河北省衡水市高考物理專題萬卷檢測 題八 電磁感應(yīng)（含解析）.doc

2014年衡水萬卷物理專題八電 磁 感 應(yīng)一、選擇題1磁懸浮高速列車在我國上海已投入正式運(yùn)行如右圖所示就是磁懸浮的原理，圖中a是圓柱形磁鐵，b是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)將超導(dǎo)圓環(huán)b水平放在磁鐵a上，它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵a的上方空中，b中電流俯視為逆時(shí)針，則( )a在b放入磁場的過程中，b中將產(chǎn)生感應(yīng)電流當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失b在b放入磁場的過程中，b中將產(chǎn)生感應(yīng)電流當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在c如a的n極朝上，b中感應(yīng)電流的方向如圖所示d如a的n極朝上，b中感應(yīng)電流的方向與圖中所示的方向相反2如圖所示，接有燈泡l的平行金屬導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場中，一導(dǎo)體桿與兩導(dǎo)軌良好接觸并做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)情況與彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的情況相同圖中o位置對應(yīng)于彈簧振子的平衡位置，pq兩位置對應(yīng)于彈簧振子的最大位移處若兩導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，則( ) a桿由0到p的過程中，電路中電流變大 b桿由p到q的過程中，電路中電流一直變大 c桿通過o處時(shí)，電路中電流方向?qū)l(fā)生改變 d桿通過o處時(shí)，電路中電流最大3如圖所示，兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌放在xoy坐標(biāo)平面內(nèi)，03l為一個(gè)圖形變化周期。兩導(dǎo)軌的直線部分平行于x軸，長度為2l。兩導(dǎo)軌的曲線部分分別滿足：x=1，2,3。且凡相交處均由絕緣表面層相隔，兩導(dǎo)軌左端通過電阻r連接。坐標(biāo)平面內(nèi)有垂直于該平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b，一根平行于y軸的長導(dǎo)體棒沿x軸勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中與兩金屬導(dǎo)軌接觸良好，除r外其余電阻都不計(jì)。測得電阻r在較長時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為q，則導(dǎo)體棒的速度為( )a bc d4一個(gè)n匝的圓形線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面跟磁場方向成30角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，線圈導(dǎo)線的規(guī)格不變，下列方法可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍的是( ) a將線圈匝數(shù)增加1倍 b將線圈面積增加1倍c將線圈半徑增加1倍 d適當(dāng)改變線圈的方向 5如圖所示，abcd是一個(gè)質(zhì)量為m，邊長為l的正方形金屬線框。如從圖示位置自由下落，在下落h后進(jìn)人磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的磁場，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，該磁場的寬度也為l。在這個(gè)磁場的正下方3h+l處還有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度未知，但寬度也為l的磁場，金屬線框abcd在穿過這個(gè)磁場時(shí)也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么下列說法正確的是( )a未知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是b/2b未知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是c 線框在穿過這兩個(gè)磁場的過程中產(chǎn)生的電能為4mgld線框在穿過這兩個(gè)磁場的過程中產(chǎn)生的電能為2mgl6如圖所不，一由均勻電阻絲折成的正方形閉合線框abcd，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直，線框bc邊與磁場左右邊界平行。若將該線框以不同的速率從圖示位置分別從磁場左右邊界勻速拉出至全部離開磁場，在此過程中( )a流過ab邊的電流方向相反bab邊所受安培力的大小相等c線框中產(chǎn)生的焦耳熱相等d通過電阻絲某橫截面的電荷量相等7如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅絲圈，線圈均與傳送帶通過一固定勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于傳送帶，線圈進(jìn)入磁場前等間距排列，穿過磁場后根據(jù)線圈間距，就能夠檢測出不合格線圈，下列分析和判斷正確的是( ) a若線圈閉合，進(jìn)入磁場時(shí)，線圈相對傳送帶向后滑動(dòng)b若線圈不閉合，進(jìn)入磁場時(shí)，線圈相對傳送帶向后滑動(dòng)c從圖中可以看出，第2個(gè)線圈是不合格線圈d從圖中可以看出，第3個(gè)線圈是不合格線圈8如圖所示，用一塊金屬板折成橫截面為 “”形的金屬槽放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，并以速率v1向右勻速運(yùn)動(dòng)，從槽口右側(cè)射入的帶電微粒的速率是v2，如果微粒進(jìn)入槽后恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和周期t分別為( )a bc d 9在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，線圈所圍的面積為0.1 m2，線圈電阻為1。規(guī)定線圈中感應(yīng)電流i的正方向從上往下看是順時(shí)針方向，如圖1所示。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖2所示。則以下說法正確的是( ) a在時(shí)間05s內(nèi)，i的最大值為0.1ab在第4s時(shí)刻，i的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向c前2s內(nèi)，通過線圈某截面的總電荷量為0.01cd第3s內(nèi)，線圈的發(fā)熱功率最大10在下列四個(gè)情景中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。ab中的導(dǎo)線框?yàn)檎叫危?cd中的導(dǎo)線框?yàn)橹苯巧刃?。各?dǎo)線框均繞軸o在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動(dòng)周期均為t。從線框處于圖示位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，以在op邊上從p點(diǎn)指向o點(diǎn)的方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向。則四個(gè)情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律符合i-t圖象的是( ) 二、大題11如圖13所示（俯視），mn和pq是兩根固定在同一水平面上的足夠長且電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌兩導(dǎo)軌間距為l=0.2m，其間有一個(gè)方向垂直水平面豎直向下的勻強(qiáng)磁場b1=5.0t。導(dǎo)軌上nq之間接一電阻r1=0.40，阻值為r2=0.10的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置并與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。兩導(dǎo)軌右端通過金屬導(dǎo)線分別與電容器c的兩極相連。電容器c緊靠著帶小孔a（只能容一個(gè)粒子通過）的固定絕緣彈性圓筒。圓筒內(nèi)壁光滑，筒內(nèi)有垂直水平面豎直向下的勻強(qiáng)磁場b2，o是圓筒的圓心，圓筒的內(nèi)半徑為r=0.40m。（1）用一個(gè)大小恒為10n，平行于mn水平向左的外力f拉金屬桿，使桿從靜止開始向左運(yùn)動(dòng)求：當(dāng)金屬桿最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)桿的速度大小；（2）當(dāng)金屬桿處于（1）問中的勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電容器c內(nèi)緊靠極板且正對a孔的d處有一個(gè)帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)電容器c加速后從a孔垂直磁場b2并正對著圓心o進(jìn)入筒中，該帶電粒子與圓筒壁碰撞四次后恰好又從小孔a射出圓筒。已知粒子的比荷q/m=5107（c/kg），該帶電粒子每次與筒壁發(fā)生碰撞時(shí)電量和能量都不損失，不計(jì)粒子重力和空氣阻力，則磁感應(yīng)強(qiáng)度b2 多大（結(jié)果允許含有三角函數(shù)式）。12如圖所示，金屬桿放在光滑的水平金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌組成閉合矩形電路，長寬 回路總電阻回路處在豎直向上的磁場中，金屬桿用水平繩通過定滑輪連接質(zhì)量的木塊，磁感應(yīng)強(qiáng)度從開始隨時(shí)間均勻增強(qiáng)，5s末木塊將離開水平面，不計(jì)一切摩擦，g取，求回路中的電流強(qiáng)度。13如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩平行導(dǎo)軌pq、mn，pq、mn的電阻不計(jì)，間距為p、m兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度b=0.2t的勻強(qiáng)磁場中.電阻均為，質(zhì)量分別為和的兩金屬棒l1、l2平行的擱在光滑導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒l1，l2在水平恒力f=0.8n的作用下，由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，試求:(1)當(dāng)電壓表的讀數(shù)為u=0.2v時(shí)，棒l2的加速度多大？(2)棒l2能達(dá)到的最大速度。14如圖甲所示，在水平面上固定有長為l=2m寬為d=1m的金屬“u”形導(dǎo)軌，在“u”形導(dǎo)軌右側(cè)=0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時(shí)刻，質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=lm/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為=0.1/m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g=10 m/s2)。 (1)通過計(jì)算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況；(2)計(jì)算4s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；(3)計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。15如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為l，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m有效電阻為r的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為i。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小b；（2）電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大??；（3）流經(jīng)電流表電流的最大值。16圖中mn和pq為豎直方向的兩平行長直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)為0.40m，電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度b為0.50t的勻強(qiáng)磁場垂直。質(zhì)量m為6.010-3kg電阻為1.0的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為3.0的電阻r1。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑，整個(gè)電路消耗的電功率p為0.27w，重力加速度取10m/s2，試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值r2。萬卷物理答案專題八 電磁感應(yīng)1.bd 2.d 3. d 【解析】設(shè)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的最大電流為i ，在彎曲軌道上切割磁感線產(chǎn)生的有效電流為，由題意可知：,綜上可得。故d項(xiàng)正確。4.cd 5.bc 【解析】 線框下落h時(shí)的速度為，且在第一個(gè)勻強(qiáng)磁場中有。當(dāng)線框下落h+2l高度，即全部從磁場中穿出時(shí)，再在重力作用下加速，且進(jìn)入下一個(gè)未知磁場時(shí)，線框進(jìn)人下一個(gè)未知磁場時(shí)又有：，所以,b正確；因?yàn)榫€框在進(jìn)入與穿出磁場過程中要克服安培力做功并產(chǎn)生電能，即全部穿過一個(gè)磁場區(qū)域產(chǎn)生的電能為2mgl，故線框在穿過這兩個(gè)磁場的過程中產(chǎn)生的電能為4mgl，c正確。6. d 【解析】 由于線框被拉出磁場的過程中，穿過線圈的磁通量均減小，根據(jù)楞次定律及右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向相同，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；根據(jù)及f=bil可得，則速度不同ab邊所受安培力的大小不同，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；由可知速度不同，線框中產(chǎn)生的焦耳熱不同，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；根據(jù)可知通過電阻絲某橫截面的電荷量與速度無關(guān)，選項(xiàng)d正確。7. ad 【解析】閉合線圈進(jìn)入和離開磁場區(qū)根據(jù)楞次定律和安培定則可知，線圈將向后移動(dòng)一段距離，若不是閉合線圈不受安培力，不會(huì)移動(dòng)，由此可判斷a.d兩項(xiàng)正確。8. b 【解析】金屬板折成“”形的金屬槽放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，并以速率v1向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，左板將切割磁感線，上.下兩板間產(chǎn)生電勢差，由右手定則可判斷出上板為正，下板為負(fù)，微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力等于電場力，方向相反，故有，向心力由洛倫茲力提供，所以,得，周期，故b項(xiàng)正確。9.bc 【解析】 由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：，可得電流大小為，所以電流的大小取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率大小，由圖象可知ts，所以電流的最大值為a，a錯(cuò)誤；由圖象可知在s內(nèi)向上的磁通量隨磁場的減弱正在減小，由楞次定律可得感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向豎直向上，結(jié)合右手定則知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，b正確；設(shè)前2s內(nèi)的平均電流強(qiáng)度為，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：，電荷量c=0.01c，c正確；第3s內(nèi)，指的是2s 末到3s末這一秒鐘的時(shí)間，由圖象可知在這一秒鐘的時(shí)間里磁感應(yīng)強(qiáng)度不隨時(shí)間變化，無感應(yīng)電流，發(fā)熱功率最小為零，d錯(cuò)誤。10.c 【解析】 線框轉(zhuǎn)動(dòng)90后開始進(jìn)入磁場，由楞次定律結(jié)合右手定則可得，若線框順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入磁場時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流由o點(diǎn)指向p點(diǎn)為負(fù)值，線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入磁場時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流由p 點(diǎn)指向o點(diǎn)為正值，所以b.d錯(cuò)誤；線框若為正方形，進(jìn)入磁場后的一段時(shí)間內(nèi)切割磁感線的有效長度越來越大，產(chǎn)生的電動(dòng)勢不為定值，感應(yīng)電流不恒定，a錯(cuò)誤；線框若為扇形，進(jìn)入磁場后轉(zhuǎn)動(dòng)90的時(shí)間內(nèi)切割的有效長度恒為半徑，為定值，產(chǎn)生的電動(dòng)勢恒定，電流恒定，c正確。11.（1）金屬桿先做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，最終以最大速度勻速運(yùn)動(dòng).設(shè)桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為v， 將已知數(shù)據(jù)代入得： （2）設(shè)桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)c兩極板間的電壓為u，帶電粒子進(jìn)入圓筒的速率為v.在磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，由于c與電阻r1并聯(lián)，據(jù)歐姆定律得， 據(jù)動(dòng)能定理有， 帶電粒子在磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 由于帶電粒子與圓筒壁碰撞時(shí)無電量和能量損失，那么每次碰撞前后粒子速度大小不變.速度方向總是沿著圓筒半徑方向，4個(gè)碰撞點(diǎn)與小孔a恰好將圓筒壁五等分，粒子在圓筒內(nèi)的軌跡具有對稱性，由5段相同的圓弧組成，設(shè)每段軌跡圓弧對應(yīng)的圓心角為，則由幾何關(guān)系可得： 有兩種情形符合題意（如圖4所示）：（）情形1：每段軌跡圓弧對應(yīng)的圓心角為 得： （）情形2：每段軌跡圓弧對應(yīng)的圓心角為 將數(shù)據(jù)代式得 12. 0.4 a解析：設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度是常數(shù)，得回路電動(dòng)勢 s是矩形面積回路電流桿受力5s末有可以得到因?yàn)槿鬹為負(fù)值，則桿向右運(yùn)動(dòng)，重物m不可能被提起，故舍去，取解 得。13.（1）（2） 解析：（1）串聯(lián)，所以渡過的電流所受安培力。故棒 的加速度。 （2）當(dāng)所受安培力時(shí)，棒有最大速度，此時(shí)電路中電流為由以上幾式得：14.【解析】(1)導(dǎo)體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運(yùn)動(dòng)，有 代人數(shù)據(jù)解得：=1s，x=0.5m，導(dǎo)體棒沒有進(jìn)入磁場區(qū)域。導(dǎo)體棒在ls末已停止運(yùn)動(dòng)，以后一直保持靜止，離左端位置