L单元电磁感应2.doc

2K1L12011江苏物理卷 如图2所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行线框由静止释放，在下落过程中()图2A穿过线框的磁通量保持不变 B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零 D线框的机械能不断增大2K1L12011江苏物理卷 B【解析】 当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化，A错误，B正确；因线框上下两边所处的磁场强弱不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D错误5L12011江苏物理卷 如图5所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计匀强磁场与导轨平面垂直阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好t0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度下列图象正确的是()图5ABCD图65L12011江苏物理卷 D【解析】 当开关S由1掷到2时，电容器开始放电，此时电流最大，棒受到的安培力最大，加速度最大，以后棒开始运动，产生感应电动势，棒相当于电源，利用右手定则可判断棒上端为正极，下端为负极，当棒运动一段时间后，电路中的电流逐渐减小，当电容器极板电压与棒两端电动势相等时，电容器不再放电，电路电流等于零，棒做匀速运动，加速度减为零，所以，B、C错误，D正确；因电容器两极板有电压，由qCU知电容器所带的电荷量不等于零，A错误. 15L22011广东物理卷 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，下列表述正确的是()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15L22011广东物理卷 C【解析】 根据法拉第电磁感应定律EN，感应电动势的大小与线圈的匝数、磁通量的变化率(磁通量变化的快慢)成正比，所以A、B选项错误，C选项正确；因不知原磁场变化趋势(增强或减弱)，故无法用楞次定律确定感应电流产生的磁场的方向，D选项错误19L22011北京卷 某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ()A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大 C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大19L22011北京卷 C【解析】 电路达稳定状态后，设通过线圈L和灯A的电流分别为I1和I2，当开关S断开时，电流I2立即消失，但是线圈L和灯A组成了闭合回路，由于L的自感作用，I1不会立即消失，而是在回路中逐渐减弱并维持短暂的时间，通过回路的电流从I1开始衰减，如果开始I1I2，则灯A会闪亮一下，即当线圈的直流电阻RLRA时，会出现灯A闪亮一下的情况；若RLRA，得I1I2，则不会出现灯A闪亮一下的情况综上所述，只有C项正确19L3 M12011安徽卷 如图111所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动(O轴位于磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为()图111A. B. C. D.【解析】 D线框在磁场中转动时产生感应电动势最大值Em，感应电流最大值Im，在转动过程中It图象如图所示(以逆时针方向为正方向)：设该感应电流的有效值为I，在一个周期T内：I2RTIRT，解得：I，故选项ABC错误，选项D正确6L32011海南物理卷 如图14所示，EOF和EOF为空间一匀强磁场的边界，其中EOEO，FOFO，且EOOF；OO为EOF的角平分线，OO间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里一边长为l的正方形导线框沿OO方向匀速通过磁场，t0时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()图1524L42011四川卷 如图19所示，间距l0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内在水平面a1b1b2a2区域内和倾角37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B10.4 T、方向竖直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场电阻R0.3 、质量m10.1 kg、长为l 的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m20.05 kg的小环已知小环以a6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8.求：(1)小环所受摩擦力的大小；(2)Q杆所受拉力的瞬时功率图19【解析】 (1)设小环受到力的摩擦力大小为f，由牛顿第二定律，有m2gfm2a 代入数据，得f0.2 N(2)设通地K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有fB1I1l 设回路总电流为I，总电阻为R总，有I2I1 R总R 设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有I EB2lvFm1gsinB2Il 拉力的瞬时功率为 PFv联立以上方程，代入数据得P2 W24L42011全国卷 如图16所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好已知某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小； (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率图16【解析】 (1)设小灯泡的额定电流为I0，有PIR由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为I2I0此时金属棒MN所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mgBLI联立式得 B(2)设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得EBLv ERI0 联立式得v22L42011山东卷 如图17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h处磁场宽为3h，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ac表示c的加速度，Ekd表示d的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移图17乙中正确的是()图17【解析】 BD由机械能守恒定律mghmv2可得，c棒刚进入磁场时的速度为，此时c匀速运动；d做自由落体运动；当d进入磁场时，c在磁场中运动的距离为2h，此时，两棒的速度相同，不产生感应电流，两棒的加速度都为g，A项错误，B项正确当c出磁场时，d在磁场中运动的距离为h，此后，c做加速度为g的匀加速运动，d做变减速运动，直到出磁场，根据前面的分析可得，C项错误，D项正确23L4 2011重庆卷 有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图112所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R，绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：图112(1)橡胶带匀速运动速率；(2)电阻R消耗电功率；(3)一根金属条每次经过磁场区克服安培力做的功23. L42011重庆卷 【解析】 (1)设电动势为E，橡胶带运动速率为v.由EBLv，EU 得：v (2)设电功率为P， P (3)设电流强度为I，安培力为F，克服安培力做的功为W. 由：I，FBIL，WFd 得：W图911L42011天津卷 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30角完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m0.02 kg，电阻均为R0.1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止取g10 m/s2，问：(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？ (2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每产生Q0.1 J的热量，力F做的功W是多少？112011天津卷 【解析】 (1)棒cd受到的安培力 FcdIlB 棒cd在共点力作用下平衡，则Fcdmgsin30 由式，代数得I1 A 根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等 FabFcd 对棒ab，由共点力平衡知 Fmgsin30IlB代入数据解得 F0.2 N(3)设在时间t内棒cd产生Q0.1 J热量，由焦耳定律知 QI2Rt设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势 EBlv由闭合电路欧姆定律可知 I 由运动学公式知，在时间t内，棒ab沿导轨的位移 xvt力F做的功 WFx 综合上述各式，代入数据解得 W0.4 J17L42011福建卷 如图15甲所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计图14金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()A运动的平均速度大小为v B下滑位移大小为C产生的焦耳热为qBLv D受到的最大安培力大小为sin23L52011浙江卷 如图甲所示，在水平面上固定有长为L2 m、宽为d1 m的金属“U”形导轨，在“U”形导轨右侧l0.5 m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t0时刻，质量为m0.1 kg的导体棒以v01 m/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g10 m/s2)甲乙(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况；(2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4 s内回路产生的焦耳热【答案】 (1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有 mgma vtv0at xv0tat2导体