[精品]新人教版高考物理总复习9-2及答案

一、选择题
1．下列说法正确的是( )
A．线圈中磁通量变越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D．线圈中磁通量变得越快，线圈中产生的感应电动势越大
[答案] D
[解析] 对于A、B两项显然违背前面所述，对于项，磁感应强度越大线圈的磁通量不一定大，ΔΦ也不一定大，更不一定大，故错，只有D项，磁通量变得快，即大，由E＝可知，选项D正确．2．(2011·广东)将闭合多匝线圈置于仅随时间变的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )
A．感应电动势的大小与线圈的匝无关
B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
．穿过线圈的磁通量变越快，感应电动势越大
D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
[答案]
[解析] ①根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小与线圈的匝成正比，与磁通量的变率成正比，与磁通量大小无关，故A、B错误，正确；②根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向可能与原磁场方向相同，也可能相反，D错误．
3．(2011·武汉模拟)
如上图所示是测定自感系很大的线圈L的直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用测自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应先( )
A．断开S1B．断开S2
．拆除电流表D．折除电阻R
[答案] B
[解析] 当S1、S2均闭合时，电压表与线圈L并联；当S2闭合而S1断开时，电压表与线圈L串联，所以在干路断开前后自感线圈L中电流方向相同而电压表中电流方向相反，使电压表中指针反向转动而可能损坏电压表．正确答案为B选项．
4．(2011·徐州模拟)
如上图所示，两根相距为的平行直导轨b、cd，b、d间连有一定值电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在b和cd上的一导体杆，与b垂直，其电阻也为R整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)．现对杆MN施
力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则( )
A．U＝错误！未定义书签。

Bv，流过固定电阻R的感应电流由b 到d
B．U＝错误！未定义书签。

Bv，流过固定电阻R的感应电流由d 到b
．U＝Bv，流过固定电阻R的感应电流由b到d
D．U＝Bv，流过固定电阻R的感应电流由d到b
[答案] A
[解析] 导体杆向右匀速运动产生的感应电动势为Bv，R和导体杆形成一个串联电路，由分压原得U＝错误！未定义书签。

·R＝错误！未定义书签。

Bv，由右手定则可判断出感应电流方向由N→M→b→d，所以A选项正确．
5．(2011·苏锡常镇四市模拟)
用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，b为圆环的一条直径．如上图所示，在b的左侧存在一个均匀变的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变率错误！未定义书签。

＝(<0)．则( )
A．圆环中产生逆时针方向的感应电流
B．圆环具有扩张的趋势
．圆环中感应电流的大小为错误！未定义书签。

D．图中、b两点间的电势差U b＝|错误！未定义书签。

πr2|
[答案] BD
[解析] 根据楞次定律可知，磁通量减小，产生顺时针方向的感应电流，A选项不正确；圆环面积有扩张的趋势，B选项正确；产生的感应电动势为ΔΦ/Δ＝πr2/2，则电流大小为|错误！未定义书签。

|，选项不正确；U b等于错误！未定义书签。

πr2的绝对值，D选项正确．
6．(2011·济南模拟)电吉他是利用电磁感应原工作的一种乐器，如下图(甲)所示为电吉他拾音器的原图，在金属弦的下方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，经一系列转后可将电信号转为声信号．若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变如图(乙)所示，则对应感应电流的变为( )
[答案] B
[解析] ①由法拉第电磁感应定律可知，E＝错误！未定义书签。

，即磁通量变率越大，感应电动势、感应电流也就越大．②分析螺线管内的磁通量随时间的变关系图线可知，图线斜率越大产生的感应电流越大，斜率为零，感应电流也为零，对比各选项可知，选项B正确．7．(2011·江西重点中模拟)
如上图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框bcd，现将导体框分别朝两个方向以3v、v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中( )
A．导体框中产生的感应电流方向相同
B．导体框中产生的焦耳热相同
．导体框d边两端电势差相同
D．通过导体框截面的电荷量相同
[答案] AD
[解析] ①导体框分别朝两个方向以3v、v的速度匀速拉出磁场，磁通量皆减少，由楞次定律知，导体框中产生的感应电流方向相同，故A正确；②设导体框边长为L，每边电阻均为R，则产生的电动势E＝BLv0，感应电流为I＝错误！未定义书签。

＝错误！未定义书签。

，导体框中产生的焦耳热Q＝I24R＝(错误！未定义书签。

)24R 错误！未定义书签。

＝错误！未定义书签。

，因拉出磁场的速度不相
同，故产生的焦耳热不相同，故B错误；③当导体框以3v速度匀速拉出磁场时，则产生的电动势E1＝3BLv，感应电流为I1＝错误！未定义书签。

＝错误！未定义书签。

，d边两端电势差U1＝I1R；当导体框以v速度匀速拉出磁场时，则产生的电动势E2＝BLv，感应电流为I2＝错误！未定义书签。

＝错误！未定义书签。

，d边两端电势差U2＝I2R，故导体框d边两端电势差不相同，故错误；④当导体框分别从两个方向移出磁场的过程中，通过导体框截面的电荷量q＝错误！未定义书签。

相同，故选项D正确．
8．(2011·山东)如下图(甲)所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．两质量、长度均相同的导体棒 c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度处．磁场宽为3，方向与导轨平面垂直．先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触．用c表示c的加速度，E d表示d的动能，c、d分别表示c、d相对释放点的位移．图(乙)中正确的是( )
[答案] BD
[解析] ①0～，c棒自由落体c＝g，～3，c棒匀速下落．当c 棒达c＝3处时，d棒恰进入磁场，且速度相等，从此以后c、d棒中电流为零，F安＝0，c、d棒只受重力，以共同的速度自由下落，c＝d ＝g故A错误，B正确；②0～2段只有重力做功，2～4段受安培力和重力，4以后只受重力，故错误，D正确．
二、非选择题
9
如上图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一．磁场垂直穿过粗金属环所在区域．当磁感应强度随时间均匀变时，在粗环内产生的感应电动势为E，则、b两点间的电势差为________．
[答案] 错误！未定义书签。

[解析] 设粗环电阻为R，则细环电阻为2R，由于磁感应强度随时间均匀变，故回路中感应电动势E恒定．回路中感应电流I＝错误！未定义书签。

，由欧姆定律、b两点电势差(细环两端电压)U＝I·2R ＝错误！未定义书签。

E
10．如下图所示，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽＝05，左端连接阻值为04Ω的电阻R在导轨上垂直于导轨放一电阻为01Ω的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量＝24g的重物，图中L＝08，开始时重物与水平地面接触并处于静止．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0＝05T，并且以错误！未定义书签。

＝01T/的变率在增大．不计摩擦阻力，求至少经过多长时间才能将重物吊起？(g取10/2)
[答案] 1
[解析] 以MN为研究对象，有BI＝F T，以重物为研究对象，有F T＋F N＝g由于B在增大，安培力BI增大，绳的拉力F T增大，地面的支持力F N减小，当F N＝0时，重物将被吊起．
此时BI＝g ①又B＝B0＋错误！未定义书签。

＝05＋01
②
E＝L错误！未定义书签。

③
I＝错误！未定义书签。

④
联立①②③④，代入据解得＝1
11．(2011·大庆模拟)如下图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距＝020，电阻R＝10Ω；有一导体杆静止放在轨道上，与两轨道垂直，杆与轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝05T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．现用一外力F沿轨道方向拉杆，使杆做匀加速运动，测得力F与时间的关系如图乙所示．求杆的质量和加速度
[答案] 013g 789/2
[解析] 导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，用v 表示瞬时速度，表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为：E ＝Bv＝B ①闭合回路中的感应电流为：I＝错误！未定义书签。

②
由安培定则和牛顿第二定律得：
F－BIL＝③将①②式代入③式整得：F＝＋错误！未定义书签。

④
在乙图线上取两点：1＝0，F1＝1N；2＝38，F2＝4N
代入④式，联立方程解得：＝013g，＝789/2
12．(2011·银川模拟)
如上图所示，半径为的圆环电阻不计，放置在垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，环内有一导体棒，电阻为r，可以绕环匀速转动，将电阻R，开关S连接在环上和棒的O端，将电容器极板水平放置，两极板间距为d，并联在电阻R和开关S两端，如图所示．
(1)开关S断开，极板间有一带正电q、质量为的粒子恰好静止，试判断OM的转动方向和角速度的大小．
(2)当S闭合时，该带电粒子以错误！未定义书签。

g的加速度向下运动，则R是r的几倍？
[答案] (1) OM应绕O点逆时针转动错误！未定义书签。

(2)3
[解析] (1)由于粒子带正电，故电容器上极板为负极，根据右手定则，OM应绕O点逆时针方向转动．
粒子受力平衡，则：g＝q错误！未定义书签。

E＝错误！未定义书签。

B2ω
当S断开时，U＝E
解得：ω＝错误！未定义书签。

(2)当S闭合时，根据牛顿第二定律：
g－q错误！未定义书签。

＝·错误！未定义书签。

g
U′＝错误！未定义书签。

·R
解得：错误！未定义书签。

＝3
13．(2011·河南师大附中模拟)磁悬浮列车是一种高速运载工具，它是经典电磁与现代超导技术相结合的产物．磁悬浮列车具有两个重要系统．一是悬浮系统，利用磁力(可由超导电磁铁提供)使车体在轨道上悬浮起与轨道脱离接触，另一是驱动系统，就是在沿轨道安装的绕组(线圈)中，通上励磁电流，产生随空间作周期性变、运动的磁场，磁场与固定在车体下部的感应金属框相互作用，使车体获得牵引力．
为了有助于解磁悬浮列车的牵引力的由，我们给出了简模型，图甲是实验车与轨道示意图，图乙是固定在车底部金属框与轨道上运动磁场的示意图．水平地面上有两根很长的平行直轨道，轨道间有竖直(图乙中垂直纸面)方向等距离间隔的匀强磁场B1和B2，二者方向相反．车底部金属框的宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场B1和B2同时以恒定速度v0沿导轨方向向右运动时，金属框也会受到向右的磁场力，带动实验车沿轨道运动．
设金属框垂直轨道运动方向的边长L＝020，金属框的总电阻R ＝16Ω，实验车A与金属框的总质量＝20g，磁场B1＝B2＝B＝10T，
磁场运动速度v0＝10/回答下列问题：
(1)设＝0时刻，实验车A的速度为零，求金属框受到安培力的大小和方向；
(2)已知磁悬浮状态下，实验车A运动时受到恒定的阻力f1＝020N，求实验车A的最大速率v；
(3)实验车A与另一辆磁悬浮正常、质量相等但没有驱动装置的磁悬浮实验车P挂接，设A与P挂接后共同运动时所受恒定阻力f2＝050NA与P挂接并经过足够长时间后的某时刻，撤去驱动系统磁场，设A和P所受阻力保持不变，求撤去磁场后A和P还能滑行多远．[答案] (1)10N 方向向右(2)80/ (3)100
[解析] (1)＝0时刻，金属框相对磁场的速度大小为v0＝10/，金属框中产生逆时针方向的感应电流，设瞬时感应电动势大小为E0 E0＝2错误！未定义书签。

＝2错误！未定义书签。

＝2BLv0＝40V 设金属框中的电流大小为I0，根据闭合电路欧姆定律I0＝错误！未定义书签。

＝25A
设金属框受到的安培力的大小为F0，根据安培力公式F0＝2BI0L ＝10N，方向向右．
(2)金属框达到最大速度v时相对磁场的速度大小为(v0－v)，设此时金属框中的感应电动势为E1，则E1＝2BL(v0－v)
设此时金属框中的电流为I1，根据欧姆定律I1＝错误！未定义书签。

实验车A达到最大速度时受力平衡，f1＝2BI1L
整得：f1＝错误！未定义书签。

，解得：v＝80/
(3)设A与P挂接后再次达到匀速运动时的速度为v2，同可得f2＝错误！未定义书签。

，解得v2＝50/
设撤去磁场后A和P还能滑行的距离为，根据动能定：－f2＝0－错误！未定义书签。

×2v错误！未定义书签。

解得＝100。