高考物理一輪復(fù)習(xí)專題10.13與實際相關(guān)的電磁感應(yīng)問題千題精練

PAGEPAGE6專題10.13與實際相關(guān)的電磁感應(yīng)問題一．選擇題1．磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈，當以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．其E－t關(guān)系如圖所示．如果只將刷卡速度改為eq\f(v0,2)，線圈中的E－t關(guān)系圖可能是()【參考答案】D2．(2018·長興中學(xué)高三模擬)1831年，法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(圖甲)．它是利用電磁感應(yīng)原理制成的，是人類歷史上第一臺發(fā)電機．圖乙是這個圓盤發(fā)電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣良好接觸．使銅盤轉(zhuǎn)動，電阻R中就有電流通過．若所加磁場為勻強磁場，回路的總電阻恒定，從左往右看，銅盤沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，CRD平面與銅盤平面垂直，下列說法正確的是()A．電阻R中沒有電流流過B．銅片C的電勢高于銅片D的電勢C．保持銅盤不動，磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場，則銅盤中有電流產(chǎn)生D．保持銅盤不動，磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場，則CRD回路中有電流產(chǎn)生【參考答案】C3．(2018·吉林實驗中學(xué)模擬)轉(zhuǎn)筆(PenSpinning)是一項用不同的方法與技巧、以手指來轉(zhuǎn)動筆的休閑活動．轉(zhuǎn)筆深受廣大中學(xué)生的喜愛，其中也包含了許多的物理知識，假設(shè)某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其上的某一點O做勻速圓周運動，下列有關(guān)該同學(xué)轉(zhuǎn)筆中涉及的物理知識的敘述正確的是()A．筆桿上的點離O點越近的，做圓周運動的向心加速度越小B．筆桿上的各點做圓周運動的向心力是由萬有引力提供的C．若該同學(xué)使用中性筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動做離心運動被甩走D．若該同學(xué)使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場的影響，由于筆桿中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此金屬筆桿兩端一定不會形成電勢差【參考答案】AC【名師解析】筆桿上各點的角速度相同，根據(jù)a＝ω2r可知，筆桿上的點離O點越近的，做圓周運動的向心加速度越小，選項A正確；筆桿上的各點做圓周運動的向心力是由筆桿對該點的作用力提供的，選項B錯誤；若該同學(xué)使用中性筆，且轉(zhuǎn)動過快，則筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動做離心運動被甩走，選項C正確；若考慮地磁場的影響，由于筆桿轉(zhuǎn)動時可能要切割磁感線而使金屬筆桿兩端形成電勢差，選項D錯誤．二．計算題1.(15分)（2018江蘇揚州期末）實驗小組想要探究電磁剎車的效果，在遙控小車底面安裝寬為L、長為2.5L的N匝矩形線框abcd，總電阻為R，面積可認為與小車底面相同，其平面與水平地面平行，小車總質(zhì)根據(jù)閉合電路歐姆定律得：I=E/R…⑦根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=BLv…⑧根據(jù)運動學(xué)公式得：L=vt…⑨由⑤⑥⑦⑧⑨得：t==10s…⑩4.（2008·天津）磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具．它的驅(qū)動系統(tǒng)簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長邊MN長為l平行于y軸，寬度為d的NP邊平行于x軸，如題20-A6圖1所示．列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)強度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為B0，如題12-A6圖2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應(yīng)強度相同，整個磁場以速度v0沿Ox方向勻速平移．設(shè)在短暫時間內(nèi)，MM、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強度隨時間的變化可以忽略，并忽略一切阻力．列車在驅(qū)動系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時刻速度為v（v＜v0）．⑴簡要敘述列車運行中獲得驅(qū)動力的原理；⑵為使列車獲得最大驅(qū)動力，寫出MM、PQ邊應(yīng)處于磁場中的什么位置及λ與d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式；⑶計算在滿足第⑵問的條件下列車速度為v時驅(qū)動力的大?。怯捎跐M足⑵問條件，則MM、PQ邊所在處的磁感應(yīng)強度大小均為B0且方向總相反，經(jīng)短暫的時間Δt，磁場沿Ox方向平移的距離為v0Δt，同時，金屬框沿Ox方向移動的距離為vΔt．因為v0＞v，所以在Δt時間內(nèi)MN邊掃過磁場的面積S＝(v0－v)lΔt在此Δt時間內(nèi)，MN邊左側(cè)穿過S的磁通量移進金屬框而引起框內(nèi)磁通量變化ΔΦMN＝B0l(v0－v)Δ同理，該Δt時間內(nèi)，PQ邊左側(cè)移出金屬框的磁通引起框內(nèi)磁通量變化ΔΦPQ＝B0l(v0－v)Δ故在Δt內(nèi)金屬框所圍面積的磁通量變化ΔΦ＝ΔΦMN＋ΔΦPQ根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬框中的感應(yīng)電動勢大小根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)安培力公式，MN邊所受的安培力FMN＝B0IlPQ邊所受的安培力FPQ＝B0Il根據(jù)左手定則，MM、PQ邊所受的安培力方向相同，此時列車驅(qū)動力的大小F＝FMN＋FPQ＝2B0Il聯(lián)立解得：5.（2004天津理綜）磁流體發(fā)電是一種新型發(fā)電方式，題13-5圖1和圖2是其工作原理示意圖。圖1中的長方體是發(fā)電導(dǎo)管，其中空部分的長、高、寬分別為、、，前后兩個側(cè)面是絕緣體，上下兩個側(cè)面是電阻可略的導(dǎo)體電極，這兩個電極與負載電阻相連。整個發(fā)電導(dǎo)管處于圖2中磁場線圈產(chǎn)生的勻強磁場里，磁感應(yīng)強度為B，方向如圖所示。發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為的高溫、高速電離氣體沿導(dǎo)管向右流動，并通過專用管道導(dǎo)出。由于運動的電離氣體受到磁場作用，產(chǎn)生了電動勢。發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)電離氣體流速隨磁場有無而不同。設(shè)發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)電離氣體流速處處相同，且不存在磁場時電離氣體流速為，電離氣體所受摩擦阻力總與流速成正比，發(fā)電導(dǎo)管兩端的電離氣體壓強差維持恒定，求：（1）不存在磁場時電離氣體所受的摩擦阻力F多大；（2）磁流體發(fā)電機的電動勢E的大??；（3）磁流體發(fā)電機發(fā)電導(dǎo)管的輸入功率P。（3）磁流體發(fā)電機發(fā)電導(dǎo)管的輸入功率由能量守恒定律得故。6．（2011重慶理綜）有人設(shè)計了一種可測速的跑步機，測速原理如題13-10圖所示，該機底面固定有間距為L、長度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，且接有電壓表和電阻R。絕緣橡膠帶上鍍有間距為d的平行細金屬條，磁場中始終僅有一根金屬條，且與電極接觸良好，不計金屬電阻，若橡膠帶勻速運動時，電壓表讀數(shù)為U，求：⑴橡膠帶勻速運動的速率；⑵電阻R消耗的電功率；⑶一根金屬條每次經(jīng)過磁場區(qū)域克服安培力做的功。【名師解析】（1）設(shè)電動勢為E，橡膠帶運動速率為v。由：E＝BLv，E＝U得：v＝eq\F(U,BL)（2）設(shè)電功率為P，則P＝eq\F(U2,R)（3）設(shè)電流強度為I，安培力為F，克服安培力做的功為W。I＝eq\F(U,R)，F(xiàn)＝BIL，W＝Fd得：W＝eq\F(BLUd,R)7．（16分）如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖，一邊長為L、截面積為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為A的小噴口，噴口離地面的高度為h。管道中有一絕緣活塞，在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b，其中棒b的兩端與一電壓表相連，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中。當棒a中通有垂直紙面的恒定電流I時，活塞向右勻速推動液體人噴口水平射出，液體落地離噴口的水平距離為s。若液體的密度為ρ，不計所有阻力，求：（1）活塞移動的速度；（2）該裝置的功率；（3）磁感強度B的大?。唬?）若在實際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小，試分析其可能的原因。（2）設(shè)裝置功率為P，Δt時間內(nèi)有質(zhì)量的液體從噴口射出④⑤∴P=∴⑥(3)∵P