河北省衡水市高考物理专题万卷检测 题八 电磁感应（含解析）.doc

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( )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，pq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 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3如图所示，两根足够长的金属导轨放在xoy坐标平面内，03l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：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r连接。坐标平面内有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( )a bc d4一个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30角，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( ) a将线圈匝数增加1倍 b将线圈面积增加1倍c将线圈半径增加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( )a未知磁场的磁感应强度是b/2b未知磁场的磁感应强度是c 线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为4mgld线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为2mgl6如图所不，一由均匀电阻丝折成的正方形闭合线框abcd，置于磁感应强度方向垂直纸面向外的有界匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，线框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bab边所受安培力的大小相等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v1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 bc d 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 m2，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所示。则以下说法正确的是( ) a在时间05s内，i的最大值为0.1ab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0.01cd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。ab中的导线框为正方形， cd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i随时间t的变化规律符合i-t图象的是( ) 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，阻值为r2=0.10的金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持良好接触。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=5107（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，金属杆放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电路，长宽 回路总电阻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的木块，磁感应强度从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，求回路中的电流强度。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，质量分别为和的两金属棒l1、l2平行的搁在光滑导轨上，现固定棒l1，l2在水平恒力f=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。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=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所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=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=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为=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；(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。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6.010-3kg电阻为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/s2，试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值r2。万卷物理答案专题八 电磁感应1.bd 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，由题意可知：,综上可得。故d项正确。4.cd 5.bc 【解析】 线框下落h时的速度为，且在第一个匀强磁场中有。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场时，线框进人下一个未知磁场时又有：，所以,b正确；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，根据楞次定律及右手定则可判断出感应电流方向相同，选项a错误；根据及f=bil可得，则速度不同ab边所受安培力的大小不同，选项b错误；由可知速度不同，线框中产生的焦耳热不同，选项c错误；根据可知通过电阻丝某横截面的电荷量与速度无关，选项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，线圈将向后移动一段距离，若不是闭合线圈不受安培力，不会移动，由此可判断a.d两项正确。8. b 【解析】金属板折成“”形的金属槽放在磁感应强度为b的匀强磁场中，并以速率v1向右匀速运动时，左板将切割磁感线，上.下两板间产生电势差，由右手定则可判断出上板为正，下板为负，微粒做匀速圆周运动，重力等于电场力，方向相反，故有，向心力由洛伦兹力提供，所以,得，周期，故b项正确。9.bc 【解析】 由法拉第电磁感应定律可得：，可得电流大小为，所以电流的大小取决于磁感应强度随时间的变化率大小，由图象可知ts，所以电流的最大值为a，a错误；由图象可知在s内向上的磁通量随磁场的减弱正在减小，由楞次定律可得感应电流产生的磁场方向竖直向上，结合右手定则知感应电流方向为逆时针方向，b正确；设前2s内的平均电流强度为，由法拉第电磁感应定律可得：，电荷量c=0.01c，c正确；第3s内，指的是2s 末到3s末这一秒钟的时间，由图象可知在这一秒钟的时间里磁感应强度不随时间变化，无感应电流，发热功率最小为零，d错误。10.c 【解析】 线框转动90后开始进入磁场，由楞次定律结合右手定则可得，若线框顺时针转动进入磁场时产生的感应电流由o点指向p点为负值，线框逆时针转动进入磁场时产生的感应电流由p 点指向o点为正值，所以b.d错误；线框若为正方形，进入磁场后的一段时间内切割磁感线的有效长度越来越大，产生的电动势不为定值，感应电流不恒定，a错误；线框若为扇形，进入磁场后转动90的时间内切割的有效长度恒为半径，为定值，产生的电动势恒定，电流恒定，c正确。11.（1）金属杆先做加速度变小的加速运动，最终以最大速度匀速运动.设杆匀速运动时速度为v， 将已知数据代入得： （2）设杆匀速运动时c两极板间的电压为u，带电粒子进入圆筒的速率为v.在磁场中作匀速圆周运动的半径为r，由于c与电阻r1并联，据欧姆定律得， 据动能定理有， 带电粒子在磁场中作匀速圆周运动， 由于带电粒子与圆筒壁碰撞时无电量和能量损失，那么每次碰撞前后粒子速度大小不变.速度方向总是沿着圆筒半径方向，4个碰撞点与小孔a恰好将圆筒壁五等分，粒子在圆筒内的轨迹具有对称性，由5段相同的圆弧组成，设每段轨迹圆弧对应的圆心角为，则由几何关系可得： 有两种情形符合题意（如图4所示）：（）情形1：每段轨迹圆弧对应的圆心角为 得： （）情形2：每段轨迹圆弧对应的圆心角为 将数据代式得 12. 0.4 a解析：设磁感应强度是常数，得回路电动势 s是矩形面积回路电流杆受力5s末有可以得到因为若k为负值，则杆向右运动，重物m不可能被提起，故舍去，取解 得。13.（1）（2） 解析：（1）串联，所以渡过的电流所受安培力。故棒 的加速度。 （2）当所受安培力时，棒有最大速度，此时电路中电流为由以上几式得：14.【解析】(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有 代人数据解得：=1s，x=0.5m，导体棒没有进入磁场区域。导体棒在ls末已停止运动，以后一直保持静止，离左端位置