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1、学习好资料欢迎下载2012考前冲刺物理专题11 电磁感应及其应用1【2012?云南模拟】 风速仪的简易装置如图甲所示。在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圏中的感应电流随风速的变化而变化。风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为v2，且 v2v1，则感应电流的峰值Im、周期 T 和电动势E的变化情况是( ) AIm变大， T 变小BIm变大， T 不变CIm变小， T 变小DIm不变， E变大【答案】A 【解析】风速增大，感应电流的峰值Im变大，周期 T 变小，电动势 E变大，选项 A正确。【解析】由题述和题图，利用牛顿第二定律可知，F0=ma
2、，3F0-BIl=ma ，I=Blv/R ，v=at0，联立解得012mRBlt，选项 B正确。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 16 页学习好资料欢迎下载3 【 2012?安徽期末】 如右图所示，在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟的电流，则通过N中的磁通量保持不变，故N中无感应电流产生，选项D正确。4 【2012?广东模拟】 北半球地磁场的竖直分量向下如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L 的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab 边沿南北方向，ad边沿东西方向下列说法中正确的是( ) A若
3、使线圈向东平动，则b 点的电 势比 a 点的电势低B若使线圈向北平动，则a 点的电势比b 点的电势低C若以 ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为abcdaD若以 ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为adcda【答案】 C. 【解析】由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的ab 边和 cd 边切割磁感线，c(b)点电势高于d(a) 点电势，故A错误；同理知B错若以 ab 为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判得线圈中感应电流方向为abcda， C对5 【2012?湖南期末】 如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框， 它们的正
4、下方都放置一薄强磁铁，现将甲、 乙、丙拿至相同高度H处同时释放 ( 各线框下落过程中不翻转) ，则以下说法正确的是( ) A三者同时落地B甲、乙同时落地，丙后落地C甲、丙同时落地，乙后落地D乙、丙同时落地，甲后落地精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 16 页学习好资料欢迎下载【答案】 D. 【解析】甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙是没有闭合的回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故D正确6 【 2012?江苏苏北 四市一模】 如图所示，两个完全相同的矩
5、形导线框A、B 在靠得很近的竖直平面内，线框的对应边相互平行。线框A固定且通有电流I ，线框B从图示位置由静止释放，在运动到A下方的过程中 ( ) A穿过线框B的磁通量先变小后变大B线框 B中感应电流的方向先顺时针后逆时针C线框 B所受安培 力的合力为零D线框 B的机械能一直减小【答案】 D 【解析】穿过线框B的磁通量在A的下方是由在变小, 选项 A错; 由楞次定律得选项B错, 因上下两边的安培力大小不同, 所以线框 B所受安培力的合力为零; 线框 B运动的过程中总是克【解析】由E=t，I=E/R ，q=I t 联立解得ab 以 a 为轴顺时针以 转过 60的过程中，通过 R的电量为q=R=2
6、32BLR；在这过程中金属棒ab 在回路中产生的感应电动势最大值为 2 L2B，电容器C 充电 q=2L2BC ，以 继续转过30的过程中，电容器通过电阻R放电，所以ab 以 a 为轴顺时针以 转过 90的过程中，通过R 的电量为Q= q+ q = B A I 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 16 页学习好资料欢迎下载BL2(32R+2C)。选项 D正确8 【 2012?云南摸底】 一导线弯成如右图所示的闭合线圈，以速度v 向左匀速进入磁感应强度为 B的匀强磁场， 磁场方向垂直平面向外。线圈总电阻为R，从线圈进入磁场开始
7、到完全进入磁场为止，下列结论正确的是（）A感应电流一直沿顺时针方向B线圈受到的安培力先增大，后减小C感应电动势的最大值E=Brv D穿过线圈某个横截面的电荷量为RrrB)(22【答案】 AB 【解析】在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向，A正确；导体切割磁感线的有效长度先变大后变小，感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，B正确；导体切割磁感线的有效长度最大值 为 2r ， 感 应 电 动 势 最 大 E=2Brv ， C错 误 ； 穿 过 线 圈 某 个 横 截 面 的 电 荷 量 为RrrBRQ222，D错误。9 【2
8、012?河北省五校联盟模拟】现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要有上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时, 产生变化的磁场，穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速。 如图所示 （上图为侧视图、下图为真空室的俯视图），若电子被“约束”在半径为R 的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（）A电子在轨道上逆时针运动B保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速C保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速D被加速时电子做圆周运动的周期不变
9、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 16 页学习好资料欢迎下载【答案】 AB 【解析】由楞次定律可知, 产生的感应涡旋电场为顺时针方向, 所以电子在轨道上逆时针运动,所以选项A 正确 ; 保持电流的方向不变，当电流增大时，涡旋电场增强, 电子将加速选项B对, 选项 C错 ; 电子的速度变化, 被加速时电子做圆周运动的周期也变, 所以选项D错 . 10 【2012?广西期末】 在如图 5 甲所示的电路中，螺线管匝数n = 1500匝，横截面积S = 20cm2。螺线管导线电阻r= 1.0， R1 = 4.0 ，R2 = 5.0
10、 ，C=30F。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图5乙所示的规律变化则下列说法中正确的是（）A螺线管中产生的感应电动势为1V B闭合 S ，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为510-2 W C电路中的电流稳定后电容器下极板带正电DS断开后，流经R2的电量为1.8 10-5C 【答案】 CD 流随时间t 变化的关系如图乙所示下列关于穿过回路abPMa的磁通量 和磁通量的瞬时变化率t以及 a、b 两端的电势差Uab和通过金属棒的电荷量q 随时间 t 变化的图象中， 正确的是 ( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
11、5 页，共 16 页学习好资料欢迎下载【答案】 C. 【解析】设导轨间距为L，通过 R的电流 I ERrBLvR r，因通过R的电流 I 随时间C回路中电流的总功率为mgv sin37 Dm与 v 大小的关系为m B2L2v2Rg tan37【答案】 AD 【解析】采用“计算法”求解。对cd 杆，BILcos37= mg sin37 ，对ab 杆， F=BIL，联立解出 ab 杆所受拉力F 的大小为F=mg tan37，故A对；回路中电流为，故B 错； I=mg 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 16 页学习好资料欢迎下载
12、B R 图 4 tan37/BL，故B错；回路中电流的总功率为Fv=mgv tan37 ，故C错； I=BLv/2R ，又I=mg tan37 /BL，故m B2L2v2Rg tan37，故 D对。13 【2012?安徽信息卷】如图 4 所示，足够长的光滑U型导轨宽度为L，其所在平面与水平面的夹角为，上端连接一个阻值为R 的电阻，置于磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，今有一质量为m、有效电阻r的金属杆沿框架由静止下滑，设磁场区域无限大，当金属 杆下滑达到最大速度时，运动的位移为x，则A金属杆下滑的最大速度22sinmmgRvBlB在此过程中电阻R产生的焦耳热为21(sin
13、)2mRmgxmvRrC在此过程中电阻R产生的焦耳热为21(sin)2mmgxmvD在此过程中流过电阻R的电量为BLxR【答案】 B 【解析】感应电动势为EBlv感应电流为EIRr安培力为22B L vFBILRr根据平恒条件得sin0mgF解得 : 2 2()sinmmg rRvB l由能量守恒定律得: 21sin2mmgxmvQ又因RRQQRr所以21(sin)2RmRQmgxmvRr由法拉第电磁感应定律得通过R的电量为rRBLxrRq所以选项 B正确14 【2012?上海质检】 “热磁振荡发电技术”是新能源研究领域的最新方向， 当应用于汽车等可移动的动力设备领域时，会成为氢燃料电池的替代
14、方案。它通过对处于磁路中的一段软磁体迅速加热并冷精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 16 页学习好资料欢迎下载却，使其温度在其临界点上下周期性地振荡，引起磁路线圈中的磁通量周期性地增减，从而感应出连续的交流电。它的技术原理是物理原理。假设两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为 L，如图 6 所示，一导线与两导轨相连，磁感应强度的大小为B的匀强磁场与导轨平面垂直。一电阻为R、质量为 m的导体棒在距磁场上边界h 处静止释放导体棒进入磁场后速度减小， 最终稳定时离磁场上边缘的距离为H整个运动过程中， 导体棒与导轨接触良好，且始终保
15、持水平，不计导轨的电阻。下列说法正确的是（）A整个运动过程中回路的最大电流为mgBLB整个运动过程中导体棒产生的焦耳热为32244()2m g Rm Hh gB LC整个运动过程中导体棒克服安培力所做的功为mgHD整个运动过程中回路电流的功率为2()mgRBL【答案】 B 32244()2m g RQm Hh gB L，所以选项B正确；克服安培力做功与产生的焦耳热查等，所以选项C错；回路中的电流开始的变化的，所以选项D错15 【2012?江西调考】 如图所示电路中，L 是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b 为 L 上的左右两端点，A、B、C 为完全相同的三个灯泡，原来电键K 是闭合的，三个灯泡
16、均在发光。某时刻将电键K打开，则下列说法正确的是（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 16 页学习好资料欢迎下载Aa 点电势高于b 点， A灯闪亮后缓慢熄灭Bb 点电势高于a 点， B、C灯闪亮后缓慢熄灭Ca 点电势高于b 点， B、C灯闪亮后缓慢熄灭Db 点电势高于a 点， B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭【答案】 B 【解析】电键K 闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻较B、C 灯支路电阻小，故流过A 灯kt ，其中 B0为 t 0 时的磁感应强度，k 为一常数， A、B两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同， 但某一时刻穿
17、过它们的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，设磁场区域的面积为S，则 tBtS，即在任一时刻穿过两导线环包围面上的磁通量是相等的，所以两导线环上的磁通量变化率是相等的EtEtBS（SA、B两导线环，由于tB及 S 均相同，得BAEEIRE，R1Sl（S1l 2rABBABArErEII21ABBArrII17 【2012?江苏常州水平监测】如图所示， 水平的平行虚线间距为d，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 16 页学习好资料欢迎下载其间有磁感应强度为B的匀强磁场。 一个长方形线圈的边长分别为L1、L2，且 L2d，
18、线圈质量 m ，电阻为 R。现将线圈由静止释放，测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h 时，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求：（1）线圈刚进入磁场时的感应电流的大小；（2）线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场（图中两虚线框所示位置）的过程做何种运动，求出该过程最小速度v；（3）线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总。【答案】 (1) RghBLREI21 (2) )(22dLhgv (3)2mgd 【解析】2021mvmgh,ghv20，01vBLE，RghBLREI21先做加速度减小的减速运动，后做加速度为g 的匀加速运动3 位置时线圈速度最小，而3 到 4 线圈
19、是自由落体运动因此有)(22220Ldgvv，得)(22dLhgv(3) 由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中 2 位置到 4 位置产生的电热，而2、4 位置动能相同。由能量守恒Q=mgd 由对称性可知：Q总=2Q=2mgd 18 【2012?江苏苏北四市一模】两根足够长的光滑平行直导轨MN 、 PQ与水平面成 角放置，两导轨间距为L，M 、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab 放在两导轨上， 并与导轨垂直。 整套装置处于磁感应强度为 B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计。现让ab 杆
20、由静止开始沿导轨下滑。求 ab 杆下滑的最大速度vm；ab 杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab 杆精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 16 页学习好资料欢迎下载下滑的距离x 及通过电阻R的电量 q。【答案】 (1) 22sinLBmgRvm (2) 44222LBsingRmsinmgQx(3)3322LBsinRgmsinmgRBLQq根据能量守恒定律有Qmvmgxm221sin得44222LBsingRmsinmgQx 根据电磁感应定律有tE根据闭合电路欧姆定律有REI感应电量t
21、IqRBLxR得3322LBsinRgmsinmgRBLQq19 【2012?山东模拟】 如下图甲所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN 、PQ相距为 L，导轨平面与水平面夹角，导轨电阻不计。匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L 的金属棒ab垂直于 MN 、PQ放置在导轨上，且始终与导轨精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 16 页学习好资料欢迎下载电接触良好，金属棒的质量为m 、电阻为R，另有一条纸带固定金属棒ab 上，纸带另一端通过打点计时器（图中未画出），且能正常工作。在两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻RL=4R ，
22、定值电阻R1=2R，电阻箱电阻调到使R2=12R ，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，同时接通打点计时器的电源，打出一条清晰的纸带，已知相邻点迹的时间间隔为T，如下图乙所示，试求：（1）求磁感应强度为B有多大？大值为 vm=2s/ T，达到最大速度时，则有mgsin=F安F安 ILB 总RBLvIm其中 R总6R 所以 mgsin=总RvLBm22解得23sin/BRTmgL S（2）由能量守恒知，放出的电热Q=mg2S0sin -221mmv代入上面的vm值，可得0222sinmsQmgsT20 【2012?黑龙江省哈尔滨市期末】两根相距为L=1m的足够长的金属导轨如图所示放置，一组导轨
23、水平， 另一组平行导轨与水平面成37角， 拐角处连接一阻值为R=1的电阻。 质量均为 m=1kg的金属细杆ab、 cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为=0.5 ，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R=1 。整个装置处于磁感应强度大小为B=1T，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab 杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，静止的cd 杆所受摩擦力为最大静摩擦力，方向沿斜面向下。求此拉力的功率。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 16 页学习好资料欢迎下载（重力加速度g=10m/s2. 可认为最大静
24、摩擦力等于滑动摩擦力）【答案】WFvP2700【解析】由平衡条件可得:NmgBIl37sin37cos37sin37cosBIlmgN解得 I=20A 由闭合电路欧姆定律:22RRBlvI v=60m/s 所以NIlBmgF452即WFvP270021 【2012?浙江台州市高期末质量评估】如图（甲）所示，M1M4、N1N4为平行放置的水平金如图（乙）所示，规定竖直向上为B1的正方向；区域内分布着匀强磁场B2，方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为=0.2 ，M3N3右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑。质量m=0.1kg，电阻 R0=0.5 的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F 拉
25、动下，从M2N2处由静止开始运动，到达M3N3处撤去恒力F，CD棒匀速地穿过匀强磁场区，恰好通过半圆形轨道的最高点PQ处。若轨道电阻、空气阻力不计，运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直，g 取 10m/s2求：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 16 页学习好资料欢迎下载（1）水平恒力F 的大小；（2）CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量Q ；（3）磁感应强度B2的大小。【答案】 (1) F=1.0N (2) 01.0RQ (3)B2=0.05T- （3）由于 CD棒穿过匀强磁场区，此过程无感应电流，设CD棒
26、进入 M3N3界后的任一短时间t 内LdBtLvB12- 且tB521-（ 11）由得v=4m/s- -（12）由（ 11） （12）得 B2=0.05T- 22 【2012? 北京市西城区期末】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。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 ，方向竖直向下的匀强磁场中。质量 m=0.50kg 的导体棒ab垂直于轨道放置。在沿着轨道方向向右的力F作用下， 导体棒由静止开始运动，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。（1
27、）若力 F 的大小保持不变，且F=1.0N。求M a b F N P Q 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 16 页学习好资料欢迎下载a导体棒能达到的最大速度大小vm；b导体棒的速度v=5.0m/s 时，导体棒的加速度大小a。（2）若力 F 的大小是变化的，在力F作用下导体棒做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小 a=2.0m/s2。从力F 作用于导体棒的瞬间开始计时，经过时间t=2.0s ，求力F的冲量大小I 。【答案】 (1) m/s5.12mv2m/s2.1mFFa安(2)sN32.21安ImvI对导体棒，根据动
28、量定理01mvII安所以，力 F的冲量sN32.21安ImvI23 【2012? 湖南模拟】 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m0. 1，导轨平面与水平面成=37角，下端连接阻值为5. 1R的电阻。匀强磁场大小TB4 .0、方向与导轨平面垂直质量为kgm2.0、电阻5.0r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 （已知6.037sin，8.037cos，取g10m s2) 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 16 页学习好资料欢迎下载(1) 求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2) 求金属棒稳定下滑时的速度大小及此时ab两端的电压 Uab为多少；(3) 当金属棒下滑速度达到稳定时，机械能转化为电能的效率是多少（保留2位有效数字） 。【答案】 (1) 4m s2 (2) smv/10VUab3 (3)%6767.032代入数据解得：%6767.032精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 16 页