安徽省2013年高考物理二轮复习 专题升级训练十二 电磁感应及综合应用专题升级训练卷

1 专题升级训练十二专题升级训练十二 电磁感应及综合应用电磁感应及综合应用 一 选择题 本题共 8 小题 每小题 8 分 共 64 分 在每道小题的四个选项中 只有 一个选项正确 1 2012 安徽期末 如图所示 在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨 导轨 跟固定的大导体矩形环M相连接 导轨上放一根金属导体棒ab 并与导轨紧密接触 磁感线 垂直于导轨所在平面 若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动 则在此过程中M所包围的 固定闭合小矩形导体环N中电流表内 A 有自下而上的恒定电流 B 有自上而下的恒定电流 C 电流方向周期性变化 D 没有感应电流 2 2012 广东模拟 北半球地磁场的竖直分量向下 如图所示 在北京某中学实验室 的水平桌面上 放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd 线圈的ab边沿南北方向 ad边 沿东西方向 下列说法中正确的是 A 若使线圈向东平动 则b点的电势比a点的电势低 B 若使线圈向北平动 则a点的电势比b点的电势低 C 若以ab为轴将线圈向上翻转 则线圈中感应电流方向为a b c d a D 若以ab为轴将线圈向上翻转 则线圈中感应电流方向为a d c b a 3 2012 湖南期末 如图所示 甲是闭合铜线框 乙是有缺口的铜线框 丙是闭合的 塑料线框 它们的正下方都放置一薄强磁铁 现将甲 乙 丙拿至相同高度H处同时释放 各线框下落过程中不翻转 则以下说法正确的是 A 三者同时落地 B 甲 乙同时落地 丙后落地 C 甲 丙同时落地 乙后落地 D 乙 丙同时落地 甲后落地 4 2012 河北衡水中学下学期一调考试 如图所示 水平面内两光滑的平行金属导轨 左端与电阻R相连接 匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内 质量一定的金属棒垂 直于导轨并与导轨接触良好 今对金属棒施加一个水平向右的外力F 使金属棒从a位置开 始向右做初速度为零的匀加速运动 依次通过位置b和c 若导轨与金属棒的电阻不计 ab 与bc的距离相等 关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是 2 A 金属棒通过b c两位置时 外力F的大小之比为 1 2 B 金属棒通过b c两位置时 电阻R的电功率之比为 1 1 C 从a到b和从b到c的两个过程中 通过金属棒横截面的电荷量之比为 1 1 D 从a到b和从b到c的两个过程中 电阻R上产生的热量之比为 1 1 5 2012 甘肃天水一中检测 如图所示 半径为r且水平放置的光滑绝缘的环形管道 内 有一个电荷量为e 质量为m的电子 此装置放在匀强磁场中 其磁感应强度随时间变 化的关系式为B B0 kt k 0 根据麦克斯韦电磁场理论 均匀变化的磁场将产生稳定的 电场 该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力 使其得到加速 设t 0 时刻电子 的初速度大小为v0 方向顺时针 从此开始运动一周后的磁感应强度为B1 则此时电子的速 度大小为 B1re m v2 0 2 r2ke m B0re m v2 0 2 r2ke m A B C D 6 2012 宣城高三模拟 如图甲所示 正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动 磁场方向与线框平面垂直 磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示 t 0 时刻 磁感 应强度的方向垂直纸面向里 图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关 系的是 力的方向规定向左为正方向 3 丙 7 2012 山东潍坊重点中学联考 如图所示 边长为L的正方形线框 从图示位置开 始沿光滑斜面向下滑动 中途穿过垂直于纸面向里 有理想边界的匀强磁场区域 磁场的宽 度大于L 以i表示导线框中的感应电流 从线框刚进入磁场开始计时 取逆时针方向为电 流正方向 以下i t关系图象 可能正确的是 8 2012 四川理综 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 圆环水平固定放置 整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场 磁感应强度 为B 杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动 杆始终有两点与圆环良好接 触 从圆环中心O开始 杆的位置由 确定 如图所示 则 4 0 时 杆产生的电动势为 2Bav 时 杆产生的电动势为Bav 33 0 时 杆受的安培力大小为 2B2av 2 R0 时 杆受的安培力大小为 3 3B2av 5 3 R0 A B C D 二 非选择题 本题共 2 小题 共 36 分 9 16 分 2012 浙江宁波八校联考 如图 顶角为 90 的光滑金属导轨MON固定在 水平面上 导轨MO NO的长度相等 M N两点间的距离l 2 m 整个装置处于磁感应强度 大小B 0 5 T 方向竖直向下的匀强磁场中 一根粗细均匀 单位长度电阻值r 0 5 m 的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下 从MN处以速度v 2 m s 沿导轨向右匀速滑动 导 体棒在运动过程中始终与导轨接触良好 不计导轨电阻 求 1 导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小 2 开始运动后 0 2 s 内通过导体棒的电荷量q 3 导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q 10 20 分 轻质细线吊着一质量为m 0 32 kg 边长为L 0 8 m 匝数n 10 的正方 形线圈 总电阻为r 1 边长为 的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧 如图甲 L 2 所示 磁场方向垂直纸面向里 大小随时间变化如图乙所示 从t 0 开始经t0时间细线开 始松弛 取g 10 m s2 求 1 在前t0时间内线圈中产生的电动势 2 在前t0时间内线圈的电功率 3 t0的值 5 参考答案参考答案 1 D 解析 解析 导体棒匀速向右运动 M中产生稳定的电流 则通过N中的磁通量保持不 变 故N中无感应电流产生 选项 D 正确 2 C 解析 解析 由右手定则知 若使线圈向东平动 线圈的ab边和cd边切割磁感线 c b 点电势高于d a 点电势 故 A 错误 同理知 B 错 若以ab为轴将线圈向上翻转 穿过线圈平面的磁通量将变小 由楞次定律可判得线圈中感应电流方向为 a b c d a C 对 D 错 3 D 解析 解析 甲是铜线框 在下落过程中产生感应电流 所受的安培力阻碍它的下落 故所需的时间长 乙是没有闭合的回路 丙是塑料线框 故都不会产生感应电流 它们做自 由落体运动 故 D 正确 4 C 解析 解析 由v2 2ax可知 金属棒通过b c两位置时 金属棒速度之比为 1 2 产生的感应电流之比为 1 所受安培力之比为 1 由牛顿第二定律可知 外力F的大 22 小之比不是 1 选项 A 错误 由电功率公式P I2R可知 金属棒通过b c两位置时 电 2 阻R的电功率之比为 1 2 选项 B 错误 由法拉第电磁感应定律 闭合电路欧姆定律和电流 定义可得 q R 从a到b和从b到c的两个过程中 相等 所以通过金属棒横 截面的电荷量之比为 1 1 选项 C 正确 由焦耳定律 Q I2Rt qIR 从a到b和从b到c 的两个过程中 电阻R上产生的热量之比为 1 选项 D 错误 2 5 A 解析 解析 由法拉第电磁感应定律 环形管道内产生的感应电动势E k r2 电子运 动一周 感应电场力对电子做功为eE 由动能定理 eE mv2 mv 联立解得电子的速度 1 2 1 22 0 大小为v 正确 错误 电子在磁感应强度为B1的匀强磁场中运动 v2 0 2 r2ke m evB1 mv2 r 解得v 正确 错误 B1re m 6 A 解析 解析 磁场的变化率在 1 s 到 3 s 和在 3 s 到 6 s 分别保持不变 电动势也都不 变 线圈内的电流I大小都保持不变 在t 3 s 时电流方向发生变化 线圈ab边所受安培 力大小F BIL随B的变化而变化 易知选项 A 正确 7 B 解析 解析 边长为L的正方形线框 从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动 若进入磁 场时所受安培力与重力沿斜面方向的分力平衡 则线框做匀速直线运动 感应电流为一恒定 值 完全进入后磁通量不变 感应电流为零 线框做匀加速直线运动 从磁场中出来时 感 应电流方向相反 所受安培力大于重力沿斜面方向的分力 线框做减速运动 感应电流减小 所以选项 B 正确 8 B 解析 解析 0 时 杆在CD位置 产生的电动势为E B 2av 2Bav 通过杆的电 流为I 杆受到的安培力为F BI2a 正确 错 2Bav aR0 2aR0 2Bv R0 2R0 4B2av R0 2R0 误 时 杆切割的有效长度为a 产生的电动势为E Bav 电路的总电阻为 3 R 2 aR0 aR0 aR0 aR0 通过杆的电流为I 杆受到的 3 5 3 Bav R 3Bv 5 3 R0 安培力为F BIa 错误 正确 3B2av 5 3 R0 9 答案 答案 1 2 N 2 0 4 C 3 1 J 解析 解析 1 导体棒开始运动时 回路中产生的感应电动势E Blv 感应电流I E l r Bv r 安培力F安 BIl 由平衡条件得 F F安 联立上式得 F 2 N B2lv r 6 2 由 1 问知 感应电流I 与导体棒切割的有效长度l无关 E l r Bv r 感应电流大小I 2 A Bv r 故 0 2 s 内通过导体棒的电荷量q It 0 4 C 3 设导体棒经t时间沿导轨匀速向右运动的位移为x 则t时刻导体棒切割的有效长度lx l 2x 由 1 问知 导体棒在导轨上运动时所受的安培力 F安 BIlx l 2x B2v r 因安培力的大小F安与位移x成线性关系 故通过导轨过程中导体棒所受安培力的平均 值 安 N 1 N F 2 0 2 产生的焦耳热Q 安 1 J F l 2 10 答