專題電磁感應(yīng)要點(diǎn)

2009高考物理專題沖刺八命題范圍：電磁感覺說明：本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共150分；答題時(shí)間120分鐘.第Ⅰ卷（選擇題，共40分）一、選擇題（本題共10小題，每題4分，共40分.在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確，將正確的選項(xiàng)填在括號(hào)內(nèi)）一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，設(shè)第1s內(nèi)磁感線垂直線圈平面（即垂直于紙面）向里，如圖甲所示。若磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，那么第3s內(nèi)線圈中感覺電流的大小與其各地方受安培力的方向是（）BA．大小恒定，沿順時(shí)針方向與圓相切BB．大小恒定，沿著圓半徑指向圓心O24t/sC．漸漸增添，沿著圓半徑走開圓心-B乙D．漸漸增添，沿逆時(shí)針方向與圓相切甲2.如圖，有一理想變壓器，原副線圈的匝數(shù)比為n.原線圈接正弦交流電壓U，輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī).電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R.當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升.以下判斷正確的選項(xiàng)是（）A．原線圈中的電流為nIAU~B．變壓器的輸入功率為UI/n.RC．電動(dòng)機(jī)輸出的總功率為I2RD．電動(dòng)機(jī)兩端電壓為IR3.以以下列圖，固定在水平桌面上的圓滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab與金屬框架接觸優(yōu)異。在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連接一個(gè)電阻R，其余部分電阻忽略不計(jì)?，F(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開始向右在框架上滑

d

Iac動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中桿ab素來垂直于框架。右圖為一段時(shí)間內(nèi)金屬桿中的電流I隨時(shí)間t的變化關(guān)系，則以以下列圖中能夠表示外力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是（）

RBegbO

tFFFFOtOtOtOtABCD1以以下列圖，圓滑U型金屬導(dǎo)軌PQMN水平固定在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．磁感覺強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)。QM之間接有阻值為R的電阻，其余部分電阻不計(jì)。一質(zhì)量為M，電阻為R的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，給棒一個(gè)水平向右的初速度v0使之開始滑行，最后停在導(dǎo)軌上。由以上條件，在此過程中不能夠求出的物理量有()A．電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱B．經(jīng)過電阻R的總電量MC．a(chǎn)b棒運(yùn)動(dòng)的位移D．a(chǎn)b棒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間5.以以下列圖電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，線圈L的電阻不計(jì)。以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．閉合S，牢固后，電容器兩端電壓為EB．閉合S，牢固后，電容器的a極帶正電C．?dāng)嚅_S的瞬時(shí)，電容器的a極板將帶正電D．?dāng)嚅_S的瞬時(shí)，電容器的a極板將帶負(fù)電

BaPQv0bNCbR1aR2LSE6.以以下列圖，虛線上方空間有垂直線框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線框中感覺電流方向以逆時(shí)針為正，那么在以以下列圖中能正確描述線框從圖中所示地址開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，線框內(nèi)感覺電流隨時(shí)間變化狀況的是（）

Oωiiiitttt0000ABCD7.以以下列圖，兩根間距為d的平行圓滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸優(yōu)異。整個(gè)裝置處于磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí)，金屬桿ab恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將磁場(chǎng)方向改為豎直向上，要使金屬桿仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，能夠采納的舉措是（）A．減小磁感覺強(qiáng)度B．調(diào)治滑動(dòng)變阻器使電流減小C．減小導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ．將電源正負(fù)極對(duì)凋使電流方向改變相距為d的足夠長(zhǎng)的兩平行金屬導(dǎo)軌（電阻不計(jì)）固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌左端接有電容為C的電容器，在導(dǎo)軌上放置一金屬棒并與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異，以以下列圖?，F(xiàn)用水平拉力使金屬棒開始向右運(yùn)動(dòng)，拉力的功率2恒為P，在棒達(dá)到最大速度以前，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)電容器所帶電量不停增添作用于金屬棒的摩擦力的功率恒為P電容器a極板帶負(fù)電2000年關(guān)，我國(guó)宣告已研制成功一輛高溫超導(dǎo)磁懸浮高速列車的模型車，該車的車速已達(dá)到500km/h，可載5人，以以下列圖就是磁懸浮的原理，圖中A是圓柱形磁鐵，B是用高溫超導(dǎo)資料制成的超導(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，以下說法中正確的選項(xiàng)是（）A．在B放入磁場(chǎng)的過程中，B中將產(chǎn)生感覺電流.當(dāng)牢固后，感覺電流消逝B．在B放入磁場(chǎng)的過程中，B中將產(chǎn)生感覺電流.當(dāng)牢固后，感覺電流仍存在C．如A的N極向上，B中感覺電流的方向以以下列圖D．如A的N極向上，B中感覺電流的方向與圖中所示的方向有時(shí)同樣的有時(shí)相反10.以以下列圖，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，匝數(shù)為N，過ab中點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線OO′恰好位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右界線上，磁感覺強(qiáng)度為B，則穿過線圈的磁通量為（）BL2NBL2A．B．22C．BL2D．NBL2第Ⅱ卷（非選擇題，共110分）二、本題共2小題，共20分，把答案填在題中相應(yīng)的橫線上或按題目要求作答.11.（8分）以以下列圖，PQ、MN是固定的水平放置的足夠長(zhǎng)的U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的寬度為L(zhǎng)，整個(gè)導(dǎo)軌處于豎直向上、磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌左端連接一阻值為R的電阻器，在導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬棒ab，導(dǎo)軌與金屬棒電阻均不計(jì)，給ab一水平初速度v0，使其向右運(yùn)動(dòng)，最后ab靜止在導(dǎo)軌上，(1）求：當(dāng)金屬棒ab的速度為0.5v0時(shí)，經(jīng)過電阻R的電流強(qiáng)度為．(2）針對(duì)導(dǎo)軌是圓滑仍是粗糙的兩種狀況，安培力做功和整個(gè)回路中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行了以下猜想，即：猜想1：兩種狀況下，安培力對(duì)金屬棒所做的功（填相等、不相等），猜想2：兩種狀況下，整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量（填相等、不相等）．12.（12分）電磁流量計(jì)以以下列圖,用非磁性資料做成的圓管道,外加一勻強(qiáng)磁場(chǎng).當(dāng)管道中導(dǎo)電液體流過此地域時(shí),測(cè)出管壁上a、b兩點(diǎn)間的電動(dòng)勢(shì)為E,即可知道管中液體的流量Q,即單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積(m3／s).已知管道直徑為D,磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度為B,則Q與E間的關(guān)系為________3三、本題共6小題，共90分.解答應(yīng)寫出必需的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能夠得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必定明確寫出數(shù)值和單位.13.（13分）以以下列圖，在方向豎直向上的磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)方向垂直。ab、cd為兩根垂直導(dǎo)軌放置的、電阻都為R、質(zhì)量都為m的金屬棒。棒cd用能承受最大拉力為T0的水平細(xì)線拉住，棒cd與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為f。棒ab與導(dǎo)軌間的摩擦不計(jì)，在水平拉力F的作用下以加速度a由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求：1）線斷以前水平拉力F隨時(shí)間t的變化規(guī)律；2）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線將被拉斷。BcaFdb14.(14分)如圖甲所示，圓滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.2m，電阻R=0.4Ω，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬桿，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感覺強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下。現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求：⑴金屬桿在5s末時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度．⑵第4s末時(shí)外力F的瞬時(shí)功率。MNU/V0.3FV0.2R0.10t/sPQ12345615.（14分）如圖，圓滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1O1′O矩′形地域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)4磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左界線相距d0?，F(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌素來保持優(yōu)異的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。求：1）棒ab在走開磁場(chǎng)右界線時(shí)的速度；2）棒ab經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)的過程中整個(gè)回路所耗資的電能；3）試剖析議論ab棒在磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)狀況。MaO1O1’NBRFbOO′Pl0Ql16.（14分）如圖甲所示，一邊長(zhǎng)L=2.5m、質(zhì)量m=0.5kg的正方形金屬線框，放在圓滑絕緣的水平面上，整個(gè)裝置放在方向豎直向上、磁感覺強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的界線MN重合。在水平力F作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過5s線框被拉出磁場(chǎng)。測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖像如乙圖所示，在金屬線框被拉出的過程中。⑴求經(jīng)過線框?qū)Ь€截面的電量及線框的電阻；⑵寫出水平力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式；⑶已知在這5s內(nèi)力F做功1.92J，那么在此過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少？I/AM0.6B0.40.2N0123456t/s甲乙17.（16分）兩根相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌以以下列圖放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面．質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉5合回路，桿與水平易豎直導(dǎo)軌之間有同樣的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R，整個(gè)裝置處于磁感覺強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以某一速度向下做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異，重力加速度為g，求：（1）ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度v1；2）ab桿所受拉力F；3）ab桿以v1勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿以v2（v2已知）勻速運(yùn)動(dòng)，則在cd桿向下運(yùn)動(dòng)h過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱．18.（17分）9．以以下列圖，兩條圓滑的絕緣導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的水平部分與圓弧部分圓滑連接，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌的水平部分有n段同樣的勻強(qiáng)磁場(chǎng)所區(qū)（圖中的虛線范圍），磁場(chǎng)方向豎直向上，磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)的寬度為S，相鄰磁場(chǎng)所區(qū)的間距也為S，S大于L，磁場(chǎng)左、右兩界線均與導(dǎo)軌垂直?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m，電阻為r，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，由圓弧導(dǎo)軌上某高度處靜止開釋，金屬框滑上水平導(dǎo)軌，在水平導(dǎo)軌上滑行一段時(shí)間進(jìn)入磁場(chǎng)所區(qū)，最后線框恰好圓滿經(jīng)過n段磁場(chǎng)所區(qū)。地球表面處的重力加速度為g，感覺電流的磁場(chǎng)能夠忽略不計(jì)，求：1）剛開始下滑時(shí)，金屬框重心離水平導(dǎo)軌所在平面的高度．2）整個(gè)過程中金屬框內(nèi)產(chǎn)生的電熱．3）金屬框圓滿進(jìn)入第k（k＜n）段磁場(chǎng)所區(qū)前的時(shí)刻，金屬框中的電功率．BBBSS2009高考物理專題沖刺八參照答案63.B4.D5.C6.A7.C.8.B9.B10.A11.1I=lv0B212.QDE2R4B13.1tvatEBLvBLatIBLat2RF－BILmaF=B2L2atma2R2BIL=f+T0B2L2atf+T02Rt=2RfT0B2L2a14.U5=0.2VE5U5(Rr)RE5BLv5v5=2.5m/sRE=BLvv5at5av50.5m/s2t54sv4at42m/s7BLv因此4s末時(shí)電路中的電流為I40.4A⑧Rr因FBILmaFBILma0.09N⑨15．剖析：（1）ab棒走開磁場(chǎng)右界線前做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為vm，則有：EBlvm①IE②rR對(duì)ab棒F－BIl＝0③解得F(Rr)④vmB2l2（2）由能量守恒可得：F(d0d)W電1mvm2⑤2解得：W電F(d0d)mF2(Rr)2⑥2B4l4（3）設(shè)棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v由：Fd01mv2⑦2可得：v2Fd0⑧m棒在進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)可分三種狀況議論：①若2Fd0F(Rr)（或F2d0B4l4），則棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)；mB2l2m(Rr)2②若2Fd0F(Rr)（或F＞2d0B4l4），則棒先加速后勻速；mB2l2m(Rr)2③若2Fd0F(Rr)（或F＜2d0B4l4＝，則棒先減速后勻速。mB2l2m(Rr)216.剖析：⑴依據(jù)q=It，由I－t圖象得：q=1.25C①又依據(jù)IEBL2②＝Rt＝RRt得R=4Ω③⑵由電流圖像可知，感覺電流隨時(shí)間變化的規(guī)律：I＝0.1t④8BLvv＝RI由感覺電流I，可得金屬框的速度隨時(shí)間也是線性變化的，＝0.2t⑤RBL線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a=0.2m/s2⑥線框在外力F和安培力FA作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)－F＝ma⑦A得力F＝（0.2t＋0.1）N⑧⑶t＝5s時(shí)，線框從磁場(chǎng)中拉出時(shí)的速度v5=at=1m/s⑨21.67J線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q＝W－1mv5⑩217.剖析：（1）ab桿向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab桿中產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)閍→b，大小為EBLv1cd桿中的感覺電流方向?yàn)閐→c，cd桿碰到的安培力方向水平向右安培力大小為F安BILBLBLv1B2L2v1①2R2Rcd桿向下勻速運(yùn)動(dòng)，有mgF安②解①、②兩式，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v1=2Rmg③B2L2（2）ab桿所受拉力FF安mgB2L2v1+μmg12mg④（2R（3）設(shè)cd桿以v速度向下運(yùn)動(dòng)h過程中，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)了s距離，2shhv1v1t，∴sv2v2整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于戰(zhàn)勝安培力所做的功QF安sB2L2v1s=B2L2v1hv1=2(mg)2hR2R2Rv22v2B2L218.剖析（1）設(shè)金屬框在進(jìn)入第一段勻強(qiáng)磁場(chǎng)所區(qū)前的速度為v0，金屬框在進(jìn)入和穿出第一段勻強(qiáng)磁場(chǎng)所區(qū)的過程中，線框中產(chǎn)生平均感覺電動(dòng)勢(shì)為E2BL2.....................................................................①t平均電流強(qiáng)度為（不考慮電流方向變化）E2BL2Irt................................................................②r9由動(dòng)量定理得：BILtmv1mv0..................................③B2BL2Ltmv1mv0........................④rt2B2L3mv1mv0........................⑤r同理可得：2B2L3mv2mv1.......................⑥r(nóng)2B2L3mv3mv2........................⑦r整個(gè)過程累計(jì)得：n2B2L30mv0.............................⑧r解得：v02nB2L3.............................