北京市各区2011年高三物理模拟试题分类汇编：选修3-2电磁感应(二).doc

高考资源网（） 您身边的高考专家北京市各区2011年高三物理模拟试题分类汇编：选修3-2电磁感应（二）(2011朝阳期末)abcdabcdv0adbcll如图所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd，其边长为l、质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为。虚线框abcd内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下。开始时金属线框的ab边与磁场的dc边重合。现使金属线框以初速度v0沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场区域的dc边距离为l。在这个过程中，金属线框产生的焦耳热为abcdd（2011房山期末）如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为b，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为l，距磁场区域的左侧l处，有一边长为l的正方形导体线框，总电阻为r，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力f使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势e为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正，外力f向右为正。则以下关于线框中的磁通量、感应电动势e、外力f和电功率p随时间变化的图象正确的是etbvbbtatpdtfc0000d（2011房山期末）如图甲所示， 光滑且足够长的平行金属导轨mn、pq固定在同一水平面上，两导轨间距l=0.3m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻r=0.4。导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度b=0.5t的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。利用一外力f沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将r两端的电压u即时采集并输入电脑，获得电压u随时间t变化的关系如图乙所示。(1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；(2）求第2s末外力f的瞬时功率；甲乙ambqnfrp电压传感器接电脑t/su/v0 0.5 1.0 1.5 2.00.10.2(3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.3j，求回路中定值电阻r上产生的焦耳热是多少。(1）设路端电压为u，金属杆的运动速度为v，则感应电动势e = blv，1分通过电阻r的电流1分电阻r两端的电压u= 1分由图乙可得 u=kt，k=0.10v/s1分解得， 1分因为速度与时间成正比，所以金属杆做匀加速运动，加速度。1分(用其他方法证明也可以,只要得出加速度a=1m/s2即可给6分）(2）在2s末，速度v2=at=2.0m/s， 1分电动势e=blv2，通过金属杆的电流金属杆受安培力 1分设2s末外力大小为f2，由牛顿第二定律， ，1分故2s末时f的瞬时功率 p=f2v21分 p=0.35w 1分 (3) 在2s末， 杆的动能 1分 由能量守恒定律，回路产生的焦耳热 q=w-ek=0.1j 1分 根据 q=i2rt，有1分故在r上产生的焦耳热1分 (2011昌平期末)abcd图3b如图3所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线框abcd，线框平面与磁场垂直。在下列哪种情况，可使线框中产生感应电流a线框沿纸面向右加速运动 b线框垂直纸面向外运动c线框绕ad边转动abcd图6d线框绕过d点与纸面垂直的轴，沿纸面顺时针转动c(2011昌平期末)如图6，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为fb、fc和fd，则afcfbfdbfcfdfb cfcfbfdd fdfcfba(2011昌平期末)穿过某闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图8中的所示，下列说法正确的是 t ot ot ot1 t2 t o图8a图有感应电动势，且大小恒定不变b图产生的感应电动势一直在变大c图在0t1时间内的感应电动势是t1t2时间内感应电动势的2倍d图产生的感应电动势先变大再变小 c(2011昌平期末)sn图13cabd如图13所示，水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈abcd，当一竖直放置的条形磁铁的s极从线圈正上方快速靠近线圈时，流过ab边的电流方向为 ；若线圈始终不动，线圈受到的支持力fn与自身重力间的关系是fn mg（选填“”、“”或“”）。从b到a，(2011昌平期末)（3分）用如图14所示的实验装置研究电磁感应现象当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转下列说法哪些是正确的？ a当把磁铁n极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转b当把磁铁n极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转c保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转d磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转ac(2011昌平期末)（7分）如图17所示，水平u形光滑固定框架，宽度为l=1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m = 0.2kg、电阻r = 0.5，匀强磁场的磁感应强度b = 0.2t，方向垂直框架平面向上。现用f = 1n的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达到5m/s时，求：fbab图17(1）ab棒所受的安培力的大小；(2）ab棒的加速度大小。解：(1)根据导体棒切割磁感线的电动势e=blv (1分）由闭合电路欧姆定律得回路电流 (1分）ab所受安培力 f安= bil = 0.4n (2分） (2)根据牛顿第二定律 (2分）得ab杆的加速度a = = 3m/s2 (1分）(2011东城期末)如图甲所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为b，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中，线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是 dxi3aa-i02ai0o2i0ai3aa-i02ai0oxbi3aa-i02ai0oxcx-2i0i3aa2ai0o乙c(2011东城期末)r1r2a如图所示，某空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，分布在半径为a的圆柱形区域内，两个材料、粗细（远小于线圈半径）均相同的单匝线圈，半径分别为r1和r2，且r1ar2，线圈的圆心都处于磁场的中心轴线上。若磁场的磁感应强度b随时间均匀减弱，已知，则在任一时刻大小两个线圈中的感应电动势之比为 ；磁场由b均匀减到零的过程中，通过大小两个线圈导线横截面的电量之比为 。； (2011东城期末)（12分）如图所示，两根相距为l的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计；一根质量为m、长为l、电阻为r的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为，棒与导轨的接触电阻不计。导轨左端连有阻值为2r的电阻。轨道平面上有n段竖直向下的宽度为a、间距为b的匀强磁场（ab），磁感应强度为b。金属棒初始位于oo处，与第一段磁场相距2a。求：(1）若金属棒有向右的初速度v0，为使金属棒保持v0的速度一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加一个水平向右的拉力。求金属棒不在磁场中受到的拉力f1和在磁场中受到的拉力f2的大小；(2）在（1）的情况下，求金属棒从oo开始运动到刚离开第n段磁场过程中，拉力所做的功；(3）若金属棒初速度为零，现对其施以水平向右的恒定拉力f，使棒进入各磁场的速度都相同，求金属棒从oo开始运动到刚离开第n段磁场整个过程中导轨左端电阻上产生的热量。b2abolr2rbboaaabb(1）金属棒保持v0的速度做匀速运动。金属棒不在磁场中 金属棒在磁场中运动时，电路中的感应电流为i， 由闭合电路欧姆定律 由可得 (4分）(2）金属棒在非磁场区拉力f1所做的功为 金属棒在磁场区拉力f2所做的功为 金属棒从oo开始运动到刚离开第n段磁场过程中，拉力所做的功为 (3分）(3）金属棒进入各磁场时的速度均相同，等于从oo运动2a位移第一次进入磁场时的速度v1，由动能定理有 要保证金属棒进入各磁场时的初速度（设为v1）都相同，金属棒在磁场中做减速度运动，离开磁场后再做加速度运动。金属棒每经过一段磁场克服安培力所做的功都相同，设为w电；棒离开每一段磁场时速度也相同，设为v2。由动能定理有 由可得 整个过程中导轨左端电阻上产生的热量为 (5分） (2011朝阳期末)（8分）如图所示，平行光滑导轨mn和mn置于水平面内，导轨间距为l，电阻可以忽略不计。导轨的左端通过电阻忽略不计的导线接一阻值为r的定值电阻。金属棒ab垂直于导轨放置，其阻值也为r。导轨处于磁感应强度为b、方向竖直向下的匀强磁场中。当金属棒ab在导轨上以某一速度向右做匀速滑动时，定值电阻r两端的电压为u。(1）判断m和m哪端电势高？(2）求金属棒ab在导轨上滑动速度的大小。(1）m端电势高 (2）(2011西城期末)iott/2t图1在图2所示的四个情景中，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。则在图2所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图1所示的是 apobpobbcdpobpob图2c(2011西城期末)（10分）如图所示，矩形单匝导线框abcd竖直放置，其下方有一磁感应强度为b的有界匀强磁场区域，该区域的上边界pp水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直。已知线框ab边长为l1，ad边长为l2，线框质量为m，总电阻为r。现无初速地释放线框，在下落过程中线框所在平面始终与磁场垂直，且线框的ab边始终与pp平行。重力加速度为g。若线框恰好匀速进入磁场，求：(1）dc边刚进入磁场时，线框受安培力的大小f；(2）dc边刚进入磁场时，线框速度的大小；(3）在线框从开始下落到ab边刚进入磁场的过程中，重力做的功w。(1）由于线框匀速进入磁场，所以线框进入磁场时受安培力的大小f=mg 【3分】(2）线框dc边刚进入磁场时， 感应电动势 e=bl1v 【1分】 感应电流 【1分】 dc边受安培力的大小 f=bil1 【1分】又 f=mg解得线框速度的大小 v= 【1分】(3）在线框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中，重力做功w1，根据动能定理得 w1= 【1分】 在线框从dc边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程中，重力做功w2， w2=mgl2 【1分】所以 w=w1 +w2=+mgl2 【1分】（2011丰台期末）k传感器 b如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键k与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球。电键k闭合前传感器上有示数，电键k闭合后传感器上的示数变为原来的一半。则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是a正在增强， b正在增强，c正在减弱， d正在减弱，b（2011丰台期末）如图15所示，宽度为l0.40 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为r=2.0的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为b=0.40 t。一根质量为m=0.1kg的导体棒mn放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=0.50 m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：(1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；(2）作用在导体棒上的拉力的大小及拉力的功率；(3）当导体棒移动50cm时撤去拉力，求整个运动过程中电阻r上产生的热量。vbrmn图15解：（1）感应电动势为 e=blv =0.400.400.5v = 8.010-2v (2分)感应电流为 a = 4.010-2 a (1分) (2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡即有f=bil= 0.404.010-20.4 n =6.410-3n (2分)拉力的功率为 = 6.410-30.50 w = 3.210-3w (1分) (3） 导体棒移动30cm的时间为 = 1.0s (1分) 根据焦耳定律，q1 = i2r t = j = 3.210-3 j (1分)根据能量守恒，q2=j= 1.2510-2 j (1分)电阻r上产生的热量 q = q1+q2 = 3.210-3+1.2510-2j=1.5710-2j (1分)（2011图9石景山期末）某探究性学习小组研制了一种发电装置如图9中甲所示，图乙为其俯视图将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h = 0.5 m、半径 r = 0.2 m