻后,小燈泡保持正常發(fā)光,流經MN中電流為I2I0 此時金屬棒MN所受的重力和安培力相等,下落的速度達到最大值,有mgBLI 聯(lián)立式得B. (2)設燈泡正常發(fā)光時,導體棒的速率為v,由電磁感應定律與歐姆定律得EBLv ERI0 聯(lián)立式得v. 11.如圖甲所示,空間存在一寬度為2L的有界勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里在光滑絕緣水平面內有一邊長為L的正方形金屬線框,其質量m1kg、電阻R4,在水平向左的外力F作用下,以初速度v04m/s勻減速進入磁場,線框平面與磁場垂直
12、,外力F的大小隨時間t變化的圖線如圖乙所示以線框右邊剛進入磁場時開始計時,求:(1)勻強磁場的磁感應強度B;(2)線框進入磁場的過程中,通過線框的電荷量q;(3)判斷線框能否從右側離開磁場?說明理由解析(1)由Ft圖象可知,線框加速度a2m/s2線框的邊長Lv0tat24×1m×2×12m3mt0時刻線框中的感應電流I線框所受的安培力F安BIL由牛頓第二定律F1F安ma又F11N,聯(lián)立得B T0.33 T.(2)線框進入磁場的過程中,平均感應電動勢平均電流通過線框的電荷量qt聯(lián)立得q0.75 C.(3)設勻減速運動速度減為零的過程中線框通過的位移為x,由運動學公式
13、得0v2ax代入數(shù)值得x4m<2L所以線框不能從右側離開磁場12.如圖所示,一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內,導軌間距l(xiāng)0.5m,左端接有阻值R0.3的電阻一質量m0.1kg,電阻r0.1的金屬棒MN放置在導軌上,整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中,磁場的磁感應強度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下,由靜止開始以a2m/s2的加速度做勻加速運動,當棒的位移x9m時撤去外力,棒繼續(xù)運動一段距離后停下來,已知撤去外力前后回路中產生的焦耳熱之比Q1Q221.導軌足夠長且電阻不計,棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸求(1)棒在勻加速運動過程中,通過電阻R的電荷量q;(2)撤去外力后回路中產生的焦耳熱Q2;(3)外力做的功WF.解析(1)設棒勻加速運動的時間為t,回路的磁通量變化量為,回路中的平均感應電動勢為,由法拉第電磁感應定律得其中Blx設回路中的平均電流為,由閉合電路的歐姆定律得則通過電阻R的電荷量為qt聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得q4
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