09真题12部分城区模拟试题汇编九电磁感应部分答案

1、九、电磁感应1（2010年）在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈和一个滑动变阻器闭合开关后，调整，使和发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为然后，断开若时刻再闭合，则在前后的一小段时间内，正确反映流过的电流、流过的电流随时间变化的图像是 ( )2、(2009年19)如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出

2、，则粒子bA穿出位置一定在O点下方 B穿出位置一定在O点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小 D在电场中运动时，动能一定减小 3、(2009年)23（18分）单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极和c,a,c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极a、c的间出现感应电东势E，

3、并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。 (1)已知，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小（取3.0）(2)一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法；(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率色变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以E、R。r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻

4、率变化对显示仪表示数的影响。答案：（1）1.0×10-3V（2）见解析（3），见解析4、（2011年）19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线圈的自然系数较大5、（2012年19.）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图，她把一个带铁芯的线圈I、开关S和电源用

5、导终连接起来后.将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某司学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均末动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是A.线圈接在了直流电源上. B.电源电压过高.C.所选线圈的匝数过多， D.所用套环的材料与老师的不同6、（2013朝阳二模）如图1所示，虚线MN、MN为一匀强磁场区域的左右边界，磁场宽度为L，方向竖直向下。边长为l的正方形闭合金属线框abcd，以初速度v0沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动，经过一段时间线框通过了磁场区域。已知l<L，甲、乙两位同学对该过程进行了分析

6、，当线框的ab边与MN重合时记为t=0，分别定性画出了线框所受安培力F随时间t变化的图线，如图2、图3所示，图中S1、S2、S3和S4是图线与t轴围成的面积。关于两图线的判断以及S1、S2、S3和S4应具有的大小关系，下列说法正确的是A图2正确，且S1>S2B图2正确，且S1=S2 C图3正确，且S3>S4D图3正确，且S3=S4图2abBMNPQRLC7、2013海淀二模查漏补缺)17如图2所示，MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂直导轨放置金属棒ab与导轨接触良好。N、Q端接变压器的初级线圈，变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容

7、元件C。在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场，若用IR、IL、Ic分别表示通过R、L和C的电流，则下列判断中正确的是A若IR=0、IL=0、IC=0，则ab棒一定处于静止B若IR0、IL0、IC=0，则ab棒一定做匀速运动C若IR0、IL0、IC=0，则ab棒一定做匀变速运动D若IR0、IL0、IC0，则ab棒一定在某一中心位置附近做简谐运动8、24A(20分) 据报道，北京首条磁悬浮列车运营线路已经完成前期准备工作，正待命开工。磁悬浮列车它的驱动系统可简化为如图12模型：固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN长为l，平行于y轴，宽为d

8、的NP边平行于x轴，如图甲所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为，最大值为B0，即B=B0sin（2），如图乙所示。金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。列车在驱动系统作用下沿Ox方向匀速行驶，速度为v(v<v0)。列车所受总阻力虽然很小但不能忽略。设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略。乙x/mB/T0B0-B02N甲xyzOMPQ图12（1）可以证明，当线框宽度d=/2时，列车可以获得最大驱动力，求驱动力的最大值；（2）由于列车与磁场的相对运

9、动，驱动力大小在随时间变化。写出驱动力大小随时间的变化关系式；（3）为了列车平稳运行，设计方案是在此线框前方合适位置再加一组与线框MNPQ同样的线框M'N'P'Q'，两线框间距离满足一定条件时，列车可以获得恒定的驱动力。求恒定驱动力大小及在两线框不重叠的情况下两组线框的MN与M'N'边的最小距离。（1）为使列车获得最大驱动力，MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的位置，这会使得金属框中感应电动势最大，电流最强，也会使得金属框长边受到的安培力最大。此时线框中总的感应电动势为Em=2B0l（v0-v）相应的，根据闭合电路欧姆定律Im=设此

10、时现况MN边受到的安培力为Fm，根据安培力公式F=BIl最大驱动力Fm=2B0ImlFm=（2）从MN边在x=0处开始计时，MN边到达x坐标处，磁场向右移动了v0t设此时线框中总的感应电动势为e，则e= 2B0l（v0-v）sin（2）相应的，感应电流为i=（v0-v）sin（2）驱动力：F= （v0-v）sin2（2）（3）为了使驱动力不随时间变化，即需要消除牵引力表达式中随时间变化部分，此时只需线框M'N'P'Q'所受力满足F'=（v0-v）cos2（2）从而使得F总=（v0-v）sin2（2）+（v0-v）cos2（2）F总=（v0-v）不随时间变

11、化即MN边受力最大时，M'N'受力最小，而MN边受力最小时，M'N'受力最大，即M'N'边与MN边最少相距3/4 9、（2013年门头沟）23.（18分）图2NSadO2NSO1abcdNM图1图30I有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用。图1中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2 。图2是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是900 。某次测试时，外力使线圈以角速度逆时针匀速转动，电刷端和端接电流传

12、感器，电流传感器记录的图象如图3所示(I为已知量)，取边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻。不计线圈转动轴处的摩擦（1）求线圈在图2所示位置时，产生电动势E的大小，并指明电刷和哪个接电源正极；（2）求闭合电路的总电阻和外力做功的平均功率；（3）为了能够获得更多的电能，依据所学的物理知识，请你提出改进该装置的三条建议解：（1） （1分） （1分） （2分）根据右手定则，M端是电源正极 （1分）（2）电流： （1分） （2分）线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期（1分）外力平均功率 （2分） （1分）（3）增加磁感应强度；增加线圈匝数；增加磁场区域面积； 适当增加线圈面积；变成多组线圈等 （6

13、分）（答对一条2分）10、（2013年丰台二模）22. （16分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距了1 m，导轨平面与水平面成=37°角，下端连接阻值为R2的电阻。磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为0.4T。质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。金属棒沿导轨由静止开始下滑。B(g=10m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8) (1)判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向；(2)求金属棒下滑速度达到5m/s时的加速度大小；(3) 当金属棒下滑速度达到稳

14、定时，求电阻R消耗的功率。11、（西城区2013年高三二模）（16分）如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L0.50m。平行轨道左端接一阻值R=0.50的电阻。轨道处于磁感应强度大小B0.40T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一导体棒ab垂直于轨道放置。导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，速度大小v=5.0m/s，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力。求MabBRFPQN（1）通过电阻R的电流大小I；（2）作用在导体棒上的外力大小F； （3）导体棒克服安培力做功的功率。（1）导

15、体棒ab切割磁感线=1.0V 【3分】由闭合电路的欧姆定律 【3分】（2）导体棒ab受到安培力【2分】由于导体棒ab匀速运动，满足：【2分】所以，作用在导体棒上的外力【2分】（3）导体棒克服安培力的功率【4分】RDCBOtFPQNM图1图212、（2013年西城物理一模）（18分）如图1所示，两根间距为l1的平行导轨PQ和MN处于同一水平面内，左端连接一阻值为R的电阻，导轨平面处于竖直向上的匀强磁场中。一质量为m、横截面为正方形的导体棒CD垂直于导轨放置，棒到导轨左端PM的距离为l2，导体棒与导轨接触良好，不计导轨和导体棒的电阻。（1）若CD棒固定，已知磁感应强度B的变化率随时间t的变化关系式

16、为，求回路中感应电流的有效值I；（2）若CD棒不固定，棒与导轨间最大静摩擦力为fm，磁感应强度B随时间t变化的关系式为B=kt。求从t=0到CD棒刚要运动，电阻R上产生的焦耳热Q；（3）若CD棒不固定，不计CD棒与导轨间的摩擦；磁场不随时间变化，磁感应强度为B。现对CD棒施加水平向右的外力F，使CD棒由静止开始向右以加速度a做匀加速直线运动。请在图2中定性画出外力F随时间t变化的图象，并求经过时间t0，外力F的冲量大小I。l´´´´´´´´´´´´BMNQPv01（2013年东城高三物理第二次综合练习23）如图所示，在质量为M0.99kg的小车上，固定着一个质量为m0.01kg、电阻R1W的矩形单匝线圈MNPQ，其中MN边水平，NP边竖直，MN边长为L=0.1m，NP边长为l0.05m。小车载着线圈在光滑水平面上一起以v010m/s的速度做匀速运动，随后进入一水平有界匀强磁场（磁场宽度大于小车长度）。磁场方向与线圈平面垂直并指向纸内、磁感应强度大小B1.0T。已知线圈与小车之间绝缘，小车长度与线圈MN边长度相同。求：（1）小车刚进入磁场时线圈中感应电流I的大小和方向；（2）小车进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量q；（3）如果磁感应强度大小未知