高考物理衡水万卷专题检测：专题八电磁感应含解析

m2 500g 的两金属棒 L1、 L2 平行的搁=0.8N 的作用下，由静止开始做加速运动，试
求:
(1) 当电压表的读数为 U=0.2V 时，棒 L2 的加速度多大？ (2) 棒 L2 能达到的最大速度 vm 。
14．如图甲所示，在水平面上固定有长为 L=2m．宽为 d=1m 的金属 “ U形”导轨，在 “ U形”导轨 右侧 l =0.5m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙
场时 v2 2 2gh ，线框进人下一个未知磁场时又有：
B'2 L2v2 mg ，所以 B ' R
2 B ,B 正确；
2
因为线框在进入与穿出磁场过程中要克服安培力做功并产生电能，即全部穿过一个磁场区
域产生的电能为 2mgL，故线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为
4mgL， C 正确。
6. D 【解析】 由于线框被拉出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量均减小，根据楞次定律及
C．线框中产生的焦耳热相等
D．通过电阻丝某横截面的电荷量相等
7．如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜丝圈，线圈均与传送带通过一固定匀强
磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等间距排列，穿过磁场后根据线圈间
距，就能够检测出不合格线圈，下列分析和判断正确的是
()
A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 C．从图中可以看出，第 2 个线圈是不合格线圈 D．从图中可以看出，第 3 个线圈是不合格线圈
触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同．图中
O 位置对应于弹簧
振子的平衡位置， P． Q 两位置对应于弹簧振子的最大位移处．若两导轨的电阻
不计，则 ( )
A．杆由 0 到 P 的过程中，电路中电流变大
L
B．杆由 P 到 Q 的过程中，电路中电流一直变大
C．杆通过 O 处时，电路中电流方向将发生改变 D．杆通过 O 处时，电路中电流最大
R1
阻为 1.0 的金属杆 ab 始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两
M
P
端分别接有滑动变阻器和阻值为 3.0 的电阻 R1。当杆 ab 达到稳定状态
a
b
时以速率 v 匀速下滑，整个电路消耗的电功率 P 为 0.27W ，重力加速度
取 10m/s 2，试求速率 v 和滑动变阻器接入电路部分的阻值 R2。
3
2
I Rt 1 , I B 2l v / R ,综上可得 v 1 3QR 。
2
3
Bl 10t
故 D 项正确。 4.CD
5.BC 【解析】 线框下落 h 时的速度为 v1
2 gh ，且在第一个匀强磁场中有
B2 L2v1 R
mg 。当
线框下落 h+2L 高度， 即全部从磁场中穿出时， 再在重力作用下加速， 且进入下一个未知磁
l
l
2
2
x=1，2,3 …。］且凡相交处均由绝缘表面层相隔，两导轨左端通过电阻
垂直于该平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为
B，一根
平行于 y 轴的长导体棒沿 x 轴匀速运动，运动过程中与两
金属导轨接触良好，除 R 外其余电阻都不计。测得电阻 R
在较长时间 t 内产生的热量为 Q，则导体棒的速度为 ( )
右手定则可判断出感应电流方向相同，选项
A 错误；根据
I
BLv 及 F=BIL可得 F
B2 L2 v ，则速度不同 ab 边所受安培力的大小不同，选项
R
R
B 错误；
由Q W
FL
B 2 L3 v 可知速度不同， 线框中产生的焦耳热不同，
选项 C 错误； 根据 q
BL2
R
R
可知通过电阻丝某横截面的电荷量与速度无关，选项
0.01C
D．第 3s 内，线圈的发热功率最大
10．在下列四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。
A． B 中的导线
框为正方形， C．D 中的导线框为直角扇形。各导线框均绕轴
O 在纸面内匀速转动，转
动方向如箭头所示，转动周期均为 T。从线框处于图示位置时开始计时，以在
OP 边上从
P 点指向 O 点的方向为感应电流 i 的正方向。则四个情景中，产生的感应电流 的变化规律符合 i-t 图象的是 ( )
2mgL
6．如图所不，一由均匀电阻丝折成的正方形闭合线框 外的有界匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，线框
abcd，置于磁感应强度方向垂直纸面向 bc 边与磁场左．右边界平行。若将该
线框以不同的速率从图示位置分别从磁场左．右边界匀速拉出至全部离
开磁场，在此过程中 (
)
A．流过 ab 边的电流方向相反 B． ab 边所受安培力的大小相等
(3)计算 4s 内回路产生的焦耳热。
15．如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为
L，一理想电流表与两导轨相连，
匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为 m ．有效电阻为 R 的导体棒在距磁场上 边界 h 处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终 稳定为 I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计
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2014 年衡水万卷物理专题八
电磁感应
一、选择题
1．磁悬浮高速列车在我国上海已投入正式运行．如右图所示就是磁悬浮的原理，图中
A 是圆
柱形磁铁， B 是用高温超导材料制成的超导圆环．将超导圆环
B 水平放在磁铁 A 上，它就
能在磁力的作用下悬浮在磁铁 A 的上方空中， B 中电流俯视为逆时针，则 ( )
R 连接。坐标平面内有
1 4QR A．
Bl 3t
QR B．
3t
C． 1 3QR Bl 5t
D． 1 3QR Bl 10t
4．一个 n 匝的圆形线圈放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线圈平面跟磁场方向成 磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线的规格不变，下列方法可使线圈中感应电流增加一 倍的是 ( )
30 °角，
终保持良好接触。两导轨右端通过金属导线分别与电容器
C 的两极相连。电容器 C 紧靠着
带小孔 a（只能容一个粒子通过）的固定绝缘弹性圆筒。圆筒内壁光滑，筒内有垂直水平 面竖直向下的匀强磁场 B2， O 是圆筒的圆心，圆筒的内半径为 r=0.40m 。 （ 1）用一个大小恒为 10N，平行于 MN 水平向左的外力 F 拉金属杆，使杆从静止开始向左
在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是
()
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A．未知磁场的磁感应强度是 B．未知磁场的磁感应强度是
B/2 2B / 2
C． 线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为
4mgL
D．线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为
PO Q
3．如图所示，两根足够长的金属导轨放在 xOy 坐标平面内， 0～3l 为一个图形变化周期。两导轨 的 直 线 部 分 平 行 于 x 轴 ， 长 度 为 2l 。 两 导 轨 的 曲 线 部 分 分 别 满 足 ：
y=l
sin
p
x，y=-l
sin
p
x[(3n-
1 )l
≤
x
≤
(3n+
1
)l，
D 正确。
7. AD 【解析】 闭合线圈进入和离开磁场区根据楞次定律和安培定则可知，
所示。在 t=0 时刻，质量为 m=0.1kg 的导体棒以 v 0=lm/s 的初速度从导轨的左端开始向右
运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为
μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为
λ =0.1 /m ，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及 地球磁场的影响 (取 g=10 m/s2)。
(1)通过计算分析 4s 内导体棒的运动情况； (2)计算 4s 内回路中电流的大小， 并判断电流方向；
i 随时间 t
二、大题
11．如图 13 所示（俯视） ， MN 和 PQ 是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计的平行
金属导轨． 两导轨间距为 L=0.2m，其间有一个方向垂直水平面竖直向下的匀强磁场
B1=5.0T。
导轨上 NQ 之间接一电阻 R1=0.40 W，阻值为 R2=0.10 W的金属杆垂直导轨放置并与导轨始
A h
导轨的电阻。求：
（ 1）磁感应强度的大小 B；
（ 2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小
；
（ 3）流经电流表电流的最大值 I m 。
L
1
16．图中 MN 和 PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距
l 为 0.40m，电阻不计。导轨所
在平面与磁感应强度 B为 0.50T 的匀强磁场垂直。 质量 m 为 6.0 ×1-03kg．电
8．如图所示， 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，并以速率 v 1向右匀速运动，从槽口右侧射入的带电微粒的速率是
v2，
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． v1v2 ，2pv2 gg
B． v1v2 ，2p v1 gg
v
B R2
N
Q
l
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万卷物理答案专题八
1.BD
电磁感应
2.D 3. D 【解析】 设导体棒切割磁感线产生的最大电流为
I ，在弯曲轨道上切割磁感线产生的有
效电流为
1 ，由题意可知： Q
22 I Rt
2
运动求：当金属杆最终匀速运动时杆的速度大小；
（ 2）当金属杆处于（ 1）问中的匀速运动状态时，电容器 C 内紧靠极板且正对 a 孔的 D 处
有一个带正电的粒子从静止开始经电容器
C加速后从 a 孔垂直磁场 B2 并正对着圆心 O
进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞四次 ．．后恰好又从小孔 a 射出圆筒。已知粒子的比 荷 q/m=5×107（ C/kg），该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失．．．，不．计．
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13 ．如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨
PQ、MN ，PQ、MN 的电阻不计，间距
为 d 0.5m。P、 M 两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度
B=0.2T
的 匀 强 磁 场 中 . 电 阻 均 为 R 0.1 ， 质 量 分 别 为 m1 300g 和
粒子重．力．和．空．气．阻．力． ，则磁感应强度 B2 多大（结果允许含有三角函数式） 。
12．如图所示， 金属杆 ab 放在光滑的水平金属导轨上， 与导轨组成闭合矩形电路， 长 l1 0.8m, 宽 l 2 0.5m, 回路总电阻 R 0.2 , 回路处在竖直向上的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑 轮连接质量 M 0.04kg 的木块，磁感应强度从 B0 =1T 开始随时间均匀增强， 5s 末木块将离 开水平面，不计一切摩擦， g 取 10m /s 2 ，求回路中的电流强度。
A ．在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生感应电流．当稳定后，感应电流消失
B ．在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生感应电流．当稳定后，感应电流仍存在
C．如 A 的 N 极朝上， B 中感应电流的方向如图所示
D ．如 A 的 N 极朝上， B 中感应电流的方向与图中所示的方向相反
2．如图所示，接有灯泡 L 的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接
所示。则以下说法正确的是 ( )
A．在时间 0～ 5s 内， I 的最大值为 0.1A
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a B l1 l2
b
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B．在第 4s 时刻， I 的方向为逆时针方向 C．前 2s 内，通过线圈某截面的总电荷量为
C． v1 ，2p v1 gg
D． v1 ，2p v2 gg
9．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金 属圆线圈，线圈所围的面积为 0.1 m 2，线圈电阻为 1 。规定线圈中感应电流 I 的正方向 从上往下看是顺时针方向，如图 1 所示。磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图 2
A 将线圈匝数增加 1 倍 C．将线圈半径增加 1 倍
B．将线圈面积增加 1 倍 D．适当改变线圈的方向
5．如图所示， abcd 是一个质量为 m，边长为 L 的正方形金属线框。如从图示位置自由下落，
在下落 h 后进人磁感应强度为 B 的磁场，恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为
L。在
这个磁场的正下方 3h+L 处还有一个磁感应强度未知， 但宽度也为 L 的磁场，金属线框 abcd