高三物理二轮复习 专题10 电磁感应练习
2020版高考物理大二轮复习试题:电磁感应规律及其应用(含答案)
回扣练12:电磁感应规律及其应用1.如图所示,两根相距为l 的平行直导轨ab 、cd ,b 、d 间连有一固定电阻R ,导轨电阻可忽略不计.MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆,与ab 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 ,磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里).现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v 水平向右做匀速运动.令U 表示MN 两端电压的大小,则( )A .U =12Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由b 经R 到dB .U =Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由d 经R 到bC .MN 受到的安培力大小F A =B 2l 2v 2R,方向水平向右 D .MN 受到的安培力大小F A =B 2l 2v R,方向水平向左 解析:选A.当MN 运动时,相当于电源.但其两边的电压是外电路的电压,假设导轨没电阻,MN 两端的电压也就是电阻R 两端的电压,电路中电动势为E =BlV ,MN 的电阻相当于电源的内阻,二者加起来为2R ,则电阻上的电压为12Blv ,再由右手定则,拇指指向速度方向,手心被磁场穿过,四指指向即为电流方向,即由N 到M ,那么流过电阻的就是由b 到d .故A 正确,B 错误.MN 受到的安培力F =BIl =B 2l 2v 2R;由左手定则可知,安培力的方向水平向左;故CD 错误.故选A.2.如图所示,两相邻有界匀强磁场的宽度均为L ,磁感应强度大小相等、方向相反,均垂直于纸面.有一边长为L 的正方形闭合线圈向右匀速通过整个磁场.用i 表示线圈中的感应电流,规定逆时针方向为电流正方向,图示线圈所在位置为位移起点,则下列关于i x 的图象中正确的是( )解析:选C.线圈进入磁场,在进入磁场的0~L 的过程中,E =BLv ,电流I =BLv R ,根据右手定则判断方向为逆时针方向,为正方向;在L ~2L 的过程中,电动势E =2BLv ,电流I =2BLv R,根据右手定则判断方向为顺时针方向,为负方向;在2L ~3L 的过程中,E =BLv ,电流I =BLv R,根据右手定则判断方向为逆时针方向,为正方向;故ABD 错误,C 正确;故选C.3.如图所示,表面粗糙的U 形金属线框水平固定,其上横放一根阻值为R 的金属棒ab ,金属棒与线框接触良好,一通电螺线管竖直放置在线框与金属棒组成的回路中,下列说法正确的是( )A .当变阻器滑片P 向上滑动时,螺线管内部的磁通量增大B .当变阻器滑片P 向下滑动时,金属棒所受摩擦力方向向右C .当变阻器滑片P 向上滑动时,流过金属棒的电流方向由a 到bD .当变阻器滑片P 向下滑动时,流过金属棒的电流方向由a 到b解析:选C.根据右手螺旋定则可知螺线管下端为N 极,而穿过回路的磁通量分为两部分,一部分为螺线管内部磁场,方向竖直向下,一部分为螺线管外部磁场,方向竖直向上,而总的磁通量方向为竖直向下,当变阻器滑片P 向上滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻增大,螺线管中电流减小,产生的磁场变弱,即穿过回路的磁通量向下减小,根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由a 到b ,A 错误C 正确;当变阻器滑片P 向下滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻减小,螺线管中电流变大,产生的磁场变强,即穿过回路的磁通量向下增大,根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由b 到a ,而导体棒所处磁场方向为竖直向上的,金属棒所受安培力方向向右,故摩擦力方向向左,故BD 错误.故选C.4.如图所示,处于竖直面的长方形导线框MNPQ 边长分别为L和2L ,M 、N 间连接两块水平正对放置的金属板,金属板距离为d ,虚线为线框中轴线,虚线右侧有垂直线框平面向里的匀强磁场.两板间有一个质量为m 、电量为q 的带正电油滴恰好处于平衡状态,重力加速度为g ,则下列关于磁场磁感应强度大小B 的变化情况及其变化率的说法正确的是( )A .正在增强,ΔB Δt =mgd qL 2 B .正在减小,ΔB Δt =mgd qL 2C .正在增强,ΔB Δt =mgd 2qL 2D .正在减小,ΔB Δt =mgd 2qL2 解析:选B.电荷量为q 的带正电的油滴恰好处于静止状态,电场力竖直向上,则电容器的下极板带正电,所以线框下端相当于电源的正极,感应电动势顺时针方向,感应电流的磁场方向和原磁场同向,根据楞次定律,可得穿过线框的磁通量在均匀减小;线框产生的感应电动势:E =ΔB Δt S =ΔB Δt L 2;油滴所受电场力:F =E 场q ,对油滴,根据平衡条件得:q E d=mg ;所以解得,线圈中的磁通量变化率的大小为:ΔB Δt =mgd qL2;故选B. 5.如图所示,相距为d 的两条水平虚线L 1、L 2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,正方形线圈abcd 边长为L (L <d ),质量为m 、电阻为R ,将线圈在磁场上方h 高处静止释放,cd 边刚进入磁场时速度为v 0,cd 边刚离开磁场时速度也为v 0,则线圈穿过磁场的过程中(从cd 边刚进入磁场一直到ab 边离开磁场为止)( )A .感应电流所做的功为3mgdB .线圈的最小速度一定大于mgR B 2L 2C .线圈的最小速度一定是2g (h +L -d )D .线圈穿出磁场的过程中,感应电流为逆时针方向解析:选C.据能量守恒,研究从cd 边刚进入磁场到cd 边刚穿出磁场的过程:动能变化量为0,重力势能转化为线框进入磁场的过程中产生的热量,Q =mgd .cd 边刚进入磁场时速度为v 0,cd 边刚离开磁场时速度也为v 0,所以从cd 边刚穿出磁场到ab 边离开磁场的过程,线框产生的热量与从cd 边刚进入磁场到ab 边刚进入磁场的过程产生的热量相等,所以线圈从cd 边进入磁场到ab 边离开磁场的过程,产生的热量Q ′=2mgd ,感应电流做的功为2mgd ,故A 错误.线框可能进入磁场先做减速运动,在完全进入磁场前已做匀速运动,刚完全进入磁场时的速度最小,有:mg =B 2L 2v R ,解得可能的最小速度v =mgR B 2L2,故B 错误.因为进磁场时要减速,线圈全部进入磁场后做匀加速运动,则知线圈刚全部进入磁场的瞬间速度最小,线圈从开始下落到线圈刚完全进入磁场的过程,根据能量守恒定律得:mg (h +L )=Q+12mv 2,解得最小速度v =2g (h +L -d ),故C 正确.线圈穿出磁场的过程,由楞次定律知,感应电流的方向为顺时针,故D 错误.故选C.6.如图所示的电路中,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( )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 都先变亮,然后逐渐变暗解析:选A.电键S 闭合时,电感L 1中电流等于两倍L 2的电流,断开电键S 的瞬间,由于自感作用,两个电感线圈相当于两个电源,与三个灯泡构成闭合回路,通过b 、c 的电流都通过a ,故a 先变亮,然后逐渐变暗,故A 正确; b 、c 灯泡由电流i 逐渐减小,B 、C 、D 错误 .故选A.7.(多选)如图甲所示,宽度为L 的足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨左端连接一电容为C 的电容器,将一质量为m 的导体棒与导轨垂直放置,导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B .用与导轨平行的外力F 向右拉动导体棒,使导体棒由静止开始运动,作用时间t 1后撤去力F ,撤去力F 前棒内电流变化情况如图乙所示.整个过程中电容器未被击穿,不计空气阻力.下列说法正确的是 ( )A .有外力作用时,导体棒在导轨上做匀速运动B .有外力作用时,导体棒在导轨上做匀加速直线运动C .外力F 的冲量大小为It 1⎝ ⎛⎭⎪⎫BL +m CBL D .撤去外力F 后,导体棒最终静止在导轨上,电容器中最终储存的电能为零解析:选BC.对电容器Q =CU ,则ΔQ =C ΔU ,I =ΔQ Δt ;ΔU =ΔE =BL Δv ;解得I =CBL Δv Δt=CBLa ,则导体棒的加速度a 恒定,做匀加速运动,选项A 错误,B 正确;根据牛顿第二定律:F -BIL =ma ,则F =BIL +mI CBL ,则外力F 的冲量大小为I F =Ft 1=It 1⎝⎛⎭⎪⎫BL +m CBL ,选项C 正确;撤去外力F 后,导体棒开始时做减速运动,当导体棒产生的感应电动势与电容器两端电压相等时,回路中电流为零,此时安培力为零,导体棒做匀速运动,此时电容器两端的电压不为零,则最终储存的电能不为零,选项D 错误;故选BC.8.(多选)如图所示,在竖直平面内MN 、PQ 两光滑金属轨道平行竖直放置,两导轨上端M 、P 间连接一电阻R .金属小环a 、b 套在金属轨道上,质量为m 的金属杆固定在金属环上,该装置处在匀强磁场中,磁场方向垂直竖直平面向里.金属杆以初速度v 0从图示位置向上滑行,滑行至最高点后又返回到出发点.若运动过程中,金属杆保持水平,两环与导轨接触良好,不计轨道、金属杆、金属环的电阻及空气阻力.金属杆上滑过程和下滑过程相比较,以下说法正确的是( )A .上滑过程所用时间比下滑过程短B .上滑过程通过电阻R 的电量比下滑过程多C .上滑过程通过电阻R 产生的热量比下滑过程大D .上滑过程安培力的冲量比下滑过程安培力的冲量大解析:选AC. 如图所示,v t 图斜率代表加速度,其面积表示位移,上滑过程中,做加速度逐渐减小的减速运动,下滑过程中是加速度逐渐减小的加速运动,由于位移大小相等,可知上升时间小于下落时间,故A 正确;由q =ΔΦR,可知上滑过程通过电阻R 的电量等于下滑过程中电量,故B 错误;在相同位置,上滑时的速度大于下滑时的速度,则上滑过程安培力的平均值大于下滑过程安培力的平均值,导致上滑过程中导体棒克服安培力做功多,则上滑过程中电阻R 产生的热量大于下滑过程中产生的热量,故C 正确.安培力冲量I =BLq ,q =ΔΦR,可知上滑过程安培力的冲量等于下滑过程安培力的冲量,故D 错误.9.(多选)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 相距为L ,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨电阻不计,整个装置处于磁感应强度大小为B 、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中.质量为m 、长为L 、电阻为R 的金属棒垂直导轨放置,且始终与导轨接触良好.金属导轨的上端连接一个阻值也为R 的定值电阻.现闭合开关K ,给金属棒施加一个平行于导轨斜向上、大小为F =2mg 的恒力,使金属棒由静止开始运动.若金属棒上滑距离s 时,金属棒开始匀速运动,则在金属棒由静止到刚开始匀速运动过程,下列说法中正确的是(重力加速度为g )( )A .金属棒的末速度为3mgRB 2L 2 B .金属棒的最大加速度为1.4gC .通过金属棒的电荷量为BLs RD .定值电阻上产生的焦耳热为34mgs -9m 3g 2R 24B 4L4 解析:选AD.设金属棒匀速运动的速度为v ,则感应电动势E =BLv ;回路电流I =E 2R =BLv2R ;安培力F 安=BIL =B 2L 2v 2R ;金属棒匀速时,受力平衡有F =mg sin 30°+F 安,即2mg =12mg +B 2L 2v 2R联立解得:v =3mgR B 2L2,故A 正确;金属棒开始运动时,加速度最大,即F -mg sin 30°=ma ,代入数据2mg -12mg =ma ,解得a =1.5g ,故B 错误;根据感应电量公式Q =ΔΦR 总=BLs 2R,故C 错误;对金属棒运用动能定理,有Fs -mgs sin 30°-Q =12mv 2,其中定值电阻上产生的焦耳热为Q R =12Q =34mgs -9m 3g 2R 24B 4L4,故D 正确;故选AD. 10.(多选)如图甲所示,光滑且足够长的金属导轨MN 、PQ 平行地固定在同一水平面上,两导轨间距L =0.2 m ,两导轨的左端之间连接的电阻R =0.4 Ω,导轨上停放一质量m =0.1 kg 的金属杆ab ,位于两导轨之间的金属杆的电阻r =0.1 Ω,导轨的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B =0.5 T 的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一外力F 水平向右拉金属杆,使之由静止开始运动,在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好,若理想电压表的示数U 随时间t 变化的关系如图乙所示.则在金属杆开始运动经t = 5.0 s 时( )A .通过金属杆的感应电流的大小为1.0 A ,方向由b 指向aB .金属杆的速率为4.0 m/sC .外力F 的瞬时功率为1.0 WD .0~5.0 s 内通过R 的电荷量为5.0 C解析:选AC.导体棒向右切割磁感线,由右手定则知电流方向为b 指向a ,金属杆开始运动经t =5.0 s ,由图象可知电压为0.4 V ,根据闭合电路欧姆定律得I =U R =0.40.4 A =1 A ,故A 正确;根据法拉第电磁感应定律知E =BLv ,根据电路结构可知:U =R R +r E ,解得v =5 m/s ,故B 错误;根据电路知U =R R +r BLv =0.08v =0.08at ,结合U t 图象知导体棒做匀加速运动,加速度为a =1 m/s 2,根据牛顿第二定律,在5 s 末时对金属杆有:F -BIL =ma 解得:F =0.2 N ,此时F 的瞬时功率P =Fv =0.2×5 W=1 W 故C 正确;0~5.0 s 内通过R 的电荷量为q =It =E R +r t =ΔΦt (R +r )×t =ΔΦR +r =B ×12at 2R +r =12.5 C ,故D 错误;综上所述本题答案是AC.。
电磁感应练习50题
电磁感应练习50题(含答案)1、如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L=0.2m,长为2d,d=0.5m,上半段d导轨光滑,下半段d导轨的动摩擦因素为μ=,导轨平面与水平面的夹角为θ=30°.匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T,方向与导轨平面垂直.质量为m=0.2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在粗糙的下半段一直做匀速运动,导体棒始终与导轨垂直,接在两导轨间的电阻为R=3Ω,导体棒的电阻为r=1Ω,其他部分的电阻均不计,重力加速度取g=10m/s2,求:(1)导体棒到达轨道底端时的速度大小;(2)导体棒进入粗糙轨道前,通过电阻R上的电量q;(3)整个运动过程中,电阻R产生的焦耳热Q.答案分析:(1)研究导体棒在粗糙轨道上匀速运动过程,受力平衡,根据平衡条件即可求解速度大小.(2)进入粗糙导轨前,由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式结合求解电量.(3)导体棒在滑动时摩擦生热为Q f=2μmgdcosθ,再根据能量守恒定律求解电阻产生的焦耳热Q.解答:解:(1)导体棒在粗糙轨道上受力平衡:由 mgsin θ=μmgcos θ+BIL得:I=0.5A由BLv=I(R+r)代入数据得:v=2m/s(2)进入粗糙导轨前,导体棒中的平均电动势为: ==导体棒中的平均电流为: ==所以,通过导体棒的电量为:q=△t==0.125C(3)由能量守恒定律得:2mgdsin θ=Q电+μmgdcos θ+mv2得回路中产生的焦耳热为:Q电=0.35J所以,电阻R上产生的焦耳热为:Q=Q电=0.2625J答:(1)导体棒到达轨道底端时的速度大小是2m/s;(2)导体棒进入粗糙轨道前,通过电阻R上的电量q是0.35C;(3)整个运动过程中,电阻R产生的焦耳热Q是0.2625J.点评:本题实质是力学的共点力平衡与电磁感应的综合,都要求正确分析受力情况,运用平衡条件列方程,关键要正确推导出安培力与速度的关系式,分析出能量是怎样转化的.2、如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。
物理高三复习电磁感应规律及其应用专项练习题(带答案)
物理高三复习电磁感应规律及其应用专项练习题(带答案)电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体,会发生电动势,下面是电磁感应规律及其运用专项练习题,请考生仔细练习。
一、选择题(共8小题,每题4分,共32分。
在每题给出的四个选项中,第1~6题只要一项契合标题要求,第7~8题有多项契合标题要求,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.(2021新课标全国卷,15)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。
当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时,a、b、c三点的电势区分为Ua、Ub、Uc。
bc边的长度为l。
以下判别正确的选项是()A.UaUc,金属框中无电流B.UbUc,金属框中电流方向沿a-b-c-aC.Ubc=-Bl2,金属框中无电流D.Ubc=Bl2,金属框中电流方向沿a-c-b-a2.(2021重庆理综,4)图为无线充电技术中运用的受电线圈表示图,线圈匝数为n,面积为S。
假定在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1平均添加到B2,那么该段时间线圈两端a和b之间的电势差b(A.恒为B.从0平均变化到C.恒为-D.从0平均变化到-3.(2021安徽理综,19)如下图,abcd为水平放置的平行形润滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。
金属杆MN倾斜放置,与导轨成角,单位长度的电阻为r,坚持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动进程中与导轨接触良好)。
那么()A.电路中感应电动势的大小为B.电路中感应电流的大小为C.金属杆所受安培力的大小为D.金属杆的发热功率为4.(2021福建理综,18)如图,由某种粗细平均的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。
一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动进程PQ一直与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。
(完整版)高考物理必做电磁感应大题
高考复习物理 电磁感应大题1.(18分)如图所示,两根相同的劲度系数为k 的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧上端通过导线与阻值为R 的电阻相连,弹簧下端连接一质量为m ,长度为L ,电阻为r 的金属棒,金属棒始终处于宽度为d 垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场中。
开始时弹簧处于原长,金属棒从静止释放,水平下降h 高时达到最大速度。
已知弹簧始终在弹性限度内,且弹性势能与弹簧形变量x 的关系为221kx E p ,不计空气阻力及其它电阻。
求:(1)此时金属棒的速度多大?(2)这一过程中,R 所产生焦耳热Q R 多少?2.(17分)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 。
⑴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?⑵求0到时间t 0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶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。
3、(16分)t =0时,磁场在xOy 平面内的分布如图所示。
其磁感应强度的大小均为B 0,方向垂直于xOy 平面,相邻磁场区域的磁场方向相反。
每个同向磁场区域的宽度均为l 0。
整个磁场以速度v 沿x 轴正方向匀速运动。
⑴若在磁场所在区间,xOy 平面内放置一由n 匝线圈串联而成的矩形导线框abcd ,线框的bc 边平行于x 轴.bc =l B 、ab =L ,总电阻为R ,线框始终保持静止。
2021届高三物理二轮强化综合复习训练 电磁感应
2021届高三物理二轮强化综合复习训练 电磁感应1.如图所示,水平放置的U 形光滑框架上接一个阻值为0R 的电阻,放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,一个半径为L 、质量为m 的半圆形硬导体AC 在水平向右的恒定拉力F 的作用下,由静止开始运动距离d 后速度为v ,半圆形硬导体AC 的电阻为r ,其余电阻不计.下列说法不正确的是( )A.此时AC 两端电压为002AC BLvR U R r=+ B.此过程中回路产生的热量212Q Fd mv =-C.此过程中通过电阻0R 的电荷量为02BLd q Rr=+ D.此过程所用时间22012()B L d t mv F R r=++ 2.如图所示,匀强磁场中固定有金属框架ABC ,框架平面与磁场方向垂直,导体棒DE 在框架上从B 点开始沿图示方向匀速平移,框架和导体棒材料相同、粗细相同,接触电阻不计,图示位置框架与导体棒形成等腰三角形,则( )A.回路中感应电流保持一定B.回路中的磁通量的变化率一定C.回路中的感应电动势一定D.DE棒受到的拉力一定3.如图所示,位于同一绝缘水平面内的两根固定金属导轨MN M N''、电阻不计,两导轨之间存在竖直向下的匀强磁场.现将两根粗细均匀、电阻分布均匀的相同铜棒ab cd、放在两导轨上,若两棒从图示位置以相同的速度沿MN方向做匀速直线运动,运动过程中始终与两导轨接触良好,且始终与导轨MN垂直,不计一切摩擦,则下列说法正确的是( )A.回路中有顺时针方向的感应电流B.回路中的感应电流不断增大C.回路中的热功率不断增大D.两棒所受安培力的合力不断减小4.闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用时间t拉出,外力所做的功为1W,外力的功率为1P,通过导线横截面的电荷量为1q;第二次用时间3t拉出,外力所做的功为2W,外力的功率为P,通过导线横截面的电荷量为2q,则( )2A.121212W W P P q q3,3,===,,W W P P q q==< B.121212C.121212W W P P q q,9,3===W W P P q q=== D.1212123,9,5.如图所示,在平行于水平地面的有理想边界的匀强磁场上方,有三个大小相同且用相同的金属材料制成的正方形线框,线框平面与磁场方向垂直.A 线框有一个缺口,B C 、线框都闭合,但B 线框导线的横截面积比C 线框大.现将三个线框从同一高度由静止开始同时释放,下列关于它们落地时间的说法,正确的是( )A.三个线框同时落地B.三个线框中,A 线框最后落地C.B 线框在C 线框之后落地D.B 线框和C 线框在A 线框之后同时落地6.如图所示,a b ,两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长3a b l l =,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( )A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a b 、线圈中感应电流之比为3∶4C.a b 、线圈中感应电动势之比为9∶1D.a b 、线圈中电功率之比为3∶17.如图甲所示,一个匝数100n =的圆形导体线圈,面积210.4m S =,电阻1r =Ω。
高中物理电磁感应练习题及答案
高中物理电磁感应练习题及答案一、选择题1、在电磁感应现象中,下列说法正确的是:A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化B.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反C.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同D.感应电流的磁场方向与原磁场方向无关答案:A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。
2、一导体在匀强磁场中匀速切割磁感线运动,产生感应电流。
下列哪个选项中的物理量与感应电流大小无关?A.磁感应强度B.导体切割磁感线的速度C.导体切割磁感线的长度D.导体切割磁感线的角度答案:D.导体切割磁感线的角度。
二、填空题3、在电磁感应现象中,当磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向_ _ _ _ ;当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向 _ _ _ _。
答案:相反;相同。
31、一根导体在匀强磁场中以速度v运动,切割磁感线,产生感应电动势。
如果只增大速度v,其他条件不变,则产生的感应电动势将_ _ _ _ ;如果保持速度v不变,只减小磁感应强度B,其他条件不变,则产生的感应电动势将 _ _ _ _。
答案:增大;减小。
三、解答题5、在电磁感应现象中,有一闭合电路,置于匀强磁场中,接上电源后有电流通过,现将回路断开,换用另一电源重新接上,欲使产生的感应电动势增大一倍,应采取的措施是()A.将回路绕原路转过90°B.使回路长度变为原来的2倍C.使原电源的电动势增大一倍D.使原电源的电动势和回路长度都增大一倍。
答案:A.将回路绕原路转过90°。
法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要规律之一,它描述了变化的磁场产生电场,或者变化的电场产生磁场的现象。
这个定律是法拉第在1831年发现的,它为我们打开了一个全新的领域——电磁学,也为我们的科技发展提供了强大的理论支持。
在高中物理中,法拉第电磁感应定律主要通过实验和理论推导来展示,让学生们能够更直观地理解这个重要的规律。
高中的学生们已经对电场和磁场的基本概念有了一定的了解,他们已经掌握了电场线和磁场线的概念,以及安培定则等基本知识。
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。
高三高考物理复习专题练习:电磁感应
电磁感应1.[多选]如图甲所示,电阻R1=R, R 2=2 R,电容为C的电容器,圆形金属线圈半径为广2,线圈的电阻为R半径为r1(r1<r2)的圆形区域内存在垂直线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t 变化的关系图象如图乙所示,t「12时刻磁感应强度分别为B「B2,其余导线的电阻不计,闭合开关S,至11时刻电路中的电流已稳定,下列说法正确的是 ()图甲图乙A.电容器上极板带正电B.11时刻,电容器的带电荷量为:孙而C.11时刻之后,线圈两端的电压为;D.12时刻之后,R1两端的电压为■ ■2.[多选]如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域,MN和M W是匀强磁场区域的水平边界并与线框的bc 边平行,磁场方向与线框平面垂直现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落,图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v-t图象.已知金属线框的质量为m,电阻为R,当地的重力加速度为g,图象中坐标轴上所标出的匕、v2、v3、t p 12、13、14均为已知量(下落过程中线框abcd始终在竖直平面内,且bc边始终水平).根据题中所给条件,以下说法正确的是()图甲图乙A.可以求出金属线框的边长B.线框穿出磁场时间(t4-t3)等于进入磁场时间(t2-t1)C.线框穿出磁场与进入磁场过程所受安培力方向相同D.线框穿出磁场与进入磁场过程产生的焦耳热相等3.[多选]如图所示,x轴上方第一象限和第二象限分别有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度大小相同,现有四分之一圆形线框。
〃乂绕。
点逆时针匀速转动,若规定线框中感应电流/顺时针方向为正方向,从图示时刻开始计时,则感应电流I及ON边所受的安培力大小F随时间t的变化示意图正确的是()A BCD4.[多选]匀强磁场方向垂直纸面,规定垂直纸面向里的方向为正方向,磁感应强度B随时间t的变化规律如图甲所示.在磁场中有一细金属圆环,圆环平面位于纸面内,如图乙所示.令11、12、13分别表示Oa、ab、bc段的感应电流工、力、力分别表示感应电流为11、12、13时,金属环上很小一段受到的安培力.则()A.11沿逆时针方向,12沿顺时针方向B.12沿逆时针方向,13沿顺时针方向C f1方向指向圆心石方向指向圆心D外方向背离圆心向外右方向指向圆心5.[多选]如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里, 质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场,当AC刚进入磁场时线框的速度大小为%方向与磁场边界所成夹角为45°,若线框的总电阻为凡则()A.线框穿进磁场的过程中,框中电流的方向为D T C T B T A T DB AC刚进入磁场时线框中感应电流为一,镇铲。
完整版高三物理总复习名师《电磁感应经典训练题》含答案Word文档
高三物理总复习名师优选《电磁感觉经典训练题》大连市物理名师工作室门贵宝一.单项选择题1. 一闭合导线环垂直置于匀强磁场中,若磁感觉强度随时间变化如左图所示,则环中的感觉电动势变化状况是: ( A )2, 以以以下图 , 两个互连的金属圆环 , 粗金属环的电阻为细金属环电阻的二分之一. 磁场垂直穿过粗金属环所在地域. 当磁场的磁感觉强度随时间均匀变化时, 在粗环内产生的感觉电动势为ε,则 a、 b 两点间的电势差为(C).( A ) 1( B )1( C)2( D) ε2333.以以以下图,匀强磁场方向竖直向下,磁感觉强度大小为B,在磁场中水平固定一个 V 字形金属框架 CAD,已知∠ A=θ,导体棒 MN 在框架上从 A 点开始在外力 F 作用下,沿垂直 MN 方向以速度 v 匀速向右平移,平移过程中导体棒和框架素来接触优异,且构成等腰三角形回路。
已知导体棒与框架的资料和横截面积均同样,其单位长度的电阻均为R,导体棒和框架均足够长,导体棒运动中素来与磁场方向垂直。
关于回路中的电流I、电功率 P、经过导体棒横截面的电荷量q 和外力 F 这四个物理量随时间t 的变化图象,以以下图象中正确的选项是( AD )4. 以以以下图,水平圆滑 U 形框架串入一个电容器,横跨在框架上的金属棒ab 在外力作用下,以速度 v 向右运动一段距离后忽然停止运动,金属棒停止后,不再受图以外物体的作用,导轨足够长,则此后金属棒的运动状况是:(D)A.向右作初速度为零的匀加快运动B.向右作出速度为零的匀加快运动,此后又作减速运动C.在某一地点周边振动D.向右先作加快度逐渐减小加快运动,后作匀速运动5. 以以以下图,一根长为 L 的细铝棒用两个劲度系数为 k 的轻弹簧水平川悬挂在匀强磁场总,磁场方向垂直纸面向里,当铝棒中经过的电流I 从左向右时,弹簧缩短x;当电流反向且强度不变时,弹簧伸长x,则该磁场的磁感觉强度是:(A)A. 2k x/ILB. 2IL/k xC. k x/ILD. kIL/6.以以以下图,线框内有方向正交的匀强电场和匀强磁场,一离子束1垂直于电场和磁场方向飞入此地域,恰好做匀速直线运动,从 O 点此地域,假如仅有电场,离子将从 a 点飞离此地域,经历时间为t1,飞离速度为 v1;假如仅有磁场,离子将从 b 点飞离此地域,经历时间为t2,飞离速度为v2,则以下说法正确的选项是:(A)A.v1>v 2B. aO>BoC. t1>t2D. 以上均不正确7.将一条形磁铁分两次插入一闭合线圈中,两次插入的时间比是2:1,则两次:( C )A.产生的感觉电动势之比是2:1B.产生的电热之比是2:1C.经过导线横截面的电量之比是1:1D.产生的电功率之比是4:1二.多项选择题14.一电子在匀强磁场中,以一正电荷为圆心在一圆轨道上运动,磁场方向垂直于运动平面,电子所受电场力恰好是洛仑兹力的3 倍,电子电量为 e,质量为 m,磁感觉强度为 B,那么电子运动的角速度可能:( AC )A.4Be/mB. 3Be/mC.2Be/mD. Be/m15.以下单位与磁感觉强度的单位T 相当的是: (ABCD )A.Wb/m 2B. kg/A.s 2 D.216.一金属圆环所围面积为 S,电阻为 R,放在磁场中,让磁感线垂直穿过金属环所在平面,若在t 时间内磁感觉强度的变化量为 B ,则经过金属环的电量和下面物理量有关的是:( BCD)A.t 的长短B. R 的大小C. S 的大小D. B 的大小17.以以以下图,正方形容器处在匀强磁场中,一束电子从 a 孔沿水平方向垂直射入容器内的匀强磁场中,结果一部分电子从小孔 c 射出,一部分电子从小孔d 射出,则从c、 d 两孔射出的电子:(ABD)A.速度之比 v c:v d=2:1B.在容器中运动时间之比 t c:t d=1:2C.在容器中运动的加快度大小之比a c:a d= 2 :1D.在容器中运动的加快度大小之比 a :a =2:1c d18.半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为 R0。
高三物理二轮专题复习第10讲 电磁感应
第10讲电磁感应1.(2018·全国卷Ⅰ·17)如图1,导体轨道OPQS 固定,其中PQS 是半圆弧,Q 为半圆弧的中点,O 为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM 是有一定电阻、可绕O 转动的金属杆,M 端位于PQS 上,OM 与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B .现使OM 从OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B ′(过程Ⅱ).在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM 的电荷量相等,则B ′B等于( )图1A.54B.32C.74D .2 【考点定位】 电磁感应、法拉第电磁感应定律【点评】 应用二级结论:q =n ΔΦR可快速解题,重点是磁通量的计算【难度】 中等 [答案] B[解析] 在过程Ⅰ中,根据法拉第电磁感应定律,有 E 1=ΔΦ1Δt 1=B ⎝⎛⎭⎫12πr 2-14πr 2Δt 1根据闭合电路欧姆定律,有I 1=E 1R 且q 1=I 1Δt 1在过程Ⅱ中,有E 2=ΔΦ2Δt 2=(B ′-B )12πr 2Δt 2I 2=E 2Rq 2=I 2Δt 2又q 1=q 2,即B ⎝⎛⎭⎫12πr 2-14πr 2R =(B ′-B )12πr 2R所以B ′B =32.2.(多选)(2018·全国卷Ⅰ·19)如图2,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是( )图2A .开关闭合后的瞬间,小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动B .开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N 极指向垂直纸面向里的方向C .开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N 极指向垂直纸面向外的方向D .开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动 【考点定位】 互感现象、电磁感应条件、楞次定律、安培定则 【难度】 中等 [答案] AD[解析] 根据安培定则,开关闭合时铁芯中产生水平向右的磁场,开关闭合后的瞬间,根据楞次定律,直导线上将产生由南向北的电流,直导线上方的磁场垂直纸面向里,故小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动,A 项正确;开关闭合并保持一段时间后,直导线上没有感应电流,故小磁针的N 极指北,B 、C 项错误;开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,根据楞次定律,直导线上将产生由北向南的电流,这时直导线上方的磁场垂直纸面向外,故小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动,D 项正确.3.(2018·全国卷Ⅱ·18)如图3,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l ,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下.一边长为32l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动.线框中感应电流i 随时间t 变化的正确图线可能是( )图3【考点定位】右手定则、楞次定律、电磁感应图象问题【难度】中等[答案] D[解析]设线框中只有一边切割磁感线时产生的感应电流为i.分析知,只有选项D 符合要求.4.(多选)(2018·全国卷Ⅲ·20)如图4(a),在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ,R 在PQ 的右侧.导线PQ 中通有正弦交流电i ,i 的变化如图(b)所示,规定从Q 到P 为电流正方向.导线框R 中的感应电动势( )图4A .在t =T4时为零B .在t =T2时改变方向C .在t =T2时最大,且沿顺时针方向D .在t =T 时最大,且沿顺时针方向【考点定位】 交变电流图象问题、法拉第电磁感应定律、楞次定律【点评】 由电流变化的图象分析出通过R 的磁通量的变化规律,判断出其斜率大小对应感应电动势大小 【难度】 中等 [答案] AC[解析] 在t =T 4时,交流电图线斜率为0,即磁场变化率为0,由E =ΔΦΔt =ΔBΔt S 知,E =0,A项正确;在t =T 2和t =T 时,图线斜率最大,在t =T2和t =T 时感应电动势最大.在T 4到T2之间,电流由Q 向P 减弱,导线在R 处产生垂直纸面向里的磁场,且磁场减弱,由楞次定律知,R 产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里,即R 中感应电动势沿顺时针方向,同理可判断在T 2到3T 4时,R 中电动势也为顺时针方向,在34T 到T 时,R 中电动势为逆时针方向,C 项正确,B 、D 项错误.5.(2017·全国卷Ⅰ·18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM 的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图5所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是( )图5【考点定位】电磁阻尼、电磁感应条件【点评】与科学仪器结合、情景新颖【难度】较易[答案] A6.(2016·全国卷Ⅲ·25)如图6所示,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,磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt,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B0,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t0时刻恰好以速度v0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:图6(1)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)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. 【考点定位】 法拉第电磁感应定律、磁通量的计算【点评】 虽然是双电源问题,但题目引导学生从总磁通量的变化角度去解题 【难度】 中等 [答案] (1)kt 0SR(2)B 0l v 0(t -t 0)+kSt (B 0l v 0+kS )B 0lR[解析] (1)在金属棒未越过MN 之前,穿过回路的磁通量的变化量为ΔΦ=ΔBS =k ΔtS ① 由法拉第电磁感应定律有E =ΔΦΔt ②由欧姆定律得i =ER ③由电流的定义得i =ΔqΔt ④联立①②③④式得|Δq |=kSRΔt ⑤由⑤式得,在t =0到t =t 0的时间间隔内即Δt =t 0,流过电阻R 的电荷量q 的绝对值为|q |=kt 0SR⑥(2)当t >t 0时,金属棒已越过MN .由于金属棒在MN 右侧做匀速运动,有F =F 安⑦式中,F 是外加水平恒力,F 安是金属棒受到的安培力.设此时回路中的电流为I ,F 安=B 0lI ⑧ 此时金属棒与MN 之间的距离为s =v 0(t -t 0)⑨ 匀强磁场穿过回路的磁通量为Φ′=B 0ls ⑩ 回路的总磁通量为Φt =Φ+Φ′⑪ 其中Φ=B 1S =ktS ⑫由⑨⑩⑪⑫式得,在时刻t (t >t 0),穿过回路的总磁通量为Φt =B 0l v 0(t -t 0)+kSt ⑬ 在t 到t +Δt 的时间间隔内,总磁通量的改变量ΔΦt 为 ΔΦt =(B 0l v 0+kS )Δt ⑭由法拉第电磁感应定律得,回路感应电动势的大小为 E t =ΔΦt Δt⑮由欧姆定律得I =E tR⑯联立⑦⑧⑭⑮⑯式得,F =(B 0l v 0+kS )B 0lR.选择题中的考查重点在于产生感应电流的条件、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律的基本应用,往往结合图象、电路、历史中的著名实验、现代科技中的应用等创设新情景,总体难度不大.计算题在2013全国卷Ⅰ、2014全国卷Ⅱ、2016全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等年份出现过,一般考查电磁感应定律的应用,与力学问题结合时一般是匀速或静止时的平衡问题,较简单. 2013年的与电容器充电过程相结合较难,除外考点1 楞次定律与电磁感应定律的应用1.楞次定律中“阻碍”的主要表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”; (2)阻碍相对运动——“来拒去留”;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”; (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”. (5)感应电流产生的“结果”阻碍引起感应电流的“原因”. 2.求感应电动势大小的五种类型 (1)磁通量变化型:E =n ΔΦΔt .(2)磁感应强度变化型:E =nS ΔBΔt .(3)面积变化型:E =nB ΔSΔt .(4)平动切割型:E =Bl v (v ⊥B ). (5)转动切割型:E =12Bl 2ω.注意:公式E =nS ΔB Δt 中的ΔBΔt 等于B -t 图象的斜率.3.电磁感应现象中的电源与电路(1)产生感应电动势的那部分导体相当于电源. (2)在电源内部电流由负极流向正极.(3)电源两端的电压为路端电压.(多选)(2018·湖南省常德市期末检测)2017年9月13日,苹果在乔布斯剧院正式发布旗下三款iPhone新机型,除了常规的硬件升级外,三款iPhone还支持快充和无线充电.图7甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的受电线圈示意图,已知线圈匝数n=100、电阻r=1 Ω、横截面积S=1.5×10-3m2,外接电阻R=7 Ω.线圈处在平行于线圈轴线的匀强磁场中,磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示,则()图7A.在t=0.01 s时通过R的电流发生改变B.在t=0.01 s时线圈中的感应电动势E=0.6 VC.在0~0.02 s内通过电阻R的电荷量q=1.5×10-3 CD.在0.02~0.03 s内R产生的焦耳热为Q=1.8×10-3 J[答案]BC[解析]根据楞次定律可知,在0~0.01 s内电流方向和在0.01~0.02 s内电流方向相同,故A 错误;根据法拉第电磁感应定律可知: E =n ΔΦΔt =n ΔBS Δt =100×4×1.5×10-3 V =0.6 V ,故B 正确;在0~0.02 s 内,产生的感应电流为 I =E R +r =0.67+1A =0.075 A , 电荷量为q =It =0.075×0.02 C =1.5×10-3 C , 故C 正确;在0.02~0.03 s 内,产生的感应电动势为E ′=n ΔΦ′Δt =n ΔB ′SΔt =100×8×1.5×10-3 V =1.2 V ,产生的感应电流为I ′=E ′R +r =1.27+1A =0.15 A ,R 上产生的焦耳热为Q =I ′2Rt =0.152×7×0.01 J =1.575×10-3 J ,故D 错误.(多选)(2018·江西省仿真模拟)如图8甲,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为其正方向.螺线管与导线框abcd 相连,导线框内有一小金属圆环L ,圆环与导线框在同一平面内.当螺线管内的磁感应强度B 随时间按图乙所示规律变化时( )图8A.在t1~t2时间内,L有收缩趋势B.在t2~t3时间内,L有扩张趋势C.在t2~t3时间内,L内有逆时针方向的感应电流D.在t3~t4时间内,L内有顺时针方向的感应电流[答案]AD[解析]据题意,在t1~t2时间内,外加磁场磁感应强度增加且图线切线的斜率在增加,则在导线框中产生沿顺时针方向增加的电流,该电流产生增加的磁场,该磁场通过圆环,在圆环内产生感应电流,根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势,故选项A正确;在t2~t3时间内,外加磁场均匀变化,在导线框中产生稳定电流,该电流产生稳定磁场,该磁场通过圆环时,圆环中没有感应电流,故选项B、C错误;在t3~t4时间内,外加磁场向下减小,且图线切线的斜率也减小,在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流,该电流激发出向内减小的磁场,故圆环内产生顺时针方向的感应电流,选项D正确.1.(多选)(2018·湖北省武汉市调研)如图9甲所示,在足够长的光滑的斜面上放置着金属线框,垂直于斜面方向的匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定垂直斜面向上为正方向).t=0时刻将线框由静止释放,在线框下滑的过程中,下列说法正确的是()图9A.线框中产生大小、方向周期性变化的电流B.MN边受到的安培力先减小后增大C.线框做匀加速直线运动D.线框中产生的焦耳热等于其机械能的损失[答案]BC[解析]穿过线框的磁通量先向下减小,后向上增加,则根据楞次定律可知,感应电流方向不变,选项A错误;因B的变化率不变,则感应电动势不变,感应电流不变,而B的大小先减小后增加,根据F=BIL可知,MN边受到的安培力先减小后增大,选项B正确;因线框平行的两边电流等大反向,则整个线框受的安培力为零,则线框下滑的加速度不变,线框做匀加速直线运动,选项C正确;因安培力对线框做功为零,斜面光滑,则线框的机械能守恒,选项D错误.2.(2018·闽粤期末大联考)如图10所示,Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒,ab和cd用导线连成一个闭合回路,当ab棒向左运动时,cd棒受到向下的磁场力.则有()图10A.由此可知d电势高于c电势B.由此可知Ⅰ是S极C.由此可知Ⅰ是N极D.当cd棒向下运动时,ab棒不受到向左的磁场力[答案] B[解析]cd棒受到的安培力向下,由左手定则可知,cd棒中电流方向是:由c指向d,所以c 点的电势高于d点的电势,故A错误;ab中的电流由b流向a,ab棒向左运动时,由右手定则可知,ab棒所处位置磁场方向竖直向上,则Ⅰ是S极,Ⅱ是N极,故B正确,C错误;当cd棒向下运动时,ab棒中电流方向由a流向b,故ab棒受到向左的磁场力,故D错误.考点2电磁感应中的图象问题1.磁场变化产生感应电动势或感应电流时一般由B-t图象或Φ-t图象,判断I-t或E-t关系(1)注意正方向的规定.(2)B-t图象、Φ-t图象的斜率不变时,E、I大小方向不变;反之电流、电动势恒定时,B(Φ)随时间均匀变化.(3)安培力大小与B、I、L有关,当I、L不变,B随时间均匀变化时安培力随时间均匀变化.2.导体棒、线框切割磁感线时有效切割长度:导体首尾连线在垂直磁场、垂直切割速度方向上的投影长度.(多选)(2018·江西师范大学附中三模)如图11所示,abcd为一边长为l的正方形导线框,导线框位于光滑水平面内,其右侧为一匀强磁场区域,磁场的边界与线框的cd边平行,磁场区域的宽度为2l,磁感应强度为B,方向竖直向下.线框在一垂直于cd边的水平恒定拉力F作用下沿水平方向向右运动,直至通过磁场区域.cd边刚进入磁场时,线框开始匀速运动,规定线框中电流沿逆时针时方向为正,则导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,a、b两端的电压U ab及导线框中的电流i随cd 边的位移x变化的图线可能是()图11[答案]BD[解析]线框的cd边刚进入磁场时做匀速运动,则整个线框进入磁场时速度不变,根据楞次定律知产生逆时针方向的电流,为正方向,电动势大小E=Bl v,此时ab两端的电压为U ab=14Bl v,当线框全部进入磁场时,线框内无感应电流,此时线框做匀加速运动,ab两端的电压为U ab=Bl(v+at),线框cd边刚出磁场后的瞬间,ab两端的电压为cd边即将出磁场前瞬,且逐渐减小,对比图象可知,A错误,B正确;当线圈的cd边出磁场时,间ab两端电压的34电流为顺时针方向,由于此时安培力大于外力F,故此时线框做减速运动,且加速度逐渐减小,电流-位移图象切线的斜率减小,逐渐趋近于开始进入磁场时的电流大小,C错误,D 正确.(多选)(2018·福建省厦门市质检)如图12所示,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向垂直斜面向上,磁场的宽度为2L.一边长为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场瞬间和刚越过MN穿出磁场瞬间速度刚好相等.从ab边刚越过GH处开始计时,规定沿斜面向上为安培力的正方向,则线框运动的速率v与线框所受安培力F随时间变化的图线中,可能正确的是()图12[答案] AC[解析] 根据楞次定律可得线框进入磁场的过程中电流方向为顺时针;根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势E =BL v ,感应电流I =BL v R ,产生的安培力大小为F =BIL =B 2L 2v R,随速度变化而变化,ab 边刚越过GH 进入磁场瞬间和刚越过MN 穿出磁场瞬间速度刚好相等,可能的运动情况有两种,一是进磁场时匀速,完全进入磁场后做匀加速直线运动,但出磁场过程中,做加速度逐渐减小的减速运动,二是进磁场时做加速度逐渐减小的减速运动,完全进入磁场后做匀加速运动,出磁场时做加速度逐渐减小的减速运动,结合图象知A 正确,B 错误;根据左手定则可得线框进入磁场的过程中安培力方向沿斜面向上,为正,且F =BIL =B 2L 2v R,线框完全进入磁场后,线框所受安培力为零;出磁场的过程中安培力方向沿斜面向上,且出磁场时的安培力可能等于进入磁场时的安培力,所以C 正确,D 错误.3.(2018·河北省张家口市上学期期末)一正三角形导线框ABC(高为a)从如图13所示的位置沿x轴正方向匀速穿过两匀强磁场区域.两磁场区域磁感应强度大小均为B、磁场方向相反且均垂直于平面、宽度均为a.则感应电流I与线框移动距离x的关系图线可能是(以逆时针方向为感应电流的正方向)()图13[答案] C[解析]当线框移动距离x在0~a范围,线框穿过左侧磁场时,根据楞次定律,感应电流方向为逆时针,为正值,故B错误;当线框移动距离x在a~2a范围,线框穿过两磁场分界线时,三角形导线框左侧在左边磁场中切割磁感线,有效切割长度逐渐增大,产生的感应电动势E1增大,三角形导线框右侧在右边磁场中切割磁感线,产生的感应电动势E2增大,两个电动势方向一致,总电动势E=E1+E2增大,感应电流增大,故A错误;当线框移动距离x 在2a~3a范围,线框穿过右侧磁场时,根据楞次定律,感应电流方向为逆时针,为正值,故C正确,D错误.考点3 电磁感应中的动力学与能量问题1.电磁感应与动力学综合题的解题策略(1)做好电路分析,明确电源与外电路,可画等效电路图.(2)做好受力分析,把握安培力的特点,安培力大小与导体棒速度有关,一般在牛顿第二定律方程里讨论,v 的变化影响安培力大小,进而影响加速度大小,加速度的变化又会影响v 的变化.(3)做好运动过程分析:注意导体棒进入磁场或离开磁场时的速度是否达到“收尾速度”.2.电磁感应中能量的三种求解方法(1)利用克服安培力做功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功. 其他形式的能量――――――→克服安培力做功电能――――→电流做功焦耳热或其他形式的能量(2)利用能量守恒定律求解:若只有电能和机械能参与转化,则机械能的减少量等于产生的电能.(3)利用电路的相关公式——电功公式或电热公式求解:若通过电阻的电流是恒定的或电流的有效值已知,则可直接利用电功公式或焦耳定律求解焦耳热.特别提醒:注意区分回路中某个元件的焦耳热和回路总焦耳热,不能混淆. (2018·河北省张家口市上学期期末)如图14所示,两根半径为r 的四分之一圆弧轨道间距为L ,其顶端a 、b 与圆心处等高,轨道光滑且电阻不计,在其上端连有一阻值为R 的电阻,整个装置处于辐向磁场中,圆弧轨道所在处的磁感应强度大小均为B .将一根长度稍大于L 、质量为m 、电阻为R 0的金属棒从轨道顶端ab 处由静止释放.已知当金属棒到达图示的cd 位置(金属棒与轨道圆心连线和水平面夹角为θ)时,金属棒的速度达到最大;当金属棒到达轨道底端ef 时,对轨道的压力为1.5mg .求:图14(1)当金属棒的速度最大时,流经电阻R 的电流大小和方向;(2)金属棒滑到轨道底端的整个过程中流经电阻R 的电荷量.(3)金属棒滑到轨道底端的整个过程中电阻R 上产生的热量.[答案] (1)mg cos θBL电流方向为a →R →b (2)BL πr 2(R +R 0) (3)3mgrR 4(R +R 0)[解析] (1)金属棒速度最大时,在轨道切线方向所受合力为0,则有:mg cos θ=BIL解得:I =mg cos θBL,流经R 的电流方向为a →R →b . (2)金属棒滑到轨道底端的整个过程中,穿过回路的磁通量变化量为:ΔΦ=BS =BL ·πr 2=BL πr 2平均电动势为:E =ΔΦΔt ,平均电流为:I =E R +R 0则流经电阻R 的电荷量:q =I Δt =ΔΦR +R 0=BL πr 2(R +R 0)(3)在轨道底端时,由牛顿第二定律得:F N -mg =m v 2r据题有:F N =1.5mg由能量转化和守恒得:Q=mgr-12m v2=34mgr电阻R上产生的热量为:Q R=RR+R0Q=3mgrR4(R+R0).(2018·广东省广州市4月模拟)如图15,两条间距L=0.5 m且足够长的平行光滑金属直导轨,与水平地面成α=30°角固定放置,磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上,质量m ab=0.1 kg、m cd=0.2 kg 的金属棒ab、cd垂直导轨放在导轨上,两金属棒的总电阻r=0.2 Ω,导轨电阻不计.ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下,沿该斜面以v=2 m/s的恒定速度向上运动.某时刻释放cd,cd向下运动,经过一段时间其速度达到最大.已知重力加速度g=10 m/s2,求在cd 速度最大时,图15(1)abdc回路的电流强度I以及F的大小;(2)abdc回路磁通量的变化率以及cd的速率.[答案](1)5 A 1.5 N (2)1.0 Wb/s 3 m/s[解析](1)以cd为研究对象,当cd速度达到最大时,有:m cd g sin α=BIL①代入数据得:I=5 A由于两棒均沿导轨所在斜面方向做匀速运动,可将两棒看作整体,作用在ab上的外力:F=(m ab+m cd)g sin α②(或对ab:F=m ab g sin α+BIL)代入数据得:F=1.5 N(2)设cd达到最大速度时abdc回路产生的感应电动势为E,根据法拉第电磁感应定律有:E=ΔΦΔt③由闭合电路欧姆定律有:I=Er④联立③④并代入数据得:ΔΦ=1.0 Wb/sΔt设cd的最大速率为v m,cd达到最大速度后的一小段时间Δt内,abdc回路磁通量的变化量:ΔΦ=B·ΔS=BL(v m+v)·Δt⑤回路磁通量的变化率:ΔΦ=BL(v m+v)⑥Δt联立⑤⑥并代入数据得:v m=3 m/s.4.(多选)(2018·广东省茂名市第二次模拟)如图16甲所示,一粗细均匀的单匝正方形铜线框,质量m =1 kg ,放置在光滑绝缘水平面上,两平行虚线间存在与水平面垂直的匀强磁场,磁场边界线与线框ab 边平行.现用垂直于ab 边的水平恒力F 拉动线框,线框到达位置Ⅰ时开始计时,此时线框开始进入匀强磁场,速度v 0=3 m/s ,线框中感应电动势为2 V .在t =3 s 时线框到达位置Ⅱ,线框开始离开匀强磁场,此过程中线框v -t 图象如图乙所示,那么( )图16A .t =0时,ab 间的电压为0.75 VB .恒力F 的大小为0.5 NC .线框进入磁场与离开磁场的过程中线框内感应电流的方向相同D .线框完全离开磁场瞬间的速度大小为2 m/s[答案] BD[解析] t =0时,ab 相当于电源,外电阻为内阻的3倍,ab 间电压应为电动势的34,即U ab =34E =34×2 V =1.5 V ,A 错误;线框进入磁场过程中,穿过线框的磁通量增加,而线框离开磁场过程中,穿过线框的磁通量减小,根据楞次定律可知两个过程中产生的感应电流方向相反,当线框完全进入磁场到刚要穿出磁场过程,即1~3 s 过程中,由于穿过线框的磁通量不变,所以没有感应电流,不受安培力作用,外力F 即为线圈受到的合力,根据牛顿第二定律可得F =ma =1×3-22N =0.5 N ,B 正确,C 错误;因为线框刚要离开磁场时的速度和线框开始进入磁场时速度相等,所以受力情况、运动情况相同,线框刚离开磁场瞬间的速度和刚进入磁场瞬间的速度相等,即为2 m/s ,D 正确.5.(多选)(2018·河南省郑州市第二次质量预测)如图17,MN 和PQ 是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L ,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,固定在水平面上,右端接一个阻值为R 的定值电阻,平直部分导轨左边区域有宽度为d 、方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场,质量为m 、电阻也为R 的金属棒从高为h 处由静止释放,到达磁场右边界处恰好停止.已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中(重力加速度为g )( )图17A .金属棒中的最大电流为Bd 2gh 2RB .金属棒克服安培力做的功为mghC .通过金属棒的电荷量为BdL 2RD .金属棒产生的电热为12mg (h -μd ) [答案] CD[解析] 金属棒下滑过程中,根据动能定理得:mgh =12m v 2,金属棒到达磁场左边界时的速度为v =2gh ,金属棒到达磁场左边界后做减速运动,刚到达磁场左边界时的速度最大,最大感应电动势E =BL v ,则最大感应电流为:I =E R +R =BL 2gh 2R ,故A 错误;金属棒在整个运动过程中,由动能定理得:mgh -W B -μmgd =0-0,克服安培力做的功:W B =mgh -μmgd ,故B 错误;通过金属棒的电荷量为:q =I Δt =ΔΦ2R =BLd 2R,故C 正确;克服安培力做的功转化为焦耳热,电阻与金属棒电阻相等,通过它们的电流相等,则金属棒产生的焦耳热:Q R =12Q =12W B =12mg (h -μd ),故D 正确. 考点4 电磁感应与动量结合的问题(2018·山东省淄博市模拟)如图18所示,一个质量为m 、电阻不计、足够长的光滑U 形金属框架MNQP ,位于光滑绝缘水平桌面上,平行导轨MN 和PQ 相距为L .空间存在着足够大的方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度的大小为B .另有质量也为m 的金属棒CD ,垂直于MN 放置在导轨上,并用一根绝缘细线系在定点A .已知,细线能承受的最大拉力为F T0,CD 棒接入导轨间的有效电阻为R .现从t =0时刻开始对U 形框架施加水平向右的拉力,使其从静止开始做加速度为a 的匀加速直线运动.图18(1)求从框架开始运动到细线断裂所需的时间t 0及细线断裂时框架的瞬时速度v 0大小;。
2023届高考物理二轮专题复习:电磁感应+电容+试题
电磁感应之电容模型模型1无外力充电式(电容器+单棒)例1 两条相互平行的光滑水平金属导轨,电阻不计,匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感应强度为B 。
电容器的电容为C ,击穿电压足够大,开始时电容器不带电。
棒ab 长为L ,质量为m ,电阻为R , 初速度为v 0,金属棒运动时,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。
(1) 请分析电容器的工作状态,导体棒的运动情况,若导轨足够长,求导体棒最终的速度。
(2) 若电容器储存的电能满足 212E CU ,忽略电磁辐射损失,求导体棒ab 在整个过程中产生的焦耳热。
模型2.放电式(电容器+单棒)例2 两条相互平行的光滑水平金属导轨,电阻不计,匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感应强度为B 。
棒ab 长为L ,质量为m ,电阻为R ,静止在导轨上。
电容器的电容为C ,先给电容器充电,带电量为Q ,再接通电容器与导体棒。
金属棒运动时,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。
请分析电容器的工作状态,导体棒的运动情况,若导轨足够长,求导体棒最终的速度。
模型3.有恒力的充电式电容器例3. 水平金属导轨光滑,电阻不计,匀强磁场与导轨垂直,磁感应强度为B 。
棒ab 长为L ,质量为m ,电阻为R ,初速度为零,在恒力F 作用下向右运动。
电容器的电容为C ,击穿电压足够大,开始时电容器不带电。
请分析导体棒的运动情况。
4.模型迁移:(分析方法完全相同,尝试分析吧!)(1)导轨不光滑(2)恒力的提供方式不同,如导轨变成竖直放置或倾斜放置等(3) 电路结构变化1. ( 2017年天津卷12题)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。
电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E ,电容器的电容为C 。
两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l ,电阻不计。
炮弹可视为一质量为m 、电阻为R 的金属棒MN ,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。
首先开关S 接1,使电容器完全充电。
高考物理专题电磁学知识点之电磁感应经典测试题附答案解析
高考物理专题电磁学知识点之电磁感应经典测试题附答案解析一、选择题1.在图中,EF 、GH 为平行的金属导轨,其电阻不计,R 为电阻,C 为电容器,AB 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆.有匀强磁场垂直于导轨平面.若用I 1和I 2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB( )A .匀速滑动时,I 1=0,I 2=0B .匀速滑动时,I 1≠0,I 2≠0C .加速滑动时,I 1=0,I 2=0D .加速滑动时,I 1≠0,I 2≠02.两块水平放置的金属板间的距离为d ,用导线与一个n 匝线圈相连,线圈电阻为r ,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R 与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m 、电荷量+q 的油滴恰好处于静止,则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是A .磁感应强度B 竖直向上且正增强,tφ∆=dmg nq B .磁感应强度B 竖直向下且正增强,tφ∆=dmg nq C .磁感应强度B 竖直向上且正减弱,tφ∆=()dmg R r nqR + D .磁感应强度B 竖直向下且正减弱,tφ∆=()dmgr R r nqR + 3.如图所示,用粗细均匀的铜导线制成半径为r 、电阻为4R 的圆环,PQ 为圆环的直径,在PQ 的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B ,但方向相反,一根长为2r 、电阻为R 的金属棒MN 绕着圆心O 以角速度ω顺时针匀速转动,金属棒与圆环紧密接触。
下列说法正确的是( )A .金属棒MN 两端的电压大小为2B r ωB .金属棒MN 中的电流大小为22B r Rω C .图示位置金属棒中电流方向为从N 到MD .金属棒MN 转动一周的过程中,其电流方向不变4.如图所示,A 、B 两闭合圆形线圈用同样导线且均绕成100匝。
半径A B 2R R =,内有以B 线圈作为理想边界的匀强磁场。
若磁场均匀减小,则A 、B 环中感应电动势A B :E E 与产生的感应电流A B :I I 分别是( )A .AB :2:1E E =;A B :1:2I I =B .A B :2:1E E =;A B :1:1I I =C .A B :1:1E E =;A B :2:1I I =D .A B :1:1E E =;A B :1:2I I =5.如图所示的电路中,电源的电动势为E ,内阻为r ,电感L 的电阻不计,电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值,在0t =时刻闭合开关S ,经过一段时间后,在1t t =时刻断开S ,下列表示灯D 中的电流(规定电流方向A B →为正)随时间t 变化的图像中,正确的是( )A .B .C .D .6.如图所示,两块水平放置的金属板间距离为d ,用导线与一个n 匝线圈连接,线圈置于方向竖直向上的磁场B 中。
高三物理二轮考点典型例题解析专题辅导——电磁感应
高三物理二轮考点典型例题解析专题辅导——电磁感应考点1.电磁感应现象、磁通量、楞次定律例1: (07年崇文一模)如图所示, A 、B 都是很轻的铝环,分别调在绝缘 细杆的两端,杆可绕中间竖直轴在水平面内转动,环A 是闭合的,环B 是断开的。
若用磁铁分别接近这两个圆环,则下面说法正确的是( )A. 图中磁铁N 极接近A 环时,A 环被吸引,而后被推开B. 图中磁铁N 极远离A 环时,A 环被排斥,而后随磁铁运动C .用磁铁N 极接近B 环时,B 环被推斥,远离磁铁运动D .用磁铁的任意一磁极接近A 环时,A 环均被排斥例2:(08年朝阳一模)如图所示,A 、B 为两个闭合金属环挂在光滑的绝缘杆上,其中A 环固定。
现给A 环中分别通以如下图所示的四种电流,其中能使B 环在0~t 1时间内始终具有向右加速度的是( )例3:(07年海淀二模)如图所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流。
现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中的感应电流的方向是( )A .先顺时针后逆时针B .先逆时针后顺时针C .先逆时针后顺时针,然后再逆时针D .先顺时针后逆时针,然后再顺时针 例4:(09年崇文二模)某物理研究小组的同学在实验室中做探究实验。
同学将一条形磁铁放在水平转盘上,如图甲所示,磁铁可随转盘转动,另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边。
当转盘(及磁铁)转动时,引起磁感应强度测量值周期性地变化,该变化的周期与转盘转动周期一致。
测量后,在计算机上得到了如图乙所示的图象。
由实验,同学们猜测磁感应强度传感器内有一线圈,当磁感应强度最大时,穿过线圈的磁通量也最大。
按照这种猜测,下列判断正确的是( )A .感应电流变化的周期为0.1sB .在t =0.1 s 时,线圈内产生的感应电流的方向发生改变C .在t =0.15 s 时,线圈内产生的感应电流的方向发生变化D .在t =0.15 s 时,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值考点2. 法拉第电磁感应定律例1:用均匀导线做成的正方形线框,每边长为0.2米,正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中,如右图示,当磁场以每秒10特斯拉的变化率增强时,线框中点a 、b 两点电势差是( ) A. U ab =0.1伏 B. U ab =-0.1伏 C. U ab =0.2伏 D. U ab =-0.2伏右 左 C例2:如图,设有一导线AC 以速率V 在金属导轨上向右匀速滑动,电路中只有电阻R ,导轨光滑,在AC 通过匀强磁场时,下列物理量中与速率V 成正比的是( ) A. AC 中的电流 B. 磁场作用在AC 上的力C. 电阻R 中产生的热功率D. 电路消耗的总功率例3:(08年宣武一模)如图所示,有一匝接在电容器C 两端的圆形导线回路, 垂直于回路平面以内存在着向里的匀强磁场B,已知圆的半径r =5cm,电容C =20μF ,当磁场B 以4×10-2T /s 的变化率均匀增加时,则( )A. 电容器a 板带正电,电荷量为2π×10-9CB. 电容器a 板带负电, 电荷量为2π×10-9CC. 电容器b 板带正电, 电荷量为4π×10-9CD. 电容器b 板带负电,电荷量为4π×10-9C例4:(09年海淀二模)两块水平放置的金属板问的距离为d ,用导线与一个多匝线 圈相连,线圈电阻为r ,线圈中有竖直方向均匀变化的磁场,其磁通量的变化率为k , 电阻R 与金属板连接,如图所示。
高中物理电磁感应习题及答案解析
高中物理总复习—电磁感应本卷共150分,一卷40分,二卷110分,限时120分钟。
请各位同学认真答题,本卷后附答案及解析。
一、不定项选择题: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,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的不得分.1.图12-2,甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架,乙图除了一个电阻为零、自感系数为L 的线圈外,其他部分与甲图都相同,导体AB 以相同的加速度向右做匀加速直线运动。
若位移相同,则( )A .甲图中外力做功多B .两图中外力做功相同C .乙图中外力做功多D .无法判断2.图12-1,平行导轨间距为d ,一端跨接一电阻为R ,匀强磁场磁感强度为B ,方向与导轨所在平面垂直。
一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻不计。
当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v 滑行时,通过电阻R 的电流强度是( )A .BdvRB .sin Bdv RθC .cos Bdv R θD .sin Bdv R θ3.图12-3,在光滑水平面上的直线MN 左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场空间。
将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v 向右完全拉出匀强磁场。
已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是( )A .所用拉力大小之比为2:1图12-1图12-3B .通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1C .拉力做功之比是1:4D .线框中产生的电热之比为1:24. 图12-5,条形磁铁用细线悬挂在O 点。
O 点正下方固定一个水平放置的铝线圈。
让磁铁在竖直面内摆动,下列说法中正确的是( )A.在磁铁摆动一个周期内,线圈内感应电流的方向改变2次 B .磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用 C .磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D .磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力5. 两相同的白炽灯L 1和L 2,接到如图12-4的电路中,灯L 1与电容器串联,灯L 2与电感线圈串联,当a 、b 处接电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同。
高三物理二轮复习精练(电磁感应完全版)
高三物理二轮复习精练(电磁感应 完全版)59.电磁感应现象。
感应电流的方向,右手定则。
法拉第电磁感应定律。
楞次定律。
229.如图,矩形线框平面跟磁感线方向平行,在下列情况下线圈中有感应电流的是( )A.线框以 ab 为轴转动B.线框垂直纸面向外平动C.线框沿 ab 轴向下移动D.线框绕 cd 轴转动230.如图,矩形线圈匀速向右运动的过程中,能正确反映回路中感应电流随时间变化的是( )231.德国《世界报》曾报道个别西方发达国家正在研制电磁脉冲武器——电磁炸弹,若将一枚原始脉冲功率 10 千兆瓦,频率 5 千兆赫的电磁炸弹在不到 100米的高空爆炸,它将使方圆 400~500 米2 的地面范围内的电场强度达到每米数千伏,使得电网设备、通信设施和计算机的硬盘和软件均遭到破坏。
电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是( )A.电磁脉冲引起的电磁感应现象B.电磁脉冲产生的动能C.电磁脉冲产生的高温D.电磁脉冲产生的强光232.用均匀导线做成的正方形线框,每边长为0.2米,正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀 强磁场中,如右图示,当磁场以每秒10特斯拉的变化率增强时,线框中点a 、b 两点电势差是( )A.U ab =0 . 1伏B.U ab =-0 . 1伏C.U ab =0 . 2伏D.U ab =-0 . 2伏233.如图,abcd 是用粗细均匀的电阻丝围成的长方形闭合线圈,ab 段和cd 段的外表面涂有绝缘漆,ad 、bc 段是裸露的电阻丝,框面处于水平面,硬导线MN 置于ad 、bc上可以无摩擦的滑动,线框处于竖直向下的匀强磁场中,则MN 在外力的作用下由线框的一端向另一端匀速滑动的过程中( ) A.作用在MN 上的外力大小不变 B.MN 中的电流先减小后增大C.MN 两端的电压不变D.作用在MN 上的外力的功率先减小后增大234.一个圆环位于匀强磁场中,圆环平面和磁场方向垂直,匀强磁场方向及大小的变化与时间的关系如图,规定磁场方向垂直纸面向内为正,则( ) A.第1秒和第4秒圆环中的感应电流大小相等B.第2秒和第4秒圆环中的感应电流方向相反C.第4秒圆环中的感应电流大小为第6秒的两倍D.第5秒圆环中的感应电流为顺时针方向235.如图10所示,两个导体圆环的面积相等,处于同一磁场中,已知电容C= 0.lF ,导体环电阻R= 10欧,若磁场以lT/s 均匀地由2T 减小到零。
2019年高三物理二轮练习练习——电磁感应
NS2019年高三物理二轮练习练习——电磁感应注意事项:认真阅读理解,结合历年的真题,总结经验,查找不足!重在审题,多思考,多理解!无论是单选、多选还是论述题,最重要的就是看清题意。
在论述题中,问题大多具有委婉性,尤其是历年真题部分,在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料,明确考察要点,最大限度的挖掘材料中的有效信息,建议考生答题时用笔将重点勾画出来,方便反复细读。
只有经过仔细推敲,揣摩命题老师的意图,积极联想知识点,分析答题角度,才能够将考点锁定,明确题意。
【一】单项选择题〔共10小题,每题3分,共计30分。
每题只有一个选项符合题意。
〕 1、物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用。
下面列举的四种器件中,利用电磁感应原理工作的是〔〕A.回旋加速器B.电磁炉C.质谱仪D.示波管2、将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,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,以下表述正确的选项是〔〕 A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 C.穿过线圈的磁通量变化越快,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3、如下图,竖直放置的长直导线通过直流电流I ,有一矩形线框与导线在同一平面内,在以下情况中线圈中无感应电流的是〔〕A 、导线中电流I 增大的过程B 、电流I 恒定,线框向右平动C 、电流I 恒定,线框以ab 边为轴转动D 、电流I 恒定,线框以直导线为轴转动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.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、如下图,在磁感应强度B=1.2T的匀强磁场中,让导体PQ 在U 型导轨上以速度0υ=10m/s 向右匀速滑动,两导轨间距离L=0.5m ,那么产生的感应电动势的大小和PQ 中的电流方向分别为〔〕 A.0.6V ,由P 向Q B.0.6V ,由Q 向P C.6V ,由P 向Q① O ② ③④D、6V,由Q向P6、如图甲所示,闭合金属线框abcd垂直于匀强磁场中,磁场应强度方向垂直于纸面向里,其大小随时间的变化的图像如图乙所示,设第1s内和第2s内线框中的感应电流分别为I1、I2,磁场对ab边的安培力分别为F1、F2,以下说法正确的选项是〔〕和I2的方向都为顺时针A、IB、F1的方向向左,F2的方向向右C、I1=2I2D、F1、F2大小均不变7、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。
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专题十电磁感应1.法拉第“磁生电”这一伟大的发现引领人类进入了电气时代。
下列实验现象,不属于电磁感应现象的是( )2.物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。
如图所示,她把一个带铁芯的线圈L、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S瞬间,套环立刻跳起。
某同学另找来器材再探究此实验,他连接好电路,经重复实验,线圈上的套环均未动。
对比老师演示的实验,这位同学在实验时可能存在的问题是( )A.电源电压低B.线圈匝数过多C.线圈接在直流电源上D.套环的材料与老师的不同3.如图(a)、(b)所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯A的电阻,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则( )A.电路(a)中,断开S,A将渐渐变暗B.电路(a)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗知识内容考试要求困惑必考加试电磁感应定律b楞次定律c法拉第电磁感应定律d电磁感应现象的两类情况b互感和自感b涡流、电磁阻尼和电磁驱动b导线通电后,其下方的小磁针偏转通电导线AB在磁场中运动金属杆切割磁感线时,电流表指针偏转通电线圈在磁场中转动A B C DC.电路(b)中,断开S,A将渐渐变暗D.电路(b)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗4.如图所示是研究通电自感实验的电路图,A1、A2是两个规格相同的小灯泡,闭合电键调节电阻R,使两个灯泡的亮度相同,调节可变电阻R1,使它们都正常发光,然后断开电键S。
重新闭合电键S,则( )A.闭合瞬间,A1立刻变亮,A2逐渐变亮B.闭合瞬间,A2立刻变亮,A1逐渐变亮C.稳定后,L和R两端电势差一定相同D.稳定后,A1和A2两端电势差一定相同5.左图是用电流传感器(相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路,图中两个电阻的阻值均为R,L是一个自感系数足够大的自感线圈,其直流电阻值也为R。
右图是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后,通过传感器的电流随时间变化图象。
关于这些图象说法正确的是( )A.图甲是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况B.图乙是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况C.图丙是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况D.图丁是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况6.在“探究电磁感应的产生条件”实验中,如图所示,线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈B连接到电流表上,线圈A插在B的里面,下列说法正确的是( )A.开关闭合瞬间,电流表指针发生偏转B.开关断开瞬间,电流表指针不发生偏转C.开关闭合后,将线圈A从B中拔出时,电流表指针不发生偏转D.开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片P时,电流表指针不发生偏转7.在“探究感应电流的方向规律”实验中,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。
各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,正确的是( )8.下图是做“探究电磁感应的产生条件”实验的器材及示意图。
(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。
(2)假设在开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,灵敏电流计的指针向________偏转。
(3)某同学在连接好的电路中做实验。
第一次将螺线管A从螺线管B中快速抽出,第二次将螺线管A从螺线管B中慢慢抽出,发现灵敏电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度________(填“大”或“小”),原因是线圈中的(填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。
9.如图甲所示,在水平面上固定有长L=2m、宽d=1m的金属“U”型导轨,在“U”型导轨右侧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的规律如图乙所示。
在t=0时刻,质量m=0.1kg的导体棒以v0=1m/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μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响。
(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;(3)计算4s内回路产生的焦耳热。
甲乙10.如图所示,光滑水平面上停着一辆小车,车上固定一边长L=0.5m的正方形金属线框abcd,线框平面与纸面重合,总电阻R=0.25Ω,线框和车的总质量M=0.5kg。
在小车右侧有一宽度大于L、具有理想边界的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T,方向垂直纸面向里。
现给小车一水平向右的初速度,使其向右运动并穿过磁场。
已知线框的ab边刚进磁场时,小车的加速度a=10m/s2。
求:(1)线框的ab边刚进磁场时,小车的速度大小;(2)线框穿过磁场的整个过程中,其上产生的焦耳热。
11.如图所示,两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内,间距为L。
导轨上垂直放置两根金属棒ab和cd,质量均为m,电阻均为R。
整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。
开始时ab棒和cd棒均有方向相反的水平初速度,大小分别为v0和2v0。
不计导轨的电阻和摩擦,求:(1)从两棒开始运动到最终稳定的过程中,回路中产生的焦耳热;(2)当ab棒的速度大小为0.5v 0时,cd棒消耗的电功率。
12.如图所示,水平面上固定两根平行导轨MN、PQ,间距为d,并处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。
两根完全相同的金属杆1和2间隔一定距离均垂直放置在导轨上,与导轨接触良好。
已知两金属杆的质量均为m,电阻均为R,导轨光滑且电阻不计。
现给金属杆1一个方向水平向右、大小为I的瞬间冲量。
(1)求金属杆1获得的初速度大小;(2)若金属杆2固定,为使两杆在运动过程中不相碰,求两杆开始放置时的距离至少多大?(3)若金属杆不固定,为使两杆在运动过程中不相碰,求两杆开始放置时的距离至少多大?13.某同学设计一个发电测速装置,工作原理如图所示。
一个半径为R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上。
转轴的左端有一个半径为r=R/3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动。
圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块。
在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。
a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连。
测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度。
铝块由静止释放,下落h=0.3m时,测得U=0.15V。
(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计)(1)测U时,a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”?(2)求此时铝块的速度大小;(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。
mrROABabUω14.为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系,小明设计了如图所示的装置。
半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为l、电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴OO′上,由电动机A带动旋转。
在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场。
另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内,并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触,导轨间距为l,底部接阻值也为R的电阻,处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。
从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接。
当开关S断开,棒cd静止时,弹簧伸长量为x0;当开关S闭合,电动机以某一转速匀速转动,棒cd再次静止时,弹簧伸长量变为x(不超过弹性限度)。
不计其余电阻和摩擦等阻力,求此时(1)通过棒cd的电流I cd;(2)电动机对该装置的输出功率P;(3)电动机转动角速度ω与弹簧伸长量x之间的函数关系。
15.为了提高自行车夜间行驶的安全性,小明同学设计了一种“闪烁”装置。
如图所示,自行车后轮由半径r 1=5.0×10-2m 的金属内圈、半径r 2=0.40m 的金属外圈和绝缘辐条构成。
后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条,每根金属条的中间均串联有一电阻值为R 的小灯泡。
在支架上装有磁铁,形成了磁感应强度B =0.10T 、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁 场,其内半径为r 1、外半径为r 2,张角θ=6。
后轮以角速度ω=2π rad/s 相对于转轴转动。
若不计其它电阻,忽略磁场的绝缘效应。
(1)当金属条ab 进入“扇形”磁场时,求感应电动势E ,并指出ab 上的电流方向; (2)当金属条ab 进入“扇形”磁场时,画出“闪烁”装置的电路图;(3)从金属条ab 进入“扇形”磁场时开始,经计算画出轮子转一圈过程中,内圈与外圈之间电势差U ab 随时间t 变化的图象;(4)若选择的是“1.5V ,0.3A ”的小灯泡,该“闪烁”装置能否正常工作?有同学提出,通过改变磁感应强度B 、后轮外圈半径r 2、角速度ω和张角θ等物理量的大小,优化前同学的设计方案,请给出你的评价。
a br 1Bθ ωr 216.小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=0.50m,倾角θ=53º,导轨上端串接一个R=0.05Ω的电阻。
在导轨间长d=0.56m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0T。
质量m=4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。
CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24m。
一位健身者用恒力F=80N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。
当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置。
重力加速度g=10m/s2,sin53º=0.8,不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量。
求:(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;(2)CD棒进入磁场时所受的安培力F的大小;(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。
17.某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置,如图所示。
竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨,间距为L。
导轨间加有方向垂直导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。
绝缘火箭支撑在导轨间,总质量为m,其中燃料质量为m′,燃料室中的金属棒EF的电阻为R,并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触。
引燃火箭下方的推进剂,迅速推动刚性金属棒CD(电阻可忽略且和导轨接触良好)向上运动,当回路CEFDC面积减少量达到最大值ΔS,用时Δt,此过程激励出强电流,产生电磁推力加速火箭。