2011高考物理备考 专题9电磁感应百所名校组合卷系列(DOC)

专题9 电磁感应【试题1】一个单匝线圈放在磁场中，下列的几种说法正确的是( )A ．闭合线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B ．闭合线圈中磁通量不变，线圈中产生的感应电动势一定不变C ．闭合线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大D ．闭合线圈中磁通量变化越快，线圈中的感应电动势一定越大 【解析】根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小跟闭合线圈中磁通量的变化率成正比，因此闭合线圈中磁通量变化越快，线圈中的感应电动势一定越大，选项D 正确．磁场强磁通量不一定大，磁通量大，但磁通量的变化不一定大，磁通量变化大不一定变化快，选项A 、B 和C 都错误．【答案】D【试题出处】2011·江苏启东中学模拟【试题2】如图1所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么( )A ．线圈恰好在刚离开磁场的地方停下B ．线圈在磁场中某位置停下C ．线圈在未完全离开磁场时即已停下D ．线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来【试题出处】2011·合肥一中模拟【试题3】个面积为S ＝4×10－2 m 2的闭合线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度B 的大小随时间的变化规律如图2所示( )A ．在开始2秒内穿过线圈平面的磁通量变化率等于零B ．在开始2秒内穿过线圈平面的磁通量变化率等于8×10－2Wb/s C ．0～2秒和2秒～4秒内线圈中产生的感应电流大小相等方向相同 D ．0～1秒和1秒～2秒内线圈中产生的感应电流方向相反【解析】2秒内磁通量的变化率ΔΦΔt ＝ΔB ·S Δt ＝4×10－2×42Wb/s ＝8×10－2Wb/s.0～2秒和2秒～4秒内线圈中产生的感应电动势方向相反，0～1秒和1秒～2秒内线圈中产生的感应电动势方向相同．故选B.【答案】B【试题出处】2011·哈尔滨一中模拟【试题4】如图3所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中( ) A．恒力F做的功等于电路产生的电能B．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能D．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和【解析】在此运动过程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和为棒ab动能的增加量，其中安培力做功将机械能转化为电能，故选项C、D正确．【答案】CD【试题出处】2011·北京4中模拟【试题5】图4中电感线圈L的直流电阻为R L，小灯泡的电阻为R，小量程电流表G1、G2的内阻不计．当开关S闭合且稳定后，电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电流表的零刻度在表盘的中央)，则当开关S断开时，下列说法中正确的是( ) A．G1、G2的指针都立即回到零点B．G1缓慢回到零点，G2立即左偏，然后缓慢回到零点C．G1立即回到零点，G2缓慢回到零点D．G2立即回到零点，G1缓慢回到零点图4 图5【试题出处】2011·上海中学模拟【试题6】如图6所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ 与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直于纸面向里．导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是( )图6A ．流过R 的电流为由d 到c ，流过r 的电流为由b 到aB ．流过R 的电流为由c 到d ，流过r 的电流为由b 到aC ．流过R 的电流为由d 到c ，流过r 的电流为由a 到bD ．流过R 的电流为由c 到d ，流过r 的电流为由a 到b【解析】依据右手定则可判断出导体棒PQ 中的电流由P 到Q ，Q 处电势最高，P 处电势最低，由P 到Q 电势依次升高．外电路中的电流方向总是从高电势流向低电势处，因此流过R 的电流为由c 到d ，流过r 的电流为由b 到a ，选项B 正确．【答案】B【试题出处】2011·重庆巴蜀中学模拟【试题7】如图7甲所示，一个电阻为R 、面积为S 的矩形导线框abcd ，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，方向与ad 边垂直并与线框平面成45°角，o 、o ′分别是ab 边和cd 边的中点．现将线框右半边obco ′绕oo ′逆时针旋转90°到图7乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是( )图7A.2BS 2RB.2BS RC.BSRD ．0【解析】甲图中，磁通量Φ1＝22BS ，乙图中穿过线圈的磁通量等于零，根据公式q ＝ΔΦR，所以A 正确．【答案】A【试题出处】2011·杭州学军中学模拟【试题8】如图8所示，平行于y 轴的导体棒以速度v 向右匀速直线运动，经过半径为R 、磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E 与导体棒位置x 关系的图象是 ( )图8【解析】在x ＝R 左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x 轴正方向成θ角，则导体棒切割有效长度L ＝2R sin θ，电动势与有效长度成正比，故在x ＝R 左侧，电动势与x 的关系为正弦图象关系，由对称性可知在x ＝R 右侧与左侧的图象对称．故选A.【答案】A【试题出处】2011·金陵中学模拟【试题9】如图9甲中所示，A 、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A 线圈中通过如图9乙中所示的电流I ，则( )图9A ．在t 1和t 2时间内A 、B 两线圈相吸引 B ．在t 2到t 3时间内A 、B 两线圈相排斥C ．t 1时刻两线圈作用力为零D ．t 2时刻两线圈作用力最大【解析】t 1到t 2时间内，A 中电流减小，根据“减同”，B 中会产生与A 方向相同的感应电流，同向电流相互吸引；t 2到t 3时间内，根据“增反”，B 中感应电流与A 中电流方向相反，反向电流相互排斥；t 1时刻，I A 最大，但ΔI AΔt为零，I B ＝0，t 2时刻I A ＝0，尽管此时I B 最大，但相互作用力仍然为零．故ABC 正确．【答案】ABC【试题出处】2011·南京质量检测【试题10】如图10所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图10所示位置匀速向右拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s 拉出，外力所做的功为W 1，通过导线横截面的电荷量为q 1；第二次用0.9 s 拉出，外力所做的功为W 2，通过导线横截面的电荷量为q 2，则( )图10A ．W 1<W 2，q 1<q 2B ．W 1<W 2，q 1＝q 2C ．W 1>W 2，q 1＝q 2D ．W 1>W 2，q 1>q 2【解析】设线框长为L 1，宽为L 2，第一次拉出速度为v 1，第二次拉出速度为v 2，则v 1＝3v 2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W 1＝F 1L 1＝BI 1L 2L 1＝B 2L 22L 1v 1/R ，同理W 2＝B 2L 22L 1v 2/R ，故W 1>W 2；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即ΔΦ1＝ΔΦ2，由q ＝It ＝BL 1v R t ＝BL 1L 2Rt t ＝BL 1L 2R ＝ΔΦR得：q 1＝q 2故正确答案为选项C.【答案】C【试题出处】2011·石家庄调研【试题11】如图15所示，在一匀强磁场中有一U 形导线框abcd ，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R 为一电阻，ef 为垂直于ab 的一根导体杆，它可在ab 、cd 上无摩擦地滑动．杆ef 及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef 一个向右的初速度，则( )图15A ．ef 将减速向右运动，但不是匀减速B ．ef 将匀减速向右运动，最后停止C ．ef 将匀速向右运动D ．ef 将往返运动【解析】ef 向右运动，切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，会受到向左的安培力而做减速运动，直到停止，但不是匀减速，由F ＝BIL ＝B 2L 2vR＝ma 知，ef 做的是加速度减小的减速运动．故A 正确．【答案】A【试题出处】2011·吉林一中模拟【试题12】如图18所示，两光滑平行金属导轨间距为L ，直导线MN 垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B .电容器的电容为C ，除电阻R 外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线MN 一初速度，使导线MN 向右运动，当电路稳定后，MN 以速度v 向右做匀速运动时( )A ．电容器两端的电压为零B ．电阻两端的电压为BLvC ．电容器所带电荷量为CBLvD ．为保持MN 匀速运动，需对其施加的拉力大小为B 2L 2vR图18【解析】当棒匀速运动时，电动势E ＝BLv 不变，电容器不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端没有电压，电容器两板间的电压为U ＝E ＝BLv ，所带电荷量Q ＝CU ＝CBLv ，故选项C 是正确的．【答案】C【试题出处】2011·银川一中模拟【试题13】粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示，则在移出过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是( )【解析】线框切割磁感线，导体长度相同，感应电动势和电流大小相同，设线框每边电阻为R ，则A 选项U ab ＝IR ，B 选项U ab ＝I ·3R ，C 选项U ab ＝IR ，D 选项U ab ＝IR ，故选B.【答案】B【试题出处】2011·秦皇岛一中模拟【试题14】如图22所示，用铝板制成U 型框，将一质量为m 的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v 匀速运动，悬挂拉力为F T ，图22则( )A ．悬线竖直，F T ＝mgB ．悬线竖直，F T >mgC ．悬线竖直，F T <mgD ．无法确定F T 的大小和方向【试题出处】2011·河北衡水中学模拟【试题15】如图18甲所示，水平面上的平行导轨MN 、PQ 上放着两根导体棒ab 、cd ，两棒间用绝缘丝线系住．开始，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度B 随时间t 的变化如图18乙所示．I 和F T 分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力．则在t 0时刻( )图18A ．I ＝0，F T ＝0B ．I ＝0，F T ≠0C ．I ≠0，F T ＝0D ．I ≠0，F T ≠0【解析】t 0时刻，磁场变化，磁通量变化，故I ≠0；由于B ＝0，故ab 、cd 受安培力均为零，丝线的拉力为零．故C 正确．【答案】C【试题出处】2011·湖北师大附中模拟【试题16】如图20所示，平行导轨间距为d ，一端跨接一个电阻R ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于平行金属导轨所在平面．一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v 在金属导轨上滑行时，通过电阻R 的电流是 ( )A.Bdv RB.Bdv sin θRC.Bdv cosθRD.BdvR sinθ图20【解析】电流应等于感应电动势除以电阻R，问题在于感应电动势应如何计算．能够引起感应电流的电动势是MN间产生的电动势，所以有效切割长度应为MN.而MN用已知参数表示应为dsinθ，所以有效切割长度l＝dsinθ.则E＝Blv＝Bdvsinθ，I＝ER＝BdvR sinθ，所以选项D正确．【答案】D【试题出处】2011·济南一中模拟【试题17】如图11，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下．在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef 处由静止开始向右运动后，圆环L有________(填：收缩，扩张)趋势，圆环内产生的感应电流________(填：变大，变小，不变)．图11【解析】金属棒加速运动，速度增大，回路中电动势变大，电流变大；圆环L处的磁场增强，根据楞次定律“阻碍”的含义，圆环L有收缩的趋势；随着金属棒速度的增加，金属棒所受安培力逐渐增加，因为加速度在减小，即感应电流变化得越来越慢，穿过圆环上的感应磁场的磁通量变化得越来越慢，因而圆环L中产生的感应电流越来越小，当金属棒最终以最大速度匀速运动时，圆环中的感应电流为零．【答案】收缩变小【试题出处】2011·湖北黄冈中学模拟【试题18】如图12所示，在光滑的水平面上，一质量为m，半径为r，电阻为R的均匀金属环，以v0的初速度向一磁感应强度为B的有界匀强磁场滑去(磁场宽度d>2r)．圆环的一半进入磁场历时t秒，这时圆环上产生的焦耳热为Q1，则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为________．图12【试题出处】2011·云南曲靖一中模拟【试题19】在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈．假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R.磁场的磁感应强度为B，方向如图13所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐，若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图所示位置匀速向上拉出磁场．求此过程中：(1)流过线圈中每匝导线横截面的电量是多少？(2)在转动轮轴时，人至少需做多少功？(不考虑摩擦影响)【试题出处】2011·河北唐山一中模拟【试题20】如图15，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出)；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于导轨所在平面．开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v 0.在棒的运动速度由v 0减小至v 1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I 保持恒定．导体棒一直在磁场中运动．若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率．【解析】导体棒所受的安培力为F ＝IlB ，①该力大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从v 0减小到v 1的过程中，平均速度为v ＝12(v 0＋v 1)，② 当棒的速度为v 时，感应电动势的大小为E ＝lvB ，③ 棒中的平均感应电动势为E ＝l v B ， ④ 由②④式得E ＝12l (v 0＋v 1)B ，⑤ 导体棒中消耗的热功率为P 1＝I 2r ，⑥ 负载电阻上消耗的平均功率为P 2＝E I －P 1，⑦由⑤⑥⑦式得P 2＝12l (v 0＋v 1)BI －I 2r .【答案】(1)12l (v 0＋v 1)B (2)12l (v 0＋v 1)BI －I 2r【试题出处】2011·福州一中模拟【试题21】如图17所示，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等均为B 的匀强磁场，方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度都为L .一个质量为m ，边长也为L 的正方形金属线框以某一速度进入磁场时，恰好做匀速直线运动．若ab 边到达ff ′与gg ′之间中点位置时，线框又恰好做匀速直线运动，且设金属线框电阻为R ，则：(1)金属线框的ab 边开始进入磁场时，线框速度v 多大？(2)金属线框的ab 边到达ff ′与gg ′之间的中点位置时，线框速度又为多大？(3)金属线框从开始进入磁场到ab 边到达ff ′与gg ′间中点位置的过程中产生的热量是多少？【答案】(1)mgR sin θB 2L 2 (2)mgR sin θ4B 2L2(3)32mgL sin θ＋15m 3g 2R 2sin 2θ32B 4L4【试题出处】2011·宁波一中模拟。