高二電磁感應(yīng)精選習(xí)題附答案

1、1.(2014大綱全國，20，6分)很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放,形成一很長的豎直圓筒。一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置,其下端與圓筒上端開口平齊。讓條形磁鐵從靜止開始下落。條形磁鐵在圓筒中的運動速率()A.均勻增大B.先增大,后減小C.逐漸增大,趨于不變D.先增大,再減小,最后不變答案 1.C解析 1.對磁鐵受力分析可知,磁鐵重力不變,磁場力隨速率的增大而增大,當(dāng)重力等于磁場力時,磁鐵勻速下落,所以選C。2.(2014江蘇，7，3分)如圖所示,在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯,現(xiàn)接通交流電源,過了幾分鐘,杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間,下列措施可行的有()A.增加線圈的匝數(shù)B.

2、提高交流電源的頻率C.將金屬杯換為瓷杯D.取走線圈中的鐵芯答案 2.AB解析 2.該裝置的工作原理是,線圈內(nèi)變化的電流產(chǎn)生變化的磁場,從而使金屬杯體內(nèi)產(chǎn)生渦流,再把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使杯內(nèi)的水發(fā)熱。交流電源的頻率一定時,線圈產(chǎn)生的磁場越強,杯體內(nèi)磁通量變化就越快,產(chǎn)生的渦流就越大,增加線圈的匝數(shù)會使線圈產(chǎn)生的磁場增強,而取走線圈中的鐵芯會使線圈產(chǎn)生的磁場減弱,故A對、D錯。交流電源的頻率增大,杯體內(nèi)磁通量變化加快,產(chǎn)生的渦流增大,故B正確。瓷為絕緣材料,不能產(chǎn)生渦流,故C錯。3.(2014江蘇，1，3分)如圖所示,一正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長為a,線圈平面與勻強磁場垂直,且一半處在磁場中。在t時

3、間內(nèi),磁感應(yīng)強度的方向不變,大小由B均勻地增大到2B。在此過程中,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為()A.B.C.D.答案 3.B解析 3.由法拉第電磁感應(yīng)定律知線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=n=nS=n,得E=,選項B正確。4.(2014四川，6，6分)如圖所示,不計電阻的光滑U形金屬框水平放置,光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上,H、P的間距很小。質(zhì)量為0.2 kg的細金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間,與金屬框接觸良好并圍成邊長為1 m的正方形,其有效電阻為0.1 。此時在整個空間加方向與水平面成30角且與金屬桿垂直的勻強磁場,磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律是B=(0.4-0.2t)T,圖示磁場方向為正

4、方向?？?、擋板和桿不計形變。則()A.t=1 s時,金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到DB.t=3 s時,金屬桿中感應(yīng)電流方向從D到CC.t=1 s時,金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1 ND.t=3 s時,金屬桿對擋板H的壓力大小為0.2 N答案 4.AC解析 4.據(jù)已知B=(0.4-0.2t)T可知t=1 s時,正方向的磁場在減弱,由楞次定律可判定電流方向為由C到D,A項正確。同理可判定B項錯誤。t=1 s時感應(yīng)電動勢E=Ssin 30=0.1 V,I=E/R=1 A,安培力F安=BIL=0.2 N,對桿受力分析如圖對擋板P的壓力大小為FN=FN=F安 cos 60=0.1 N,C項正確。同理可得t

5、=3 s時對擋板H的壓力大小為0.1 N,D項錯誤。5.(2014福建，15，4分)如圖8所示,上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置,小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部,則小磁塊()圖8A.在P和Q中都做自由落體運動B.在兩個下落過程中的機械能都守恒 C.在P中的下落時間比在Q中的長 D.落至底部時在P中的速度比在Q中的大答案 5.C解析 5.小磁塊在銅管中下落時,由于電磁阻尼作用,不做自由落體運動,而在塑料管中不受阻力作用而做自由落體運動,因此在P中下落得慢,用時長,到達底端速度小,C項正確,A、B、D錯誤。6.(2014安徽，20，6分)英國物理學(xué)家麥克斯韋認為,

6、磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。如圖所示,一個半徑為r的絕緣細圓環(huán)水平放置,環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場B,環(huán)上套一帶電荷量為+q的小球。已知磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增加,其變化率為k,若小球在環(huán)上運動一周,則感生電場對小球的作用力所做功的大小是() A.0B.r2qkC.2r2qkD.r2qk 答案 6.D解析 6.變化的磁場使回路中產(chǎn)生的感生電動勢E=S=kr2,則感生電場對小球的作用力所做的功W=qU=qE=qkr2,選項D正確。7.(2014山東，16，6分)如圖,一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi),通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定,導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好。在向右

7、勻速通過M、N兩區(qū)的過程中,導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、FN表示。不計軌道電阻。以下敘述正確的是()A.FM向右 B.FN向左 C.FM逐漸增大 D.FN逐漸減小 答案 7.BCD解析 7.直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在M區(qū)域垂直紙面向外,在N區(qū)域垂直紙面向里,根據(jù)右手定則,導(dǎo)體棒上的感應(yīng)電流在M區(qū)域向下,在N區(qū)域向上,由左手定則判定,在M、N區(qū)域?qū)w棒所受安培力均向左,故A錯誤,B正確;I感=,F安=BI感L=,離直導(dǎo)線越近處B越大,所以FM逐漸增大,FN逐漸減小,C、D正確。8.(2014課標(biāo)全國卷，18，6分)如圖(a),線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上。在ab線圈中通以變化的電流。用示波器測得線圈c

8、d間電壓如圖(b)所示。已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比,則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中,可能正確的是()答案 8.C解析 8.通電線圈中產(chǎn)生的磁場B=kI(k為比例系數(shù));在另一線圈中的磁通量=BS=kIS,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,在另一線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=n,由圖(b)可知,|Ucd|不變,則不變,故不變,故選項C正確。9.(2014課標(biāo)全國卷，14，6分)在法拉第時代,下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中,能觀察到感應(yīng)電流的是()A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化

9、C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化答案 9.D解析 9.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,因線圈中的磁通量沒有變化,故不能觀察到感應(yīng)電流,選項A不符合題意;在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈時,如果通電線圈通以恒定電流,產(chǎn)生不變的磁場,則在另一線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項B不符合題意;在線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表時,磁通量已不再變化,因此也不能觀察到感應(yīng)電流,選項C不符合題意;繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,

10、在給一個線圈通電或斷電的瞬間,線圈產(chǎn)生的磁場變化,使穿過另一線圈的磁通量變化,因此,能觀察到感應(yīng)電流,選項D符合題意。10.（2014重慶楊家坪中學(xué)高三下學(xué)期第一次月考物理試題，5）如圖，在水平面(紙面) 內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、Ac和MN其中ab、ac在a點接觸，構(gòu)成“v” 字型導(dǎo)軌。空間存在垂直于紙面的均勻碰場。用力使MN向右勻速運動，從圖示位置開始計時運動中MN始終與bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸。下列關(guān)于回路中電流i與時間t的關(guān)系圖線可能正確的是（ ）答案 10.5A解析 10.：設(shè)bac=2，單位長度電阻為R0則MN切割產(chǎn)生電動勢E=BLv=Bv2vttan=2Bv2t

11、tan回路總電阻為R(2vttan+) R0vtR0(2tan+) 由閉合電路歐姆定律得：I=，i與時間無關(guān)，是一定值，故A正確，BCD錯誤。11.（2014重慶名校聯(lián)盟高三聯(lián)合考試物理試題，5）如圖所示，電阻不計的豎直光滑金屬軌道PMNQ，其PMN部分是半徑為r的1/4圓弧，NQ部分水平且足夠長，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于PMNQ平面指向紙里. 一粗細均勻的金屬桿質(zhì)量為m，電阻為R，長為r，從圖示位置由靜止釋放，若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，金屬桿與軌道始終保持良好接觸，則（ ） A桿下滑過程機械能守恒 B.可能沿NQ勻速運動C桿從釋放到桿全部滑至水平軌道過程中產(chǎn)生的電能等于D桿從釋放到

12、桿全部滑至水平軌道過程中，通過桿的電荷量等于答案 11.5D解析 11.：桿在下滑過程中，桿與金屬導(dǎo)軌組成閉合回路，磁通量在改變，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，桿將受到安培力作用，則桿的機械能不守恒，故A錯誤；桿最終沿水平面時，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不受安培力作用而做勻速運動，故B錯；桿從釋放到滑至水平軌道過程，重力勢能減小mgr，產(chǎn)生的電能和棒的動能，由能量守恒定律得知：桿上產(chǎn)生的電能小于mgr，故C錯誤；桿與金屬導(dǎo)軌組成閉合回路磁通量的變化量為=B（r2r2），根據(jù)推論q=，得到通過桿的電量為q=，故D正確。64.(安徽省合肥市2014屆高三上學(xué)期第一次質(zhì)量檢測) 如圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩

13、軌道間距，電阻R1；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻均忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得外力F與時間t的關(guān)系如圖所示。求桿的質(zhì)量m和加速度a的大小桿開始運動后的時間t內(nèi)，通過電阻R電量的表達式）用B、R、a、t表示）。答案 64.查看解析解析 64.15. （1）以金屬桿為研究對象，由 解得 由圖線上取兩點坐標(biāo)（0，0.1N）和（10s，0.2N）代入方程解得 （2）從靜止開始運動的t時間內(nèi)桿的位移 穿過回路的磁通量的變化：所以通過電阻R的電量為或： 解得 61.(河南省鄭

14、州市2014屆高中畢業(yè)班第一次質(zhì)量預(yù)測) 如圖所示，兩根平行且光滑的金屬軌道固定在斜面上，斜面與水平面之間的夾角，軌道上端接一只阻值為R=0.4的電阻器，在導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5T，兩軌道之間的距離為L=40cm，且軌道足夠長，電阻不計?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m=3g，有效電阻為r=1.0的金屬桿ab放在軌道上，且與兩軌道垂直，然后由靜止釋放，求： (l) 金屬桿ab下滑過程中可達到的最大速率；(2) 金屬桿ab達到最大速率以后，電阻器R每秒內(nèi)產(chǎn)生的電熱。答案 61.查看解析解析 61.15. 解析：當(dāng)達到最大速率vm時，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin=F安 根據(jù)法

15、拉第電磁感應(yīng)定律，E=BLvm 根據(jù)閉合電路歐姆定律， 根據(jù)安培力公式 F安=BIL 解得 vm=0.84 m/s 根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，達到最大速度后，電路中每秒鐘產(chǎn)生的熱量為=2.0110-2 J 金屬桿每秒鐘產(chǎn)生的熱量為 =5.7610-3 59.(江蘇省蘇北四市2014屆高三上期末統(tǒng)考) (15分) 如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，MN、PQ與水平面的夾角為，N、Q兩點間接有阻值為R的電阻。整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下。將質(zhì)量為m、阻值也為R的金屬桿ab垂直放在導(dǎo)軌上，桿ab由靜止釋放，下滑距離x時達到最大速度。重力加速度為g，導(dǎo)

16、軌電阻不計，桿與導(dǎo)軌接觸良好。求：(1) 桿ab下滑的最大加速度；。(2) 桿ab下滑的最大速度；(3) 上述過程中，桿上產(chǎn)生的熱量。答案 59.查看解析解析 59.設(shè)ab桿下滑到某位置時速度為，則此時 桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 回路中的感應(yīng)電流 桿所受的安培力根據(jù)牛頓第二定律 有：當(dāng)速度時，桿的加速度最大，最大加速度，方向沿導(dǎo)軌平面向下由（1）問知，當(dāng)桿的加速度時，速度最大，最大速度，方向沿導(dǎo)軌平面向下ab桿從靜止開始到最大速度過程中，根據(jù)能量守恒定律 有又 所以 56.(2014年福州市高中畢業(yè)班質(zhì)量檢測) (19分) 如圖(甲) 所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，兩軌相距 L=0.4 m、導(dǎo)軌一

17、端與阻值 R=0.3 的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計。導(dǎo)軌省x 0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的恒定磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直向下，磁感應(yīng)強度B隨位置x變化如圖(乙) 所示。一根質(zhì)量 m=0.2 kg、電阻 r=0.1 的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，棒在外力作用下從x=0處以初速度v0=2ms沿導(dǎo)軌向右變速運動，且金屬棒在運動過程中電阻R上消耗的功率不變。求：(1) 金屬棒在x=0處回路中的電流大小I；(2) 金屬棒在x=2 m處的速度大小v；(3) 金屬棒從x=0運動到x=2 m過程中，安培力所做的功WA。答案 56.查看解析解析 56.21. 解析：(1) x0處磁感應(yīng)強度T 導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)

18、生電動勢 由閉合電路歐姆定律得回路電流 聯(lián)立式，解得I =1 A （2）由功率公式P=I2R依題意得，金屬棒中電流I不變，金屬棒電動勢不變E=E0x2m處 導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢 由式得 v1=0.67m/s (3) 棒所受的安培力 代入數(shù)據(jù)，得 F-x圖象為一條傾斜的直線，圖線圍成的面積就是金屬棒克服安培力所做的功x0時，F(xiàn)=0.2N；x2m時，F(xiàn)=0.6N安培力做功。57.(山東省濟南市2014屆高三上學(xué)期期末考試) （12分）如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN，其電阻不計，間距d0.5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強度B0.2T的勻強磁場中，兩金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置，其電阻均為r0.1, 質(zhì)量均為m0.5kg，與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)固定棒ab，使cd在水平恒力F0.8N的作用下，由靜止開始做加速運動。求（1）棒cd哪端電勢高？（2）當(dāng)電壓表讀數(shù)為U0.2V時，棒cd的