2011高考物理二轮复习电磁感应最新测试题
高考物理二轮复习 训练9 电磁感应现象及电磁感应规律的应用
训练9电磁感应现象及电磁感应规律的应用一、单项选择题1.如图9-15甲所示,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之间连接一电阻,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,使金属杆由静止开始向右在框架上滑动,运动中杆始终垂直于框架.图乙为一段时间内金属杆中的电流随时间t的变化关系图象,则下列选项中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是( ).图9-15图9-162.(2012·海南单科,5)如图9-16所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置I释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则( ).A.T1>mg,T2>mgB.T1<mg,T2<mgC .T 1>mg ,T 2<mgD .T 1<mg ,T 2>mg3.如图9-17所示,匀强磁场区域为一个等腰直角三角形,其直角边长为L ,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B ,一边长为L 、总电阻为R 的正方形导线框abcd ,从图示位置开始沿x 轴正方向以速度v 匀速穿过磁场区域.取沿a ―→b ―→c ―→d ―→a 的感应电流方向为正,则下图表示线框中电流i 随bc 边的位置坐标x 变化的图象正确的是( ).图9-174.(2012·全国卷,19)如图9-18所示,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 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω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ΔBΔt的大小应为( ).图9-18A.4ωB 0πB.2ωB 0πC.ωB 0π D.ωB 02π二、多项选择题5.如图9-19所示,电阻不计的光滑平行金属导轨MN 和OP 足够长,水平放置.MO 间接有阻值为R 的电阻,两导轨相距为L ,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B .有一质量为m ,长度为L ,电阻为R 0的导体棒CD 垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN 向右的水平力拉动CD ,使之由静止开始运动.拉力的功率恒为P ,当导体棒CD 达到最大速度v 0时,下列判断中正确的是( ).图9-19A .最大速度数值为v 0=1LBP R +R 0B .导体棒上C 点电势低于D 点电势 C .克服安培力的功率等于拉力的功率P D .导体棒CD 上产生的电热功率为P6.(改编题)处于竖直向上匀强磁场中的两根电阻不计的平行金属导轨,下端连一电阻R ,导轨与水平面之间的夹角为θ,一电阻可忽略的金属棒ab ,开始时固定在两导轨上某位置,棒与导轨垂直.如图9-20所示,现释放金属棒让其由静止开始沿轨道平面下滑.就导轨光滑和粗糙两种情况比较,当两次下滑的位移相同时,则有( ).图9-20A .重力势能的减少量相同B .机械能的变化量相同C .磁通量的变化率相同D .产生的焦耳热不相同图9-217. (2012·常州模拟)有一根横截面积为S 、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环,ab 为圆环的一条直径.如图9-21所示,在ab 的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图所示.磁感应强度大小随时间的变化率为ΔB Δt=k (k <0).则( ).A .圆环中感应电流大小为krS2ρB .图中a 、b 两点的电势差U ab =⎪⎪⎪⎪14k πr 2C .圆环中产生逆时针方向的感应电流D .圆环具有扩张趋势 三、计算题图9-228.如图9-22所示,在与水平方向成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可忽略不计.空间存在着匀强磁场,磁感应强度B =0.20 T ,方向垂直轨道平面向上.导体棒ab 、cd 垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好构成闭合回路,每根导体棒的质量m =2.0×10-2kg 、电阻r =5.0×10-2Ω,金属轨道宽度l =0.50 m .现对导体棒ab 施加平行于轨道向上的拉力,使之沿轨道匀速向上运动.在导体棒ab 运动过程中,导体棒cd 始终能静止在轨道上.g 取10 m/s 2,求: (1)导体棒cd 受到的安培力大小; (2)导体棒ab 运动的速度大小; (3)拉力对导体棒ab 做功的功率.9.(2012·湖南衡阳联考25)如图9-23所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,两导轨间距L=1 m,导轨的电阻可忽略.M、P 两点间接有阻值为R的电阻.一根质量m=1 kg、电阻r=0.2 Ω的均匀直金属杆ab放在两导轨上,与导轨垂直且接触良好.整套装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.自图示位置起,杆ab受到大小为F=0.5v+2(式中v为杆ab运动的速度,力F的单位为N)、方向平行于导轨沿斜面向下的拉力作用,由静止开始运动,测得通过电阻R的电流随时间均匀增大.g取10 m/s2,sin 37°=0.6.图9-23(1)试判断金属杆ab在匀强磁场中做何种运动,并请写出推理过程;(2)求电阻R的阻值;(3)求金属杆ab自静止开始下滑通过位移x=1 m所需的时间t.10.如图9-24所示,光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框abcd,线框质量为m,电阻为R,边长为L.有一方向垂直水平面向下的有界磁场,磁场的磁感应强度为B,磁场区宽度大于L,左、右边界与ab边平行.线框在水平向右的拉力作用下垂直于边界线穿过磁场区.图9-24(1)若线框以速度v匀速穿过磁场区,求线框在离开磁场时a、b两点间的电势差.(2)若线框从静止开始以恒定的加速度a运动,经过t1时间ab边开始进入磁场,求cd边将要进入磁场时刻回路的电功率.(3)若线框以初速度v0进入磁场,且拉力的功率恒为P0.经过时间T,cd边进入磁场,此过程中回路产生的电热为Q.后来ab边刚穿出磁场时,线框速度也为v0,求线框穿过磁场所用的时间t.参考答案1.B [金属杆由静止开始向右在框架上滑动,金属杆切割磁感线产生感应电动势E =BLv ,在回路内产生感应电流,I =E R =BLvR.由题图乙金属杆中的电流随时间t 均匀增大可知金属杆做初速度为零的匀加速运动,I =BLatR.由安培力公式可知金属杆所受安培力F 安=BIL ,根据牛顿第二定律F -F 安=ma ,可得外力F =ma +F 安=ma +BIL =ma +B 2L 2atR,所以正确选项是B.]2.A [金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受安培力向上,在磁铁下端时受安培力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知T 1>mg ,T 2>mg ,A 项正确.]3.C [在0~L 过程中无电磁感应现象.在L ~2L 的过程中,线圈bc 边切割 磁感线的有效长度L 在线性增加,感应电动势e =BLv 及感应电流i =BLvR也在线性增加,在2L 点达最大值.且由右手定则得电流方向沿a ―→b ―→c ―→d ―→a ,为正,故选项D 错误.同理,在2L ~3L 的过程中,感应电流为负向的线性增加,故选项A 、B 均错误,选项C 正确.] 4.C [当线框绕过圆心O 的转动轴以角速度ω匀速转动时,由于面积的变化产生感应电动势,从而产生感应电流.设半圆的半径为r ,导线框的电阻为R ,即I 1=E R =ΔΦR Δt=B 0ΔS R Δt =12πr 2B 0R πω=B 0r 2ω2R .当线圈不动,磁感应强度变化时,I 2=E R =ΔΦR Δt =ΔBS R Δt =ΔB πr 2Δt 2R,因I 1=I 2,可得ΔB Δt =ωB 0π,C 选项正确.]5.AC [根据右手定则可以判断D 点电势低于C 点电势,B 错误;导体棒CD达到最大速度时拉力F 与安培力合力为零,P =Fv 0,F =BIL ,所以P =BILv 0,C 正确;I =BLv 0R +R 0,解得v 0=1LBP R +R 0,A 正确;整个回路中导体棒和电阻R 上都要产生电热,D 错误.]6.AD [本题考查金属棒在磁场中的运动及能量转化问题.当两次下滑的位移相同时,知重力势能的减少量相同,则选项A 正确;两次运动的加速度不同,所用时间不同,速度不同,产生的感应电动势不同,磁通量的变化率也不同,动能不同,机械能的变化量不同,则产生的焦耳热也不同,故选项B 、C 均错误,选项D 正确.]7.BD [本题考查电磁感应的基本规律.根据电磁感应规律的推论:产生的力学现象阻碍磁通量减小,则题中线圈有扩张的趋势,D 正确.ab 部分是整个电路的外电路,ab 两端电压为外电压,占整个电动势的一半,U ab =12·kS =12·k πr 22=k πr 24,则选项B 正确.]8.解析 (1)导体棒cd 静止时受力平衡,设所受安培力为F 安,则F 安=mg sin θ, 解得F 安=0.10 N.(2)设导体棒ab 的速度为v 时,产生的感应电动势为E ,通过导体棒cd 的感应电流为I ,则E =Blv ;I =E2r;F 安=BIl联立上述三式解得v =2F 安rB 2l 2,代入数据得v =1.0 m/s.(3)导体棒ab 受力平衡,则F =F 安+mg sin θ,解得F =0.20 N ,拉力做功的功率P =Fv ,解得P =0.20 W.答案 (1)0.1 N (2)1.0 m/s (3)0.20 W9.解析 (1)金属杆做匀加速运动(或金属杆做初速度为零的匀加速运动). 通过R 的电流I =ER +r =BLvR +r,因通过R 的电流I 随时间均匀增大,即杆的速度v 随时间均匀增大,杆的加速度为恒量,故金属杆做匀加速运动. (2)对回路,根据闭合电路欧姆定律I =BLvR +r对杆,根据牛顿第二定律有:F +mg sin θ-BIL =ma将F =0.5v +2代入得:2+mg sin θ+⎝⎛⎭⎫0.5-B 2L 2R +r v =ma ,因a 为恒量与v 无关,所以a =2+mg sin θm=8 m/s 20.5-B 2L 2R +r=0,得R =0.3 Ω.(3)由x =12at 2得,所需时间t =2xa=0.5 s.答案 (1)匀加速运动 (2)0.3 Ω (3)0.5 s10.解析 (1)线框在离开磁场时,cd 边产生的感应电动势E =BLv ,回路中的 电流I =ER则a 、b 两点间的电势差U =IR ab =14BLv .(2)t 1时刻线框速度v 1=at 1设cd 边将要进入磁场时刻速度为v 2,则v 22-v 21=2aL 此时回路中电动势E 2=BLv 2回路的电功率P =E 22R ,解得P =B 2L 2a 2t 21+2aL R(3)设cd 边进入磁场时的速度为v ,线框从cd 边进入到ab 边离开磁场的时间为Δt ,则P 0T=⎝⎛⎭⎫12mv 2-12mv 20+Q ,P 0Δt =12mv 20-12mv 2,解得Δt =Q P 0-T .线框离开磁场时间还是T ,所以线框穿过磁场总时间t =2T +Δt =QP 0+T .答案 (1)14BLv (2)B 2L 2a 2t 21+2aL R(3)Q P 0T。
2011届高考物理二轮复习专题五
专题五功、功率、动能定理例1.用水平力F拉一物体,使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动,t1时刻撤去拉力F,物体做匀减速直线运动,到t2时刻停止,其速度—时间图象如图1所示,且α>β,若拉力F做的功为W1,平均功率为P1;物体克服摩擦阻力F f做的功为W2,平均功率为P2,则下列选项正确的是( )A.W1>W2;F=2F fB.W1=W2;F >2F fC.P1>P2;F >2F fD.P1=P2;F=2FfBCBD例2.下列是一些说法中,正确的是()A.一质点受两个力作用且处于平衡状态,这两个力在同一段时间内的对物体做功一定相同B.一质点受两个力作用且处于平衡状态,这两个力在同一段时间内做的功或者都为零,或者大小相在等符号相反C.同样的时间内,作用力和反作用力的功大小不一定相等,但正负号一定相反D.在同样的时间内,作用力和反作用力的功大小不一定相等,但正负号也不一定相反因为处于平衡状态时,两个力大小相等方向相反,在同一段时间内冲量大小相等,但方向相反。
由恒力做功的知识可知,说法B正确。
关于作用力和反作用力的功要认识到它们是作用在两个物体上,两个物体的位移可能不同,所以功可能不同,说法C不正确,说法D正确。
正确选项是BD。
例3.如图所示,竖直平面内的轨道ABCD 由水平轨道AB 与光滑的四分之一圆弧轨道CD 组成,AB 恰与圆弧CD 在C 点相切,轨道固定在水平面上。
一个质量为m 的小物块(可视为质点)从轨道的A 端以初动能E 冲上水平轨道AB ,沿着轨道运动,由DC 弧滑下后停在水平轨道AB 的中点。
已知水平轨道AB 长为L 。
求:(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数μ ?(2)为了保证小物块不从轨道的D 端离开轨道,圆弧轨道的半径R 至少是多大?(3)若圆弧轨道的半径R 取第(2)问计算出的最小值,增大小物块的初动能,使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R 处,试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。
高考真题分类汇总专题15电磁感应解答题附答案
专题15 电磁感应解答题1、【2011全国卷,15分】如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计。
在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。
整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。
现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。
金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。
已知某时刻后两灯泡保持正常发光。
重力加速度为g。
求:(1)【易】磁感应强度的大小:(2)【中】灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
2、【2013新课标1,19分】如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,间距为L.导轨上端接有一平行板电容器,电容为C.导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面.在导轨上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触.已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g.忽略所有电阻.让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求:(1)【易】电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;(2)【难】金属棒的速度大小随时间变化的关系.3、【2014新课标2,19分】半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内,一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示.整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下,在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R 的电阻(图中未画出).直导体棒在水平外力作用下以速度ω绕O逆时针匀速转动、转动过程中始终与导轨保持良好接触,设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略,重力加速度大小为g.求:(1)【中】通过电阻R的感应电流的方向和大小;(2)【中】外力的功率.4、【2016全国1,14分】如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连.两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平.右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上,已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g,已知金属棒ab匀速下滑.求:(1)【中】作用在金属棒ab上的安培力的大小;(2)【易】金属棒运动速度的大小.5、【2016全国2,12分】如图,水平面(纸面)内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻,质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上,t =0时,金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动,t 0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求(1)【易】金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小; (2)【易】电阻的阻值.6、【2016全国3,20分】如图,两条相距l 的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R 的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S 的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度向下B 1随时间t 的变1B kt =化关系为,式中k 为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN (虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B 0,方向也垂直于纸面向里.某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在t 0时刻恰好以速度v 0越过MN ,此后向右做匀速运动.金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计.求(1)【中】在t =0到t =t 0时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;(2)【难】在时刻t (t >t 0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小.参考答案1、解:(1)设小灯泡的额定电流为I 020P I R =,有① 由题意,在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小灯泡保持正常发光,流经MN 02I I =的电流为 ①此时金属棒MN 所受的重力和安培力相等,下落的速度达mg BLI =到最大值,有 ① 联立①①①B =式得 ① (2)设灯泡正常发光时,导体棒的速率为v ,由电磁感应E BLv =定律与欧姆定律得0E RI = ① ① 联立①①①①①①2Pv mg=式得 ① 2、解:(1)设金属棒下滑的速度大小为v ,则感应电动势为 E=BLv ①平行板电容器两极板的电压为U ,U=E ②设此时电容器极板上储存的电荷为QUQC =,按定义有 ③联立①②③CBLv Q =式解得 ④(2)设金属棒下滑的速度大小为v 时经历的时间为t ,通过金属棒的电流为i ,金属棒受到磁场的安培力为F ,方向沿导轨向上,大小为F="BLi" ⑤设在t ~t+Q ∆时间间隔内流经金属棒的电荷量为,按tQi ∆∆=定义有Q ∆ ⑥ 也是平行板电容器两极板在t ~t+时间间隔内增加的电荷量由④v CBL Q ∆=∆式可得 ⑦ ,为金属棒速度的变化t v a ∆∆=量;按加速度的定义有 ⑧ 分析导体棒的受力:受重力mg ,支持力N ,滑动摩擦力f ,沿斜面向上的安培力F . θcos mg N =ma F f mg =--θsin N f μ=⑨ ⑩ ①联立⑤至(11)22cos sin L CB m mg mg a +-=θμθ式得 ① 由(12)式及题设可知,金属棒做初速为零的匀加速直线运动,t 时刻金属棒下滑的速度大小为v t L CB m mg mg at v 22cos sin +-==θμθ ①3、解:(1t ∆)在时间内,导体棒扫过的面积为:221(2)2S t r r ω⎡⎤∆=∆-⎣⎦① 根据法拉第电磁感应定律,导体棒产生的感应电动势大小B S tε∆=∆为:①根据右手定则,感应电流的方向是从B 端流向A 端,因此流过导体R 的电流方向是从C 端流向D 端;由欧姆定律流过导体R I Rε=的电流满足:①联立①①①232Br I Rω=可得:①(220mg N -=)在竖直方向有: ①式中,由于质量分布均匀,内外圆导轨对导体棒的正压力相等,其值为N ,两导轨对运动的导体棒的滑动摩擦力均f N μ=为: ①t ∆在时间内,导体棒在内外圆导轨上扫过的弧长分别为:1l r t ω=∆22l r t ω=∆ ① ①12()f W f l l =+克服摩擦力做的总功为: ①t ∆在时间内,消耗在电阻R 2R W I R t =∆上的功为: ①t ∆根据能量转化和守恒定律,外力在时间内做的功为:f R W W W =+① W P t=∆外力的功率为: ①由①至①式可得:①4、解:(1)设导线的张力的大小为T ,右斜面对ab 棒的00at v =0Blv E =刚进磁场时的速度:,感应电动势为:mmg F Blt E )(0μ-=解得:(2BIl mg F +=μ)匀速运动受力平衡: REI =m t l B R 022=回路电流为:,得 6、解:(1)在金属棒未越过MN 之前,t 时刻穿过回路的=ktS φ磁通量为 ①设在从t t t +∆时刻到的时间间隔内,回路磁通量的变化φ∆量为,流过电阻R q ∆的电荷量为.由法拉第电磁感应=t φε∆-∆定律有 ① =i R ε由欧姆定律有 ① =q t ε∆∆由电流的定义有 ①联立①①①①=kS q t R∆∆式得 ① 由①00t t t ==到式得,在的时间间隔内,流过电阻R 的电荷量q 0=kt Sq R的绝对值为 ① (20t t >)当时,金属棒已越过MN .由于金属在MN 右f F =侧做匀速运动,有 ①式中,f 是外加水平力,F 是匀强磁场施加的安培力.设此时回路中的电流为I ,F 的大小为0=F B Il ① 此时金属棒与MN 00=()s v t t -之间的距离为 ① 0=B lS φ'匀强磁场穿过回路的磁通量为 ① 回路的总磁通量为'φφφ+=t ①φ式中,仍如①式所示.由①①①①式得,在时刻t 0t t >()000()t B lv t t kSt φ=-+穿过回路的总磁通量为 ①t t t +∆到t φ∆在的时间间隔内,总磁通量的改变为00()t B lv kS t φ∆=+∆ ①有法拉第电磁感应定律的,回路感应电动势的大小为tt t φε∆=∆① t I R ε=由欧姆定律有 ① 联立①①①①①000()B lf B lv kS R=+式得 ① 评分参考:第(1)问7分,①①①①①式各1分,①式2分;第(2)问13分,①①①式各1分,①①式2分,①①①①式各1分.。
高考物理二轮总复习课后习题 题型专项练 选择题专项练(三)
选择题专项练(三)一、单项选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(浙江金丽衢十二校联考)11月30日,神舟十五号载人飞船成功对接空间站天和核心舱,神舟十四号、十五号航天员乘组首次“太空会师”。
2月10日航天员穿着白色舱外航天服出舱,完成舱外作业,如图所示。
已知空间站绕地球飞行周期为91 min,轨道高度约400 km,地球半径R=6 400 km,引力常量G=6.7×10-11N·m2/kg2。
下列说法正确的是( )A.由已知数据可估算出地球的质量约为6×1024 kgB.飞船要与空间站对接,必须先飞到比空间站更高轨道然后加速C.航天员出舱后,如果静止释放一个小球,小球将做自由落体运动D.舱外航天服采用白色,主要是白色能吸收更多的太阳能,以防出舱后航天员太冷2.(浙江金华三模)4月12日21时,我国全超导托卡马克核聚变装置(EAST)成功实现稳态高约束模式等离子体运行403 s,如图所示,在该装置内发生的核反应方程是12H+13H H+1,13H的质量为m2,24H的质量为m3,X的质量为m4,光速为c,下列说法正确的是( )A.只有氘(12H)和氚(13H)能发生核聚变,其他原子核不能B.发生一次上述核聚变反应所释放的核能大小为(m4+m3-m2-m1)c2C.其中粒子X的符号是01nD.核聚变反应发生后,需要外界不断给它提供能量才能将反应持续下去3.(重庆沙坪坝模拟)某发电机的示意图如图甲所示。
使线圈a沿轴线做简谐运动,线圈a中产生的感应电动势随时间变化的关系如图乙所示。
线圈a连接原、副线圈匝数比为1∶10的理想变压器,其输出端接充电设备。
线圈a及导线的电阻不计。
则( )甲乙A.变压器输出电流的频率为10 HzB.充电设备两端的电压有效值为5 VC.其他条件不变,对不同规格的充电设备充电,变压器输入功率可能不同D.其他条件不变,仅增大线圈a简谐运动的频率,充电设备两端的电压最大值不变4.三根超高压输电线缆平行且间距相等,其截面图如图所示,截面圆心构成正三角形,上方A、B两根输电线缆截面圆心连线水平,某时刻A中电流方向垂直纸面向外、B中电流方向垂直纸面向里、电流大小均为I,下方C 输电线缆中电流方向垂直纸面向外、电流大小为2I,则( )A.A、B两输电线缆相互吸引B.A输电线缆所受安培力斜向左下方,与水平方向夹角为60°C.A输电线缆在A、B两圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上D.正三角形中心O处磁感应强度方向水平向左5.(江苏苏州模拟)如图所示,某工厂生产的卷纸缠绕在中心轴上,卷纸的直径为d,轴及卷纸的总质量为m。
高考物理二轮复习专题过关检测专题:电磁感应(全部含详细答案解析)
高考物理二轮总复习专题过关检测电磁感应(附参考答案)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.如图12-1所示,金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和R S上滑动,匀强磁场方向垂直纸面向里,当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时,发现回路感生电流方向为逆时针方向,则v1和v2的大小、方向可能是()图12-1A.v1>v2,v1向右,v2向左B.v1>v2,v1和v2都向左C.v1=v2,v1和v2都向右D.v1=v2,v1和v2都向左解析:因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流,由题意可知回路abdc的面积应增大,选项A、C、D错误,B正确.答案:B2.(2010河北唐山高三摸底,12)如图12-2所示,把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场),蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动.当蹄形磁铁匀速转动时,线圈也开始转动,当线圈的转动稳定后,有()图12-2A.线圈与蹄形磁铁的转动方向相同B.线圈与蹄形磁铁的转动方向相反C.线圈中产生交流电D.线圈中产生为大小改变、方向不变的电流解析:本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点.根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误;最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大,则磁铁相对线圈中心轴做匀速圆周运动,所以产生的电流为交流电.答案:AC3.如图12-3 所示,线圈M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正.当M中通入下列哪种电流时,在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流()图12-3图12-4解析:据楞次定律,P 中产生正方向的恒定感应电流说明M 中通入的电流是均匀变化的,且方向为正方向时应均匀减弱,故D 正确.答案:D4.如图12-5所示,边长为L 的正方形导线框质量为m ,由距磁场H 高处自由下落,其下边ab 进入匀强磁场后,线圈开始做减速运动,直到其上边cd 刚刚穿出磁场时,速度减为ab 边进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L ,则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )图12-5A.2mgLB.2mgL +mgHC.mgH mgL 432+D.mgH mgL 412+ 解析:设刚进入磁场时的速度为v 1,刚穿出磁场时的速度212v v =① 线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L .由题意得mgH mv =2121② Q mv L mg mv +=⋅+222121221③ 由①②③得mgH mgL Q 432+=.C 选项正确. 答案:C5.如图12-6(a)所示,圆形线圈P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同线圈Q ,P 和Q 共轴,Q 中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图12-6(b)所示,P 所受的重力为G ,桌面对P 的支持力为F N ,则( )图12-6A.t 1时刻F N >GB.t 2时刻F N >GC.t 3时刻F N <GD.t 4时刻F N =G 解析:t 1时刻,Q 中电流正在增大,穿过P 的磁通量增大,P 中产生与Q 方向相反的感应电流,反向电流相互排斥,所以F N >G ;t 2时刻Q 中电流稳定,P 中磁通量不变,没有感应电流,F N =G ;t 3时刻Q 中电流为零,P 中产生与Q 在t 3时刻前方向相同的感应电流,而Q 中没有电流,所以无相互作用,F N =G ;t 4时刻,P 中没有感应电流,F N =G .答案:AD6.用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图12-7所示.在每个线框进入磁场的过程中,M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是()图12-7A.U a <U b <U c <U dB.U a <U b <U d <U cC.U a =U b <U d =U cD.U b <U a <U d <U c 解析:线框进入磁场后切割磁感线,a 、b 产生的感应电动势是c 、d 电动势的一半.而不同的线框的电阻不同.设a 线框电阻为4r ,b 、c 、d 线框的电阻分别为6r 、8r 、6r ,则4343BLv r r BLv U a =⋅=,,6565BLv r r BLv U b =⋅=,23862BLv r r Lv B U c =⋅= .34642Blv r r Lv B U d =⋅=所以B 正确. 答案:B7.(2010安徽皖南八校高三二联,16)如图12-8所示,用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中,并以速度v 1向右匀速运动,从槽口右侧射入的带电微粒的速度是v 2,如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动,则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r 和周期T 分别为()图12-8 A.g v g v v 2212,π B.g v g v v 1212,π C.g v g v 112,π D.gv g v 212,π 解析:金属板折成“”形的金属槽放在磁感应强度为B 的匀强磁场中,并以速度v 1向右匀速运动时,左板将切割磁感线,上、下两板间产生电势差,由右手定则可知上板为正,下板为负,11Bv lBlv d U E ===,微粒做匀速圆周运动,则重力等于电场力,方向相反,故有,1g qBv g qE m ==向心力由洛伦兹力提供,所以,222r v m B qv =得gv m qB mv r 212==,周期gv v r T 1222ππ==,故B 项正确.答案:B8.超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具.其推进原理可以简化为如图12-9所示的模型:在水平面上相距L的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=B,每个磁场的宽度都是l,相间排列,所有这些磁场都以相同的速度向右匀速运动,这时跨在两导轨间的长为L、宽为l的金属框abcd(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力恒为F f,金属框的最大速度为v m,则磁场向右匀速运动的速度v可表示为()图12-9A.v=(B2L2v m-F f R)/B2L2B.v=(4B2L2v m+F f R)/4B2L2C.v=(4B2L2v m-F f R)/4B2L2D.v=(2B2L2v m+F f R)/2B2L2解析:导体棒ad和bc各以相对磁场的速度(v-v m)切割磁感线运动,由右手定则可知回路中产生的电流方向为abcda,回路中产生的电动势为E=2BL(v-v m),回路中电流为I=2BL(v-v m)/R,由于左右两边ad和bc均受到安培力,则合安培力为F合=2×BL I=4B2L2(v-v m)/R,依题意金属框达到最大速度时受到的阻力与安培力平衡,则F f=F合,解得磁场向右匀速运动的速度v=(4B2L2v m+F f R)/4B2L2,B对.答案:B9.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图12-10甲所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.在0~4 s时间内,线框中的感应电流(规定顺时针方向为正方向)、ab边所受安培力(规定向上为正方向)随时间变化的图象分别为图乙中的()甲乙图12-0解析:在0~1 s内,穿过线框中的磁通量为向里的减少,由楞次定律,感应电流的磁场垂直纸面向里,由安培定则,线框中感应电流的方向为顺时针方向.由法拉第电磁感应定律,t S B nE ∆⋅∆=,E 一定,由,RE I =故I 一定.由左手定则,ab 边受的安培力向上.由于磁场变弱,故安培力变小.同理可判出在1~2 s 内,线框中感应电流的方向为顺时针方向,ab 边受的安培力为向下的变强.2~3 s 内,线框中感应电流的方向为逆时针方向,ab 边受的安培力为向上的变弱,因此选项AD 对. 答案:AD10.如图12-11甲所示,用裸导体做成U 形框架abcd ,ad 与bc 相距L =0.2 m,其平面与水平面成θ=30°角.质量为m =1 kg 的导体棒PQ 与ad 、bc 接触良好,回路的总电阻为R =1 Ω.整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化情况如图乙所示(设图甲中B 的方向为正方向).t =0时,B 0=10 T 、导体棒PQ 与cd 的距离x 0=0.5 m.若PQ 始终静止,关于PQ 与框架间的摩擦力大小在0~t 1=0.2 s 时间内的变化情况,下面判断正确的是( )图12-11 A.一直增大B.一直减小C.先减小后增大D.先增大后减小 解析:由图乙,T/s 5010==∆∆t B t B ,t =0时,回路所围面积S =Lx 0=0.1 m 2,产生的感应电动势V 5=∆⋅∆=t S B E ,A 5==RE I ,安培力F =B 0IL =10 N,方向沿斜面向上.而下滑力mg sin30°=5 N,小于安培力,故刚开始摩擦力沿斜面向下.随着安培力减小,沿斜面向下的摩擦力也减小,当安培力等于下滑力时,摩擦力为零.安培力再减小,摩擦力变为沿斜面向上且增大,故选项C 对. 答案:C二、填空题(共2小题,共12分)11.(6分)如图12-12所示,有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ ,水平放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.有一金属棒M N 与导轨的OQ 边垂直放置,金属棒从O 点开始以加速度a 向右运动,求t 秒末时,棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是____________________.图12-12解析:该题求的是t 秒末感应电动势的瞬时值,可利用公式E =Blv 求解,而上面错误解法求的是平均值.开始运动t 秒末时,金属棒切割磁感线的有效长度为.tan 21tan 2θθat OD L == 根据运动学公式,这时金属棒切割磁感线的速度为v =at .由题知B 、L 、v 三者互相垂直,有θtan 2132t Ba Blv E ==,即金属棒运动t 秒末时,棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是.tan 2132θt Ba E =答案:θtan 2132t Ba 12.(6分)如图12-13所示,有一闭合的矩形导体框,框上M 、N 两点间连有一电压表,整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,且框面与磁场方向垂直.当整个装置以速度v 向右匀速平动时,M 、N 之间有无电势差?__________(填“有”或“无”),电压表的示数为__________.图12-13解析:当矩形导线框向右平动切割磁感线时,AB 、CD 、MN 均产生感应电动势,其大小均为BLv ,根据右手定则可知,方向均向上.由于三个边切割产生的感应电动势大小相等,方向相同,相当于三个相同的电源并联,回路中没有电流.而电压表是由电流表改装而成的,当电压表中有电流通过时,其指针才会偏转.既然电压表中没有电流通过,其示数应为零.也就是说,M 、N 之间虽有电势差BLv ,但电压表示数为零.答案:有 0三、计算、论述题(共4个题,共48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.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.(10分)如图12-14所示是一种测量通电线圈中磁场的磁感应强度B 的装置,把一个很小的测量线圈A 放在待测处,线圈与测量电荷量的冲击电流计G 串联,当用双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,从而引起电荷的迁移,由表G 测出电荷量Q ,就可以算出线圈所在处的磁感应强度B.已知测量线圈的匝数为N,直径为d ,它和表G 串联电路的总电阻为R ,则被测出的磁感应强度B 为多大?图12-14解析:当双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律可得:td B N t N E ∆=∆∆Φ=2)2(2π 由欧姆定律和电流的定义得:,t Q R E I ∆==即t RE Q ∆= 联立可解得:.22NdQR B π= 答案:22Nd QR π 14.(12分)如图12-15所示,线圈内有理想边界的磁场,开始时磁场的磁感应强度为B 0.当磁场均匀增加时,有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间,若线圈的匝数为n ,平行板电容器的板间距离为d ,粒子的质量为m ,带电荷量为q .(设线圈的面积为S )求:图12-15(1)开始时穿过线圈平面的磁通量的大小.(2)处于平行板电容器间的粒子的带电性质.(3)磁感应强度的变化率.解析:(1)Φ=B 0S.(2)由楞次定律,可判出上板带正电,故推出粒子应带负电. (3),tn E ∆∆Φ=,ΔΦ=ΔB ·S, mg dE q =⋅,联立解得:.nqS mgd t B =∆∆ 答案:(1)B 0S (2)负电 (3)nqS mgd t B =∆∆ 15.(12分)两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内,导轨间距为l ,电阻不计,M 、M ′处接有如图12-16所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R ,电容器的电容为C.长度也为l 、阻值同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中.ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab 运动距离为s 的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q .求:图12-16(1)ab 运动速度v 的大小;(2)电容器所带的电荷量q .解析:本题是电磁感应中的电路问题,ab 切割磁感线产生感应电动势为电源.电动势可由E =Blv 计算.其中v 为所求,再结合闭合(或部分)电路欧姆定律、焦耳定律、电容器及运动学知识列方程可解得.(1)设ab 上产生的感应电动势为E ,回路中的电流为I ,ab 运动距离s 所用时间为t ,三个电阻R 与电源串联,总电阻为4R ,则E=Blv 由闭合电路欧姆定律有RE I 4= vs t = 由焦耳定律有Q =I 2(4R )t 由上述方程得.422s l B QR v =(2)设电容器两极板间的电势差为U ,则有U=IR电容器所带电荷量q =CU 解得.BlsCQR q =答案:(1)s l B QR 224 (2)Bls CQR 16.(14分)如图12-17所示,水平地面上方的H 高区域内有匀强磁场,水平界面PP ′是磁场的上边界,磁感应强度为B ,方向是水平的,垂直于纸面向里.在磁场的正上方,有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd ,ab 长为l 1,bc 长为l 2,H >l 2,线框的质量为m ,电阻为R .使线框abcd 从高处自由落下,ab 边下落的过程中始终保持水平,已知线框进入磁场的过程中的运动情况是:cd 边进入磁场以后,线框先做加速运动,然后做匀速运动,直到ab 边到达边界PP ′为止.从线框开始下落到cd 边刚好到达水平地面的过程中,线框中产生的焦耳热为Q .求:图12-17(1)线框abcd 在进入磁场的过程中,通过导线的某一横截面的电荷量是多少?(2)线框是从cd 边距边界PP ′多高处开始下落的?(3)线框的cd 边到达地面时线框的速度大小是多少?解析:(1)设线框abcd 进入磁场的过程所用时间为t ,通过线框的平均电流为I ,平均感应电动势为ε,则RI t εε=∆∆Φ=,,ΔΦ=Bl 1l 2 通过导线的某一横截面的电荷量t I q ∆=解得.21Rl Bl q = (2)设线框从cd 边距边界PP ′上方h 高处开始下落,cd 边进入磁场后,切割磁感线,产生感应电流,在安培力作用下做加速度逐渐减小的加速运动,直到安培力等于重力后匀速下落,速度设为v ,匀速过程一直持续到ab 边进入磁场时结束,有ε=Bl 1v ,,R I ε=F A =BIl 1,F A =mg 解得212l B mgR v = 线框的ab 边进入磁场后,线框中没有感应电流.只有在线框进入磁场的过程中有焦耳热Q .线框从开始下落到ab 边刚进入磁场的过程中,线框的重力势能转化为线框的动能和电路中的焦耳热.则有Q mv l h mg +=+2221)(解得.222414414223l l mgB l QB R g m h -+= (3)线框的ab 边进入磁场后,只有重力作用下,加速下落,有)(21212222l H mg mv mv -=- cd 边到达地面时线框的速度.)(224142222l H g l B R g m v -+= 答案:(1)Rl Bl 21 (2)241441422322l l mgB l QB R g m -+ (3))(22414222l H g l B R g m -+。
高二物理 电磁感应习题(含答案)全部题型
高二物理选修3-2电磁感应习题 (含答案)1、电磁感应现象的发现者是()A. 奥斯特B. 法拉第C. 牛顿D. 托里拆利2、下列现象中属于电磁感应现象的是()A. 磁场对电流产生力的作用B. 变化的磁场使闭合电路中产生电流C. 插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D. 电流周围产生磁场3、下列实验现象,属于电磁感应现象的是()4、下列现象中,属于电磁感应现象的是()A. 电流周围产生磁场B. 磁场对电流产生力的作用C. 变化的磁场使闭合导体中产生感应电流D. 插在通电螺线管中的软铁棒被磁化而带磁性5、关于电磁感应现象,下列叙述正确的是()A. 当闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时,就能产生感应电流B. 任何导体在磁场中运动,都能产生感应电流C. 当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感线方向运动时,就能产生感应电流D. 当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,就能产生感应电流6、关于电磁感应现象,下列说法正确的是()A. 闭合电路的一段导体在磁场中运动时就一定会产生感应电流B. 导体在磁场中切割磁感线时就产生感应电流C. 发电机是根据电磁感应原理工作的D. 电磁感应过程不遵从能量守恒定律7、产生感应电流的根本条件是()A. 导体相对磁场运动B. 导体做切割磁感线运动C. 闭合电路在磁场内做切割磁感线运动D. 穿过闭合电路的磁通量发生变化8、图中能产生感应电流的是()9、下列图中能产生感应电流的是()10、下列情况能产生感应电流的是()A. 如图甲所示,导体AB顺着磁感线运动B. 如图乙所示,条形磁铁插入或拔出线圈时C. 如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时D. 如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时11、下面关于电路中是否会产生感应电流的说法中正确的是()A. 只要导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就一定会有感应电流产生B. 只要闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,导体中就一定会有感应电流产生C. 只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中就一定会有感应电流产生D. 只要闭合电路的一部分导体在磁场中运动,电路中就一定会有感应电流产生12、分析下列实验情况有感应电流产生的是()13、如图所示,下列情况下线圈中能产生感应电流的是()A. 导线中的电流增加B. 线圈向右平动C. 线圈向下平动D. 线圈以ab边为轴转动14、在下列几种情况中,不能产生感应电流的是()A. 甲图,竖直面矩形闭合导线框绕与线框绕与线框在同一平面内的竖直轴在水平方向的匀强磁场中匀速转动的过程中B. 乙图,水平面上的圆形闭合导线圈静止在磁感应强度正在增大的非匀强磁场中C. 丙图,金属棒在匀强磁场中垂直于磁场方向匀速向右运动过程中D. 丁图,导体棒在水平向右恒力F作用下紧贴水平固定U形金属导轨运动过程中15、15、关于感应电流产生的条件,下列说法中正确的是()A. 只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B. 穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C. 线圈不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流D. 只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化,闭合电路中就有感应电流16、在如图所示的各图中,闭合线框中能产生感应电流的是()A. 甲和乙B. 甲和丙C. 乙和丁D. 丙和丁17、根据对楞次定律的理解,可以认为()A. 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化B. 感应电流的方向必与原电流方向相反C. 感应电动势的方向必与原电流相反D. 感应电动势必为反电动势18、下列对楞次定律的理解,正确的是()A. 感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反B. 感应电流的磁场总要阻值引起感应电流的磁通量的变化C. 线圈中的自感电动势会阻值线圈中电流的变化D. 感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化19、根据楞次定律知感应电流的磁场一定是()A. 与引起感应电流的磁场反向B. 阻值引起感应电流的磁通量变化C. 阻碍引起感应电流的磁通量变化D. 使电路磁通量为零20、关于楞次定律的说法,下列正确的是()A. 感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相反B. 感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相同C. 感应电流的磁场总是阻碍感应电流的磁通量D. 感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减少21、关于楞次定律,下列说法正确的是()A. 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化B. 闭合电路的一部分导体在磁场运动时,必受磁场阻碍作用C. 原磁场穿过闭合回路的磁通量磁增加时,感应电流的磁场与原磁场同向D. 感生电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场22、对冷刺定律的理解下面说法中正确的是()A. 应用楞次定律可以直接判断出感应电流方向B. 应用楞次定律确定感应电流的磁场方向后,再由安培定则确定感应电流的方向C. 楞次定律所说的“阻碍”是指阻碍原磁场的变化,因而感应电流的磁场方向也可能与原磁场方向相同D. 楞次定律中“阻碍”二字的含义是指感应电流的磁场与原磁场的方向相反23、对于楞次定律的理解,下面说法中正确的是()A. 感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相同B. 感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相反C. 感应电流的方向总是使它的磁场阻碍原来磁通量的变化D. 感应电流的磁场方向可以跟原来的磁场方向相同,也可以相反24、对楞次定律的理解下列说法中正确的是()A. 楞次定律表明感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量B. 楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁现象中的具体表现C. 楞次定律表明感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场总是相反D. 由导体和磁场的相对运动引起的电磁感应中,导体所受的安培力总是阻碍导体运动25、某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。
高三物理 第二轮复习 电磁感应 专题练习试卷(后附答案)
高三物理 第二轮复习 电磁感应 专题练习试卷(后附答案)电磁感应1.如图所示,一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路。
虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场。
方向垂直于回路所在的平面。
回路以速度v 向右匀速进入磁场,直径CD 始络与MN 垂直。
从D 点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是 A .感应电流方向不变 B .CD 段直线始终不受安培力 C .感应电动势最大值E =Bav D .感应电动势平均值14E Bav =π 2.绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、电键相连,如图所示.线圈上端与电源正极相连,闭合电键的瞬间,铝环向上跳起.若保持电键闭合,则 ( )A .铝环不断升高B .铝环停留在某一高度C .铝环跳起到某一高度后将回落D .如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变3.如图所示,矩形闭台线圈放置在水平薄板上,有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)当磁铁匀速向右通过线圈时,线圈仍静止不动,那么线圈受到薄扳的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是( )A .摩擦力方向一直向左B .摩擦力方向先向左、后向或右C .感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针D .感应电流的方向顺时针→逆时针4.如图所示,A 为水平放置的橡胶圆盘,在其侧面带有负电荷─Q ,在A 正上方用丝线悬挂一个金属圆环B (丝线未画出),使B 的环面在水平面上与圆盘平行,其轴线与橡胶盘A的轴线O 1O 2重合。
现使橡胶盘A 由静止开始绕其轴线O 1O 2按图中箭头方向加速转动,则( )A .金属圆环B 有扩大半径的趋势,丝线受到拉力增大BB .金属圆环B 有缩小半径的趋势,丝线受到拉力减小C .金属圆环B 有扩大半径的趋势,丝线受到拉力减小D .金属圆环B 有缩小半径的趋势,丝线受到拉力增大5.如图所示,一矩形线框竖直向上进入有水平边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,线框在磁场中运动时只受重力和磁场力,线框平面始终与磁场方向垂直。
新教材高中物理精品 《电磁感应》检测题答案
《电磁感应》检测题答案1、答案A解析安培提出了分子电流假说,说明了一切磁现象都是由电流产生的,故A正确;奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系,故B错误;焦耳发现了电流热效应,故C 错误;法拉第发现了电磁感应定律,故D错误。
2、答案B解析发电机是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动从而产生电流—电磁感应现象来工作的,选项A不符合题意;电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的,不属于电磁感应现象及其应用,选项B符合题意;变压器是利用电磁感应现象的原理来改变交流电压的,选项C不符合题意;日光灯镇流器利用了电磁感应现象中的自感现象,选项D不符合题意。
3、答案D解析穿过线圈的磁通量越大,而磁通量变化率不一定越大,则感应电动势也无法确定,故A项错误;穿过线圈的磁通量为零,可能磁通量变化率最大,则感应电动势也会最大,故B项错误;穿过线圈的磁通量的变化越大,而磁通量变化率不一定越大,则感应电动势也无法确定,故C项错误;通过线圈的磁通量变化越快,感应电动势也越大,故D项正确。
4、答案C解析线圈置于方向竖直向上的均匀增大的磁场中,据楞次定律可知线圈的感应电动势下高上低,则B板电势高,A板电势低,小球向A偏转,当磁场变化快时电动势大,偏角大,则C正确。
5、答案D解析根据楞次定律,当金属圆环上、下移动时,穿过圆环的磁通量不发生变化,故没有感应电流产生,故选项A、B错误;当金属圆环向左移动时,则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强,故根据楞次定律可以知道,产生的感应电流为顺时针,故选项C错误;当金属圆环向右移动时,则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强,故根据楞次定律可以知道,产生的感应电流为逆时针,故选项D正确。
6、答案C解析线框进入磁场过程:时间t1=Lv=1s。
根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆时针方向,感应电流大小I=BL vR不变。
线框完全在磁场中运动过程:磁通量不变,没有感应电流产生,经历时间t2=d-Lv=1s。
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应经典测试题附答案(4)
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应经典测试题附答案(4)一、选择题1.如图所示的电路中,1A 和2A 是完全相同的两只灯泡,线圈L 的电阻可以忽略,下面说法中正确的是A .合上开关S 接通电路时,1A 和2A 同时亮B .合上开关S 接通电路时,2A 先亮,1A 后亮C .断开开关S 切断电路时,2A 先灭,1A 后灭D .断开开关S 切断电路时,1A 先灭,2A 后灭2.如图所示,L 1和L 2为直流电阻可忽略的电感线圈。
A 1、A 2和A 3分别为三个相同的小灯泡。
下列说法正确的是( )A .图甲中,闭合S 1瞬间和断开S 1瞬间,通过A 1的电流方向不同B .图甲中,闭合S 1,随着电路稳定后,A 1会再次亮起C .图乙中,断开S 2瞬间,灯A 3立刻熄灭D .图乙中,断开S 2瞬间,灯A 2立刻熄灭3.如图所示,用粗细均匀的同种金属导线制成的两个正方形单匝线圈a 、b ,垂直放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中,a 的边长为L ,b 的边长为2L 。
当磁感应强度均匀增加时,不考虑线圈a 、b 之间的影响,下列说法正确的是( )A .线圈a 、b 中感应电动势之比为E 1∶E 2=1∶2B .线圈a 、b 中的感应电流之比为I 1∶I 2=1∶2C .相同时间内,线圈a 、b 中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2=1∶4D.相同时间内,通过线圈a、b某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶44.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是()A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验。
这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现B.图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生大量热量,从而冶炼金属C.图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈裸露的两端协助测量,李辉把表笔与线圈断开瞬间,刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高D.图丁是微安表的表头,在运输时要把两个接线柱连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理5.如图所示,A、B是相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。
电磁感应——单元测试题(含答案)
电磁感应强化训练一、选择题1、关于电磁感应现象,下列说法中正确的是 A .只要有磁通量穿过电路,电路中就有感应电流B .只要闭合电路在做切割磁感线运动,电路中就有感应电流C .只要穿过闭合电路的磁通量足够大,电路中就有感应电流D .只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电流2、飞机在北半球的上空以速度v 水平飞行,飞机机身长为a ,翼展为b ;该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B 1,竖直分量为B 2;驾驶员左侧机翼的端点用A 表示,右侧机翼的端点用B 表示,用E 表示飞机产生的感应电动势,则A .E =B 1vb ,且A 点电势低于B 点电势 B .E =B 1vb ,且A 点电势高于B 点电势C .E =B 2vb ,且A 点电势低于B 点电势D .E =B 2vb ,且A 点电势高于B 点电势3、下图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度B 、闭合电路中一部分直导线的运动速度v 和电路中产生的感应电流I 的相互关系,其中正确是 [ ]4、如图,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N 极朝下。
当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)( )A .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥C .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥 5、如图所示,矩形导线框从通电直导线EF 左侧运动到右侧的过程中,关于导线框中产生的感应电流的正确说法是 [ ]A .感应电流方向是先沿abcd 方向流动,再沿adcb 方向流动B . 感应电流始终是沿abcd 方向流动C .感应电流始终是沿adcb 方向流动D .感应电流方向是先沿adcb 方向流动,然后沿abcd 方向流动,再沿adcb 方向流动 6、如图所示,A ,B 是两个完全相同的灯泡,L 是自感系数较大的线圈,其直流电阻忽略不计。
[精选]高考物理二轮复习专题训练:电磁感应新人教版-试卷及答案
[精选]高考物理二轮复习专题训练:电磁感应新人教版-试卷及答案精选文档可编辑修改电磁感应(附参考答案)1.矩形导线框固定在匀强磁场中,如图甲所示。
磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向为垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,则 A. 从0到t1时间内,导线框中电流的方向为abcda B. 从O到t1时间内,导线框中电流越来越小C. 从0到t2时间内,导线框中电流的方向始终为adcbaD. 从0到t2时间内,导线框ab边受到的安培力越来越大答案:C解析:由楞次定律,从0到t2时间内,导线框中电流的方向始终为adcba,选项A错误C正确;由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律,从O到t1时间内,导线框中电流恒定,选项B错误;由安培力公式,从0到t2时间内,导线框ab边受到的安培力先减小后增大,选项D错误。
2.长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如右图所示。
0?在TT?T2时间内,直导线中电流向上。
则在2时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力情况是()A.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左 B.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右 C.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右 D.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左 2.答案:BT?T2解析:在时间内,由楞次定律可知,线框中感应电流的方向为顺时针,由左手定则可判断线框受安培力的合力方向向右,选项B正确。
3.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,顶端接阻值为R的电阻。
质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处静止释放,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示,不计导轨的电阻,重力加速度为g 则A. 金属棒在磁场中运动时,流过电阻R的电流方向为a→bB2L2vB. 金属棒的速度为v时,金属棒所受的安培力大小为R?r mg?R+r?BLC. 金属棒的最大速度为:?mg???BL??R D. 金属棒以稳定的速度下滑时,电阻R的热功率为答案:BD解析:金属棒在磁场中向下运动时,由楞次定律,流过电阻R的电流方向为b→a,选项A错误;金属棒的速度为v时,金属棒中感应电动势E=BLv,感应电流I=E/(R+r)所受的安培力大小为- 1 - 精选文档可编辑修改2精选文档可编辑修改B2L2vF=BIL=R?r,选项B正确;当安培力F=mg时,金属棒下落速度最大,金属棒的最大速度为mg?R+r?B2L2,选项C错误;金属棒以稳定的速度下滑时,电阻R和r的热功率为v=?mg??mg?????BLBL????R,选项D正确。
高考物理第二轮专题复习测试题(电磁感应中能量专题)附参考答案
高三物理第二轮复习测试题 电磁感应中能量专题(附参考答案)一.选择题(4×10;每题至少有一个正确答案,不选或错选得0分;漏选得2分)1.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图12—3—20所示,抛物线的方程是y =x 2,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y =a 的直线(图中的虚线所示).一个小金属块从抛物线上y =b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑.假设抛物线足够长,金属块沿抛物线下滑后( )A .mgbB .21mv2C .mg (b -a )D .mg (b -a )+21mv22.如图所示,相距为d 的两水平虚线1L 和2L 分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为B ,正方形线框abcd 边长为L(L<d)、质量为m 。
将线框在磁场上方高h 处由静止开始释放,当ab 边进入磁场时速度为o ν,cd 边刚穿出磁场时速度也为o ν。
从ab 边刚进入磁场到cd 边刚穿出磁场的整个过程中 ( ) A .线框一直都有感应电流 B .线框有一阶段的加速度为g C .线框产生的热量为mg(d+h+L) D .线框作过减速运动3.如图所示,质量为m ,高度为h 的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落.它的上下两边始终保持水平,途中恰好匀速通过一个有理想边界的匀强磁场区域,则线框在此过程中产生的热量为( )A .mghB .2mghC .大于mgh ,小于2mghD .大于2mgh4. 如图所示,挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动,如果空气阻力不计,则: ( )A .磁铁的振幅不变B .磁铁做阻尼振动C .线圈中有逐渐变弱的直流电D .线圈中逐渐变弱的交流电5.如图所示,图中回路竖直放在匀强磁场中磁场的方向垂直于回路平面向内。
导线AC 可以贴着光滑竖直长导轨下滑。
设回路的总电阻恒定为R ,当导线AC 从静止开始下落后,下面有关回路能量转化的叙述中正确的是 ( ) A.导线下落过程中,机械能守恒;B.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能全部转化为回路产生的热量;C.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能; D.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路增加的内能6.如图所示,虚线框abcd 内为一矩形匀强磁场区域,ab=2bc ,磁场方向垂直于纸面;实线框a'b'c'd'是一正方形导线框,a'b'边与ab 边平行。
(典型题)高中物理选修二第二章《电磁感应》测试卷(包含答案解析)
一、选择题1.(0分)[ID:128587]如图甲是磁电式表头的结构示意图,其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架(图中未指出)上,关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果,下列表述中正确的是()A.线圈带动指针转动时,通电电流越大,安培力越大,螺旋弹簧形变也越大B.与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴,其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场C.铝框的作用是为了利用涡流,起电磁驱动作用,让指针快速指向稳定的平衡位置D.乙图中电流方向a垂直纸面向外,b垂直纸面向内,线框将逆时针转动。
2.(0分)[ID:128576]如图所示,P、Q是两个完全相同的灯泡,L是电阻为零的纯电路,且自感系数L很大,C是电容较大且不漏电的电容器,下列判断正确的是()A.S闭合,P灯逐渐变亮,Q灯逐渐变暗B.S闭合,P灯、Q灯同时亮,然后P灯变暗,Q灯亮度不变C.S闭合,电路稳定后,S再断开时,P灯突然亮一下,然后熄灭,Q灯立即熄灭D.S闭合,电路稳定后,S再断开时,P灯突然亮一下,然后熄灭,Q灯逐渐熄灭3.(0分)[ID:128567]如图所示灯A L,B L完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽略。
则()A.S闭合瞬间,A L,B L都不立即亮B.S闭合瞬间,A L不亮,B L立即亮C.S闭合的瞬间,A L,B L同时发光,接着A L变暗,B L更亮,最后A L熄灭D.稳定后再断开S的瞬间,B L熄灭,A L比B L(原先亮度)更亮4.(0分)[ID:128565]如图所示,一宽为40cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s,通过磁场区域。
在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行、取它刚进入磁场时刻t=0时,则选项中能正确反映感应电流强度随时间变化规律的是(电流沿逆时针绕向为正)()A.B.C.D.5.(0分)[ID:128563]如图所示,竖直平面内有一半径为a,总电阻为R的金属环,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点用金属铰链连接长度为2a、电阻为2R 的导体棒MN 。
高考物理二轮复习 电磁感应专题检测
高考物理二轮复习 电磁感应专题检测电磁感应(时间:100分钟 满分:110分)第Ⅰ卷 选择题一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。
1.某部小说中描述一种窃听电话:窃贼将并排在一起的两根电话线分开,在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线,这条导线与电话线是绝缘的.如下图所示,下列说法正确的是( )A .不能窃听到电话,因为电话线中电流太小B .不能窃听到电话,因为电话线与耳机没有接通C .可以窃听到电话,因为电话中的电流是恒定电流,在耳机电路中引起感应电流 D .可以窃听到电话,因为电话中的电流是交流电,在耳机电路中引起感应电流2.现代汽车中有一种先进的制动机构,可保证车轮在制动时不是完全刹死滑行,而是让车轮仍有一定的滚动.经研究这种方法可以更有效地制动,它有一个自动检测车速的装置,用来控制车轮的转动,其原理如图所示,铁质齿轮P 与车轮同步转动,右端有一个绕有线圈的磁体,M 是一个电流检测器.当车轮带动齿轮转动时,线圈中会有电流,这是由于齿靠近线圈时被磁化,使磁场增强,齿离开线圈时磁场减弱,磁通量变化使线圈中产生了感应电流.将这个电流放大后去控制制动机构,可有效地防止车轮被制动抱死.如图所示,在齿a 转过虚线位置的过程中,关于M 中感应电流的说法正确的是( )A .M 中的感应电流方向一直向左B .M 中的感应电流方向一直向右C .M 中先有自右向左,后有自左向右的感应电流D .M 中先有自左向右,后有自右向左的感应电流3.一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空( )A .由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B .由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C .沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D .沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势4. 北半球地磁场的竖直分量向下.如图37-3所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置边长为L 的正方形闭合导体线圈abcd ,线圈的ab 边沿南北方向,ad 边沿东西方向.下列说法中正确的是( )A .若使线圈向东平动,则a 点的电势比b 点的电势低B .若使线圈向北平动,则a 点的电势比b 点的电势低C .若以ab 为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a →b →c →d →aD .若以ab 为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a →d →c →b →a图37-1图37-2 图37-35.如图37-4所示,一有限范围的匀强磁场,宽度为d ,将一个边长为L 的正方形导线框以速度υ匀速地通过磁场区域,若d>L ,则在线框中不产生感应电流的时间应等于( )A 、d/υ;B 、L/υ;C 、(d-L)/υ;D 、(d-2L)/υ;6.如图37-5是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图.将铜盘放在磁场中,让磁感线垂直穿过铜盘;图中a 、b 导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内;转动铜盘,就可以使闭合电路获得电流.若图中铜盘半径为L ,匀强磁场的磁感应强度为B ,回路总电阻为R ,从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω,则下列说法正确的是( )A .回路中有大小和方向周期性变化的电流B .回路中电流大小恒定,且等于BL 2ωRC .回路中电流方向不变,且从b 导线流进灯泡,再从a 导线流向旋转的铜盘D .若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场,不转动铜盘,灯泡中也会有电流流过7.如图37-6所示的电路中,三个相同的灯泡a 、b 、c 和电感L 1、L 2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键S 从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有( )A .a 先变亮,然后逐渐变暗B .b 先变亮,然后逐渐变暗C .c 先变亮,然后逐渐变暗D .b 、c 都逐渐变暗8.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器.如图37-7甲为电吉他的拾音器的原理图,在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管.一条形磁铁固定在管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声音信号.若由于金属弦的振动,螺线管内的磁通量随时间的变化如图4-20乙所示,则对应感应电流的变化为图丙中的( )9、如图37-8所示,将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内,则阴极射线将( )A .向外偏转B .向里偏转C .向上偏转D .向下偏转10、用同种材料粗细均匀的电阻丝做成ab 、cd 、ef 三根导线,ef 较图37-5 图37-7 丙图37-6长,分别放在电阻可忽略的光滑的平行导轨上,如图37-9所示,磁场是均匀的,用外力使导线水平向右作匀速运动(每次只有一根导线在导轨上),而且每次外力做功功率相同,则下列说法正确的是( )A 、ab 运动得最快B 、ef 运动得最快C 、导线产生的感应电动势相等D 、每秒钟产生的热量不相等二、实验题:共4小题,共20分。
高三物理二轮 专题09 电磁感应精品卷
高三物理二轮专题09 电磁感应精品卷物理考试范围:电磁感应一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)1.1831年法拉第发现用一块磁铁穿过一个闭合线路时,线路内就会有电流产生,这个效应叫电磁感应。
法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小()A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比2.电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器。
制造某种型号的电阻箱时,要用双线绕法,如右图所示。
当电流变化时双线绕组()A.螺旋管内磁场发生变化B.穿过螺旋管的磁通量不发生变化C.回路中一定有自感电动势产生D.回路中一定没有自感电动势产生3.如右图所示,在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟固定的大导体矩形环M相连接,导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触,磁感应线垂直于导轨所在平面。
若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动,则在此过程中M所包围的固定闭合小矩形导体环N中电流表内()A.有自下而上的恒定电流B.产生自上而下的恒定电流C.电流方向周期性变化D.没有感应电流4.如下图所示,有界匀强磁场的宽为l,方向垂直纸面向里,梯形线圈abcd位于纸面内,ad 与bc间的距离也为l。
t=0时刻,bc边与磁场边界重合。
当线圈沿垂直于磁场边界的方向匀速穿过磁场时,线圈中的感应电流I随时间t变化的图线可能是(取顺时针方向为感应电流正方向)()5.如右图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为l,金属圆环的直径也是l。
圆环从左边界进入磁场,以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域。
则下列说法正确的是()A.感应电流的大小先增大后减小B.感应电流的方向先逆时针后顺时针C .金属圆环受到的安培力先向左后向右D .进入磁场时感应电动势平均值12E Bav =π 6.如右图所示电路中,均匀变化的匀强磁场只存在于虚线框内,三个电阻阻值之比R 1∶R 2∶R 3=1∶2∶3,其他部分电阻不计。
高考物理二轮复习专题检测试题:第讲电磁感应问题的综合分析附参考答案
电磁感应问题的综合分析(附参考答案)1.(双选,2011年珠海模拟)如图4-1-10所示,间距为L 的平行金属导轨上有一电阻为r 的金属棒ab 与导轨接触良好.导轨一端连接电阻R ,其他电阻不计,磁感应强度为B ,金属棒ab 以速度v 向右匀速运动,则( )图4-1-10A .回路中电流为逆时针方向B .电阻R 两端的电压为BL vC .ab 棒受到的安培力方向向左D .ab 棒中的电流大小为 BL vr2.(双选,2011年深圳二模)如图4-1-11甲所示,闭合回路由电阻R 与导线组成,其内部磁场大小按B -t 图变化,方向如图乙,则回路中( )图4-1-11A .电流方向为顺时针方向B .电流强度越来越大C .磁通量的变化率恒定不变D .产生的感应电动势越来越大3.用相同的导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图4-1-12所示.在每个线框进入磁场的过程中,M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 、U d .下列判断正确的是( )图4-1-12A .U a <U b <U c <U dB .U a <U b <U d <U cC .U a =U b <U c =U dD .U b <U a <U d <U c4.(2012年北京卷)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图4-1-13所示,她把一个带铁芯的线圈I 、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.某司学另找来器材再探究此实验,他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均末动,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( )图4-1-13A .线圈接在直流电源上了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5.(2011年中山三模)一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向里的磁场中,如图4-1-14甲所示;磁感应强度B 随t 的变化规律如图乙所示.以i 表示线圈中的感应电流,以图甲线圈上箭头所示方向的电流为正,则以下的i -t 图中正确的是( )图4-1-146.如图4-1-15所示,边长为L 的正方形导线框质量为m ,由距磁场H 高处自由下落,其下边ab 进入匀强磁场后,线圈开始做减速运动,直到其上边cd 刚刚穿出磁场时,速度减为ab 边进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L ,则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )A .2mgLB .2mgL +mgHC .2mgL +34mgHD .2mgL +14mgH图4-1-15图4-1-167.(2011年皖南模拟)如图4-1-16所示,用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中,并以速度v 1向右匀速运动,从槽口右侧射入的带电微粒的速度是v 2,如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动,则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r 和周期T 分别为( )A.v 1v 2g ,2πv 2gB.v 1v 2g ,2πv 1gC.v 1g ,2πv 1gD.v 1g ,2πv 2g8.(2011年江门模拟)如图4-1-17所示,在磁感应强度为0.6 T 的匀强磁场中,长为0.5 m 、电阻为1 Ω的导体棒ab 放置在水平的光滑金属框上.导体棒ab 在外力作用下以10 m/s 的速度向右匀速滑动,已知电容C =2 μF ,电阻R 1=5 Ω,其余电阻忽略不计,求:(1)ab 棒哪端的电势高?ab 棒中的电动势多大?(2)为使ab 棒匀速运动,外力的大小及其机械功率各是多少? (3)电容器的电量是多少?图4-1-179.如图4-1-18所示,有小孔O 和O ′的两金属板正对并水平放置,分别与平行金属导轨连接,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域有垂直导轨所在平面的匀强磁场.金属杆ab 与导轨垂直且接触良好,并一直向右匀速运动.某时刻ab 进入Ⅰ区域,同时一带正电小球从O 孔竖直射入两板间.ab 在Ⅰ区域运动时,小球匀速下落;ab 从Ⅲ区域右边离开磁场时,小球恰好从O ′孔离开.已知板间距为3d ,导轨间距为L ,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域的磁感应强度大小相等,宽度均为d .带电小球质量为m ,电荷量为q ,ab 运动的速度为v 0,重力加速度为g .求:(1)磁感应强度的大小;(2)ab 在Ⅱ区域运动时,小球的加速度大小; (3)小球射入O 孔时的速度v .图4-1-1810.(2011年汕头模拟)如图4-1-19甲所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距为d ,右端通过导线与阻值为R 的小灯泡L 连接,在面积为S 的CDEF 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B 随时间的变化如图乙,在t =0时,一阻值为R 的金属棒在恒力F 作用下由静止开始从ab 位置沿导轨向右运动,当t =t 0时恰好运动到CD 位置,并开始在磁场中匀速运动.求:(1)0~t 0时间内通过小灯泡的电流; (2)金属棒在磁场中运动的速度大小; (3)金属棒的质量m .图4-1-191.AC 解析:由右手定则知A 对,由左手定则知C 对.2.AC 解析:由楞次定律知电流沿顺时针方向,A 对;磁通量变化率ΔBΔt不变,C 对.3.B 解析:由题知E a =E b =BL v ,E c =E d =2BL v ,由闭合电路欧姆定律和串联电路电压与电阻成正比可知U a =34BL v ,U b =56BL v ,U c =32BL v ,U d =43BL v ,故B 正确.4.D 解析:在开关闭合的瞬间,线圈中的电流变大,磁感应强度变大,穿过金属套环的磁通量变大,在金属套环内产生感应电流,感应磁场必然阻碍原磁场的增大,所以金属套环会受到线圈的斥力而跳起.在实验时电源一般采用直流电源,电压越大(以不烧坏导线和电源为前提)现象越明显;所选线圈的匝数越多,现象也越明显.如果该学生所用套环的材料不是金属,则不会观察到“跳环实验”的现象.5.A 解析:0~1 s 这段时间,由楞次定律知电流沿逆时针方向,且变化率不变,故电流大小不变,A 对.6.C 解析:设刚进入磁场时的速度为v 1,刚穿出磁场时的速度v 2=v 12线框自开始进入磁场到完全穿出磁场下落的高度为2L .由题意得12m v 21=mgH12m v 21+mg ·2L =12m v 22+Q联立解得Q =2mgL +34mgH .7.B 解析:“”形的金属槽放在匀强磁场中并以速度v 1向右匀速运动时,左板将切割磁感线,上、下两板间产生电势差,由右手定则可知上板为正、下板为负,E =U d =Bl v 1l=B v 1,微粒做匀速圆周运动,则重力与电场力大小相等、方向相反,有m =qE g =qB v 1g,洛伦兹力提供向心力,所以qB v 2=m v 22r ,得r =m v 2qB =v 1v 2g ,周期T =2πr v 2=2πv 1g,所以B 正确.8.解:(1)由右手定则可判定ab 棒中的电流方向由b 指向a ,故a 端的电势高. E =BL v =0.6×0.5×10 V =3 V .(2)回路中电流I =E R 1+r =35+1A =0.5 AF 安=BIL =0.6×0.5×0.5 N =0.15 N 由平衡条件得F 外=F 安=0.15 N P =F 外v =1.5 W. (3)Q =CU U =I ·R 1解得Q =5×10-6 C.9.解:(1)ab 在磁场区域运动时,产生的感应电动势大小为ε=BL v 0金属板间产生的场强大小为E =ε3dab 在Ⅰ区域运动时,带电小球匀速下落,有 mg =qE联立解得B =3dmgqL v 0.(2)ab 在Ⅱ区域运动时,设小球的加速度为a ,依题意,有 qE +mg =ma 所以a =2g .(3)依题意,ab 分别在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域运动时,小球在电场中分别做匀速、匀加速和匀速运动,设发生的位移分别为s Ⅰ、s Ⅱ、s Ⅲ;ab 进入Ⅲ区域时,小球的运动速度为v Ⅲ.则:s Ⅰ=v ·d v 0s Ⅱ=v ·d v 0+12·2g ·⎝⎛⎭⎫d v 02 s Ⅲ=v Ⅲ·dv 0v Ⅲ=v +2g ·dv 0又s Ⅰ+s Ⅱ+s Ⅲ=3d联立解得v =v 0-gdv 0.10.解:(1)0~t 0时间内,闭合电路产生的感应电动势E 1=ΔΦΔt =S ΔB Δt =SB 0t 0通过小灯泡的电流I =E 12R联立可得I =SB 02Rt 0.(2)若金属棒在磁场中匀速运动的速度为v ,则金属棒的产生的感应电动势E 2=BL v =B 0d v金属棒中的电流I ′=E 22R因为金属棒做匀速运动,有F =F 安,即F =B 0I ′d联立解得v =2FRB 20d2.(3)在0~t 0时间内,金属棒在恒力F 作用下做匀加速运动,则由牛顿第二定律有F =ma由运动学公式有a =vt 0联立解得金属棒的质量为m =B 20d 2t 02R .。
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2011高考物理二轮复习电磁感应最新测试题1.如图15(a )所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L ,距左端L 处的中间一段被弯成半径为H 的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H 的水平面上。
圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B 0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B (t ),如图15(b )所示,两磁场方向均竖直向上。
在圆弧顶端,放置一质量为m 的金属棒ab ,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t 0滑到圆弧顶端。
设金属棒在回路中的电阻为R ,导轨电阻不计,重力加速度为g 。
⑪问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么? ⑫求0到时间t 0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑬探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B 0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
2.如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距L =0.2m ,一端通过导线与阻值为R =1Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m =0.5kg 的金属杆,金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B =0.5T 的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F 作用在金属杆上,金属杆运动的v-t 图象如图乙所示.(取重力加速度g =10m/s 2)求: (1)t =10s 时拉力的大小及电路的发热功率. (2)在0~10s 内,通过电阻R 上的电量.3.如图所示,AB 和CD 是足够长的平行光滑导轨,其间距为l ,导轨平面与水平面的夹角为θ。
整个装置处在磁感应强度为B 、方向垂直于导轨平面且向上的匀强磁场中。
AC 端连有阻值为R 的电阻。
若将一质量为M 、垂直于导轨的金属棒EF 在距BD 端s 处由静止释放,则棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。
现用大小为F 、方向沿斜面向上的恒力把金属棒EF 从BD 位置由静止推至距BD 端s 处,此时撤去该力,金属棒EF 最后又回到BD 端。
求:(1)金属棒下滑过程中的最大速度。
F R B图甲 t 15 10 5 0 24v(m/s) 图乙A BE FsθR(2)金属棒棒自BD 端出发又回到BD 端的整个过程中,有多少电能转化成了内能(金属棒及导轨的电阻不计)?4.如图(A )所示,固定于水平桌面上的金属架cdef ,处在一竖直向下的匀强磁场中,磁感强度的大小为B 0,金属棒ab 搁在框架上,可无摩擦地滑动,此时adeb 构成一个边长为l 的正方形,金属棒的电阻为r ,其余部分的电阻不计。
从t =0的时刻起,磁场开始均匀增加,磁感强度变化率的大小为k (k =ΔBΔt )。
求:1用垂直于金属棒的水平拉力F 使金属棒保持静止,写出F 的大小随时间t 变化的关系式。
2如果竖直向下的磁场是非均匀增大的(即k 不是常数),金属棒以速度v 0向什么方向匀速运动时,可使金属棒中始终不产生感应电流,写出该磁感强度B t 随时间t 变化的关系式。
3如果非均匀变化磁场在0—t 1时间内的方向竖直向下,在t 1—t 2时间内的方向竖直向上,若t =0时刻和t 1时刻磁感强度的大小均为B 0,且adeb 的面积均为l 2。
当金属棒按图(B )中的规律运动时,为使金属棒中始终不产生感应电流,请在图(C )中示意地画出变化的磁场的磁感强度B t 随时间变化的图像(t 1-t 0=t 2-t 1<l v)。
5.一有界匀强磁场区域如图甲所示,质量为m 、电阻为R 的长方形矩形线圈abcd 边长分别为L 和2L ,线圈一半在磁场内,一半在磁场外,磁感强度为B 0。
t =0时刻磁场开始均匀减小,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下运动,v -t 图象如图乙,图中斜向虚线为过0点速度图线的切线,数据由图中给出,不考虑重力影响。
⑪磁场磁感强度的变化率。
⑫t 3时刻回路电功率。
a c de 图以向左为运动的正方向 t t0 t 以竖直向下为正方向 t t 0 Bt-L 2L Ba bcd 甲vtvtt 乙t6.如图所示,竖直向上的匀强磁场在初始时刻的磁感应强度B 0=0.5T ,并且以Bt∆∆=1T/s 在增加,水平导轨的电阻和摩擦阻力均不计,导轨宽为0.5m ,左端所接电阻R =0.4Ω。
在导轨上l =1.0m 处的右端搁一金属棒ab ,其电阻R 0=0.1Ω,并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M =2kg 的重物,欲将重物吊起,问: (1)感应电流的方向(请将电流方向标在本题图上)以及感应电流的大小; (2)经过多长时间能吊起重物。
7.如图所示,在磁感应强度为B 的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直。
导轨上端跨接一阻值为R 的电阻(导轨电阻不计)。
两金属棒a 和b 的电阻均为R ,质量分别为kg m a 2102-⨯=和kg m b 2101-⨯=,它们与导轨相连,并可沿导轨无摩擦滑动。
闭合开关S ,先固定b ,用一恒力F 向上拉,稳定后a 以s m v /101=的速度匀速运动,此时再释放b ,b 恰好保持静止,设导轨足够长,取2/10s m g =。
(1)求拉力F 的大小;(2)若将金属棒a 固定,让金属棒b 自由滑下(开关仍闭合),求b 滑行的最大速度2v ;(3)若断开开关,将金属棒a 和b 都固定,使磁感应强度从B 随时间均匀增加,经0.1s 后磁感应强度增到2B 时,a 棒受到的安培力正好等于a 棒的重力,求两金属棒间的距离h 。
8.如图15所示,矩形裸导线框长边的长度为2l ,短边的长度为l ,在两个短边上均接有电阻R ,其余部分电阻不计。
导线框一长边与x 轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的磁场,磁场的磁感应强度满足关系B=B 0sin (lx2π)。
一光滑导体棒AB 与短边平行且与长l R Bab 图15边接触良好,电阻也是R 。
开始时导体棒处于x=0处,从t=0时刻起,导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动,求:(1)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律; (2)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。
9.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,问距为L ,一端通过导线与阻值为R 的电阻连接;导轨上放一质量为m 的金属杆(见右上图),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v 也会变化,v 与F 的关系如右下图。
(取重力加速度g=10m/s2) (1)金属杆在匀速运动之前做什么运动? (2)若m=0.5kg ,L=0.5m , R=0.5Ω;磁感应强度B 为多大? (3)由v —F 图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?10.如图(a )所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L 、导轨左端接有阻值为R 的电阻,质量为m 的导体棒垂直跨接在导轨上。
导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好。
在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B 。
开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v 1匀速向右移动时,导体棒随之开始运动,同时受到水平向左、大小为f 的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内。
⑪求导体棒所达到的恒定速度v 2;⑫为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少?⑬导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大? v R× × × ×× × × × × × × ×B Lm v 1 (a )tO(b )⑭若t =0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动,经过较短时间后,导体棒也做匀加速直线运动,其v -t 关系如图(b )所示,已知在时刻t 导体棒瞬时速度大小为v t ,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。
11.如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm ,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为尺的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg 、电阻不计 的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25. (1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻尺消耗的功率为8W ,求该速度的大小;(3)在上问中,若R =2Ω,金属棒中的电流方向由a 到b ,求磁感应强度的大小与方向.(g =10rn /s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)12、如图所示PQ 、MN 为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值Ω=8R 的电阻;导轨间距为kg m m L 1.0;1==一质量为,电阻Ω=2r ,长约m 1的均匀金属杆水平放置在导轨上,它与导轨的滑动摩擦因数53=μ,导轨平面的倾角为030=θ在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为0.5T B =,今让金属杆AB 由静止开始下滑从杆静止开始到杆AB 恰好匀速运动的过程中经过杆的电量1C q =,求: (1)当AB 下滑速度为s m /2时加速度的大小 (2)AB 下滑的最大速度(3)从静止开始到AB 匀速运动过程R 上产生的热量θRBABMQ N13.光滑平行金属导轨水平面内固定,导轨间距L=0.5m,导轨右端接有电阻R L=4Ω小灯泡,导轨电阻不计。
如图甲,在导轨的MNQP矩形区域内有竖直向上的磁场,MN、PQ间距d=3m,此区域磁感应强度B随时间t 变化规律如图乙所示,垂直导轨跨接一金属杆,其电阻r=1Ω,在t=0时刻,用水平恒力F拉金属杆,使其由静止开始自GH位往右运动,在金属杆由GH位到PQ位运动过程中,小灯发光始终没变化,求:(1)小灯泡发光电功率;(2)水平恒力F大小;(3)金属杆质量m.14.两根光滑的长直金属导轨导轨MN、M'N'平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、M'处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C。
长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。
ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q。
求:⑪ab运动速度v的大小;⑫电容器所带的电荷量q。
参考答案⑬设金属进入磁场B 0一瞬间的速度变v ,金属棒在圆弧区域下滑的过程中,机械能守恒:221mv mgH =在很短的时间t ∆内,根据法拉第电磁感应定律,金属棒进入磁场B 0区域瞬间的感应电动势为E ,则:E t φ∆=∆ xv t∆=∆ )(20t B L x L B ∆+∆=∆φ 由闭合电路欧姆定律得:E I R = 解得感应电流:⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=002t L gH R L B I 根据上式讨论: I 、当02t LgH =时,I =0; II 、当02t L gH >时,⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=002t L gH R L B I ,方向为a b →; III 、当02t L gH <时,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=gH t LR L B I 200,方向为b a →。