五年高考物理 电磁感应.pdf

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1、五年高考三年联考绝对突破系列新课标：选修3-2第 10单元电磁感应近年来高考对本考点内容考查命题频率极高的是感应电流的产生条件、方向判定和导体切割磁感线产生的感应电动势的计算，且要求较高.几乎是年年有考；其他像电磁感应现象与磁场、电路和力学、电学、能量及动量等知识相联系的综合题及图像问题在近几年高考中也时有出现；另外，该部分知识与其他学科的综合应用也在高考试题中出现。试题题型全面,选择题、填空题、计算题都可涉及，尤其是难度大、涉及知识点多、综合能力强，多以中档以上题目出现来增加试题的区分度，而选择和填空题多以中档左右的试题出现.第一部分五年高考题荟萃两年高考精 选（20082009）考 点 1

2、感应电流的产生和方向1.（0 9 上海物理 1 3）如图，金属棒a b 置于水平放置 c的 U形光滑导轨上，在 e f 右侧存在有界匀强磁场8,磁场方向垂直导轨平面向下，在 e f 左侧的无磁场区域c d e f 内有一半d径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内。当金属棒a b在水平恒力尸作用下从磁场左边界e f 处由静止开始向右运动后，圆环L 有（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流（填变大、变小、不变）。答案：收缩，变小解析：由于金属棒a b 在恒力F的作用下向右运动，则 a b e d 回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆

3、环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向力.运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。2.（0 9 上 海 9）信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数1 或 0,用以储存信息。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压（如图1 所示）。当信用卡磁条按图2 所示方向以该速度拉过阅读检测头时，在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是(B )u 卡方向懑 螃 潞 逑 皴UU、，八 八 八 _ A,u uu u，、八八八一,八uu

4、u u，C“氏 八，八八八、一I UU VU，BM八 几 一 几 UU UU，I）?X X X X!X X X X考 点 2感应电动势、自感3.（0 9 山 东 2 1）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线M N 右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径C D始络与M N 垂直。从 D 点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（A C D）A.感应电流方向不变B.C D段直线始终不受安培力C.感应电动势最大值E=B a vD.感应电动势平均值E =L兀 B a u4解析：在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量

5、逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确。根据左手定则可以判断，受安培力向下，B不正确。当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a,这时感应电动势最1 2.-A d）8 产-1大 E=B a v,C正确。感应电动势平均值E =M-=i t Ba v ,I）正确。M 2a 4v考点：楞次定律、安培力、感应电动势、左手定则、右手定则提示：感应电动势公式E =8只能来计算平均值，利用感应电动势公式E =计算时，1 应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度。4.（0 9 重 庆 2 0）题 2 0 图为一种早期发电机原 三二 X电 施&(C理示意图，该发电机由固定的圆形线

6、圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧X O Y运动，（。是线圈中心），则（D）A.从X到0,电流由E经G流向F,先增大再减小B.从X到0,电流由F经G流向E,先减小再增大C.从0到Y,电流由F经G流向E,先减小再增大D.从0到Y,电流由E经G流向F,先增大再减小5.（09 浙 江7 7）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为 相、阻值为尺的闭合矩形金属线框“6c”用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕。点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线

7、框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是（B）A.a b -c-d-aB.d-c-b -a -dC.先是d c b a d,后是 a b c d _*aD.先是 a b c d-a ，后是 d c b a d解析：由楞次定律，-开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电、流方 I1 1是 d -c-b -a -d 6.（09 海南物理 4）一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中，其 中R为滑线变阻器，耳 和 马 为直流电源，S为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到

8、N向左运动的是（C）A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D.在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时7.（0 8 全 国 I 2 0）矩形导线框a b e d 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度6 随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是(D )解析：07 s内 8垂直纸面向里均匀增大，则山楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流，方向为逆时针方向，排除A、C 选项：2 s-3 s

9、 内，6 垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B 选项，I）正确。8.（0 8 全 国 I I 2 1）如图，-个边长为/的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为/的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线劭与导线框的一条边垂直，后的延长线平分导线框.在力=0 时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿a。方向移动，直到整6、x x iMxxx5X:X个导线框离开磁场区域.以2.表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正.下列表示7 关系的图示中，可能正确的是（C）解析：从正方形线框卜边开始进入到卜边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效

10、长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大，A 项错误；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，B 项错；当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，D 项错，故正确选项为C。9.（0 8 四 川 1 7）在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为a 。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线 圈 平 面（B ）A.维持不动 B,将向使a减小的方向转动C.将向使

11、a增大的方向转动 D.将转动，因不知磁场方向，不能确定a会增大还是会减小解析：山楞次定律可知，当磁场开始增强时，线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加，而线圈平面与磁场间的夹角越小时，通过的磁通量越小，所以将向使a减小的方向转动.1 0.（0 8 江 苏 8）如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c 和电感乙、5与直流电源连接，电感的电阻忽略不计.电键候闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（A D）A.a 先变亮，然后逐渐变暗解析：考查自感现象。电键闭合时，电 感 A和 4的电流均等于三个灯泡的电流，断开电键人的瞬间，电感上的电流，突然减小，三个灯泡均处于回路中，故 反。灯泡由电流，逐

12、渐减小，B、C均错，D对；原来每个电感线圈产生感应电动势均加载于灯泡a上，故灯 泡 a 先变亮，然后逐渐变暗，A对。本题涉及到自感现象中的“亮 吓”现象，平时要注意透彻理解。1 1.（0 8 海 南 1）法拉第通过静心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来.在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是（A）A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C.既然运

13、动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流解析：对 A 选项，静止的导线上的稳恒电流附近产生稳定的磁场，通过旁边静止的线圈不会产生感应电流，A 被否定；稳恒电流周围的稳定磁场是非匀强磁场，运动的线圈可能会产生感应电流，B 符合事实；静止的磁铁周围存在稳定的磁场，旁边运动的导体棒会产生感应电动势，C 符合；运动的导线上的稳恒电流周围产生运动的磁场，即周围磁场变化，在旁边的线圈中产生感应电流，D 符合。12.（08 海 南 10）一航天飞机下有一细金属杆

14、，杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响，则 当 航 天 飞 机 位 于 赤 道上空（AD）A.由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B.由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一 定 由下向上D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势解析：如图，设观察方向为面向北方，左西右东，则地磁场方向平行赤道表面向北，若飞机由东向西飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由上向下，若飞机由西向东飞行时,山右手定则可判断出电动势方向为山下向上，A 对 B 错；沿着经过地磁极的那条经

15、线运动时,速度方向平行于磁场，金属杆中一定没有感应电动势，C 错口对、13.（08 重 庆 18）如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力“及在水平方向运动趋势的正确判断是A.K 先小于m g后大于m g,运动趋势向左B.K 先大于必g 后小于侬运动趋势向左C.K 先大于Rg后大于m g,运动趋势向右D.A 先大于侬后小于m g,运动趋势向右解析：本题考查电磁感应有关的知识，本题为中等难度题目。条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时，为

16、阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势，当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重:力后小于重力，运动趋势总是向右。1 4.（0 8 上 海 6）老师做了一个物理小实验让学生观察：轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆克绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（B）A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环

17、，横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动解析：左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动。右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动。1 5.（0 8 宁 夏 1 6）如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻兄和r,导体棒P Q 与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是A.流过 的电流为由d 到c,B.流过力的电流为由c 到 4C.流过 的电流为由d 到c,D.流过y?的电流为由c 到 4流 过 r 的电流为由6 到a流过r的电流为由6 到a流过r的电流为山a 到b流

18、过r的电流为由a 至 IJ 6(解析：本题考查右手定则的应用。根据右手定则，可判断河作为电源，。端电势高,在尸0 c d 回路中，电流为逆时针方向，即流过 的电流为由c 到 d,在电阻r的回路中，电流为顺时针方向，即流过r的电流为由6 到 a。当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向。1 6.（0 8-山东 2 2）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距 为 L ,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置山静止释放.则（A C）A

19、.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB.金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a-bC.金属棒的速度为v时.所受的安培力大小为F =D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少解析：在释放的瞬间，速度为零，不受安培力的作用，只受到重力，A对。由右手定则可得，电流的方向从b到 a,B 错。当速度为n 时，产生的电动势为E =5/v,受到的安培R2 r2力为F=B I L,计算可得尸=上，（；对。在运动的过程中，是弹簧的弹性势能、重:力势R能和内能的转化，I）错。1 7.（0 8 上 海 1 0）如图所示，平行于y 轴的导体棒以速度 向右匀速直线运动，经过半径 为 足 磁感应强度为6的圆

20、形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势e 与导体棒位置棒切割有效长度=2 咫i n 以 电动势与有效长度成正比，故在广左侧，电动势与x的关系为正弦图像关系，山对称性可知在产右侧与左侧的图像对称。考 点 3电磁感应综合问题1 8.（0 9 福 建 1 8）如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。一质量为加（质量分布均匀）的导体杆a b 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L 时，速度恰好达到最大（运

21、动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接 入 电 路 的 电 阻 为 r ,导 轨 电 阻 不 计，重 力 加 速 度 大 小 为 go则 此 过 程（F-fng）RA.杆的速度最大值为B.流过电阻R的电量为K +rC.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量解析：当杆达到最大速度%时，F f m g-BP%,=0得(叱叱g)p?+.),A 错；由公式=也，B对；在棒从开始到达到最大速度的过程中由（7?+r）-（7?+r）动能定理有：畋+%.+%安.=鸵 ，其 中 力=一 加g，%冢=一。，恒力厂做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化

22、量与回路产生的焦耳热之和，C错；恒力产做的功与安倍力做的功之和等于于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，D 对。19.(0 9 全国卷U 2 4)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率些=左，k为负的常量。用电阻率为P、横截面积为S 的硬导线做成一Ar边长为/的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。(1)导线中感应电流的大小;(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化。IX X,kls1 =3P解 析：本 题 考 查 电 磁 感 应 现 象.(D线 框 中 产 生 的 感 应 电 动 势s A/A/=l2k.A/2在线框产生的感应电流/=RR=p ，.s联

23、立得/=竺k v（2）导线框所受磁场力的大小为尸=8，它随时间的变化率为 /丝，由以上式 t kF k2l2s联立可得=-t 8220.（0 9 北 京 23）（18分）单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要山将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和 c,a,c间的距离等于测量管内径D,测量管的轴线与a、c的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极a、c的间出现

24、感应电动势E,并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。（1）已知。=0.4 0 愣,8 =2 0 5 x 1 0-37,0 =0.1 2 3/5,设液体在测量管内各处流速相同，试求E的 大 小（乃去3.0）（2）一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆卜重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法；（3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其 阻值记为凡a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率色变化而变化，从而会影

25、响显示仪表的示数。试以E、Ro r为参量，给出电极a、c间输出电压U 的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。解析：（1）导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动，在电极a、c间切割感应线的液柱长度为1）,设液体的流速为v,则产生的感应电动势为E=BDv 由流量的定义，有 Q=Sv=9-v 4式联立解得 后=8。鸟=丝 2T TD2 D代 入 数 据 得E=4 x 2.5 x l0-x 0.1 2r =L 0 x l 0,3 K3x0.4（2）能使仪表显示的流量变为正值的方法简便，合理即可，如:改变通电线圈中电流的方向，使磁场B 反向，或将传感器输出端对调接入

26、显示仪表。（3）传感器的显示仪表构成闭合电路，有闭合电路欧姆定律/=R +rU =IR =-R +r I+(r/R)输入显示仪表是a、c间的电压U,流量示数和U-一对应，E与液体电阻率无关，而r随电阻率的变化而变化，山式可看出，r变化相应的U 也随之变化。在实际流量不变的情况下，仪表显示的流量示数会随a、c间的电压U 的变化而变化，增大R,使 R r,则U-E,这样就可以降低液体电阻率的变化对显示仪表流量示数的影响。2 1.（0 9 上海物理 2 4）（1 4 分）如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为/,左侧接一阻值为 的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场

27、，磁场宽度为s。质量为加，电阻为r的金属棒M N 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到/?=0.5P+0.4（N）为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知 J=l m,必=l kg,R=Q.3 Q,r=0.2C,s=l m)（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动;（2）求磁感应强度6 的大小;若撤去外力后棒的速度 随位移x的变化规律满足。一嬴而X,且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力尸作用的时间为多少？（4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。解析：（1）金属棒做匀加速运动

28、，尤两端电压质c/x a cy,随时间均匀增大，即/随时间均匀增大，加速度为恒量;百fv(2)F =m a,以 4 0.5。+0.4R-r r代 入 得(0.5)H 0.4=a/r-r ra 与 无 关 所 以 a=0.4 m/s (0.5 巾)=0得 3=0.5 T(3)x i=g a%=z n I x-X 2=zat,X X 2=SJm(+r)m(7?+r)4 fats1一2得:0.2t2+0.8 t-l=0,t=l s,(4)可能图线如下:22.(0 9 广东物理 1 8)(1 5 分)如 图 1 8 (a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线与阻值为2 的电阻R连结成闭合回路。线

29、圈的半径为r,在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度6 随时间t 变化的关系图线如图 1 8 (b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为友和瓦.导线的电阻不计。求 0 至力时间内(1)通过电阻R上的电流大小和方向；(2)通过电阻R上的电量q及电阻R上产生的热量。解析：由图象分析可知，o至4时间内_ Ba t 0由法拉第电磁感应定律H E=n-=n s t /而s =兀r；山闭合电路欧姆定律有乙=-1 R +R联立以上各式解得通过电阻尺上的电流大小为4=西 奥3R t。由楞次定律可判断通过电阻R：的电流方向为从b到 a通过电阻舄上的电量夕=/,=吗也13R t。通过

30、电阻与上产生的热量0 =/：&=23；/松2 3.（08 全国n 2 4）（1 9 分）如图，一直导体棒质量为m、长 为 人 电 阻 为 r,其两端放在位于水平面内间距也为/的光滑平行导轨上，并与之密接：棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平X X X X XX X X X X/八 BX X XXX0X X X X XX X X X X面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度V。在棒的运动速度山的减小至H的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I 保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过

31、程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。解析：导体棒所受的安培力为：户BI1.（3 分）由题意可知，该力的大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从叫减小到%的过程中，平均速度为：V =g（%+V 1）.（3 分）当棒的速度为/时，感应电动势的大小为：E=B v.（3 分）棒中的平均感应电动势为：E =Bl v.（2分）综合式可得：后=3 引d+匕）.（2分）导体棒中消耗的热功率为：P=3.（2分）负载电阻上消耗的热功率为：R=0 -P、.（2分）由以上三式可得：=1w（v0+v,）-/2/-.（2分）2 4.（08 北 京 2 2）（1 6分）均匀导线制成的单位正。方形闭合

32、线框a b e d,每边长为乙总电阻为此总质量为加 d c1将其置于磁感强度为B 的水平匀强磁场上方方处,如图所示。.1线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且 C d rXj r XVKVMPC边始终与水平的磁场边界平行。当 C 边刚进入磁场忖，*.*1.*.*(1)求线框中产生的感应电动势大小；(2)求 c d 两点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度力所应满足的条件。解析：(1)c d 边刚进入磁场时，线框速度叩J 期线框中产生的感应电动势E=BL v=BL J 砺p(2)此时线框中电流 A-Rc d 两点间的电势差4 4安培力 六BIL=B N廊R根

33、据牛顿第二定律r ng-F=m a,由 =0ffl?W R解得下落高度满足。炉 色 驾2B414的变化可以忽略，并忽略切阻力。列车在驱动系统作用下沿公方向加速行驶，某时刻速度为八/)。(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理；(2)为使列车获得最大驱动力，写出版伏闾边应处于磁场中的什么位置及力与夜间应满足的关系式：(3)计算在满足第(2)间的条件下列车速度为州寸驱动力的大小。解析：(1)由于列车速度与磁场平移速度不同，导致穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁感应，金属框中会产生感应电流，该电流受到的安培力即为驱动力。(2)为使列车获得最大驱动力，助其用应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地

34、方，这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大，导致框中电流最强，也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大。因此，司应为4 的奇数倍，即2d=(2左+1)或 4 =-(左e N)2 2A+1(3)由于满足第(2)问条件：则M N、P Q 边所在处的磁感应强度大小均为氏且方向总相反，经短暂的时间A 7,磁场沿O x 方 向 平 移 的 距 离 为 同 时，金属框沿O x 方向移动的距离为V /0因为v V,所以在/时间内M N 边扫过磁场的面枳s=(v0-v)/A/在此加 时间内，M N 边左侧穿过S 的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化 的=即()&同理，该4 时间内，P Q 边左侧移出金属框的

35、磁通引起框内磁通量变化相=50/(v0-v)A/故在/内金属框所围面积的磁通量变化=也+A中,如 根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势大小E-A/根据闭合电路欧姆定律有1=三 R根据安培力公式，M N 边所受的安培力P Q 边所受的安培力FPQ=稣 根据左手定则，M N、P Q 边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小F=F+FP Q=2BJl联立解得1=4即2(%一,R2 6.(0 8 江 苏 1 5)(1 6 分)如图所示,间距为Z 的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为,导轨光滑且电阻忽略不计.场强为耶J 条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为4,间距为4.两根

36、质量均为必、有效电阻均为硒导体棒a 和6 放在导轨匕并与导轨垂直.(设重力加速度为g)(1)若磁入第2 个磁场区域时，。以与a同样的速度进入第1 个磁场区域，求6 穿过第1 个磁场区域过程中增加的动能&(2)若a进入第2 个磁场区域时，恰好离开第1 个磁场区域；此后a离开第2 个磁场区域时,b又恰好进入第2 个磁场区域.且a.b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相.求6 穿过第2 个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热0.(3)对于第问所述的运动情况，求a穿出第4 个磁场区域时的速率v答案(1)b穿过地1 个 磁 场 区 域 过 程 中 增 加 的 动 能=m g d s i n 0

37、；(2)Q=/g(4 +4)s i n。；(3)4m g,八 B2l dxv =.2 s i n 0-L炉/2 4 8 m R解析：(1)a 和 b 不受安培力作用，由机械能守恒定律知,Ek=m g d s i n 6(2)设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为h刚离开无磁场区域时的速度为如由能量守恒知：在磁场区域中，；/匕2+0=g加s i n。在无磁场区域中，+0=；机/2 +加g Q 2 s i n。.解得。=m g(4+d 2)s i n。.(3)在无磁场区域：根据匀变速直线运动规律 v2-v,=g r s i n 6 且 平 均 速 度 4有磁场区域:棒 a 受到的合力 F=m g s

38、i n 0-BIl .感 应 电 动 势s =Bl v 感 应 电 流/=()2RD212解得 F=m g s i n 0-v .27?根据牛顿第二定律，在 t 到 t+Z t时间内V A v =V A/.(11)J J mo 2 ;2则有 V A v =V g s i n-A/.(12)2 m Ro 2 1 2解得 V j -v2=gt s i n 0-d、2 m R27.(08 上 海24)(14分)如图所示，竖直平面内有一半径为八内阻为吊、粗细均匀的光滑半圆形金属球，在M、N x ；x、处与相距为2八电阻不计的平行光滑金属轨道,瞅A 夕相接，E FXX-XXXXMX5X之间接有电阻感 已

39、知册=12兄 兄=4 几 在磔上方及 切下方有水平方向的匀强磁场I 和 H,磁感应强度大小均为B.现有质量为小、电阻不计的导体棒a b,从半圆环的最高点A处 由 静C止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。已知导体棒劭下落”2后时的速度大小为小 下落到拗 处的速度大小为侬X8XXx_(1)求导体棒就从下落”2 时的加速度大小。(2)若导体棒a方进入磁场I I 后棒中电流大小始终不变，求磁场I 和 I I 之间的距离h和兄上的电功率8。(3)若将磁场I I 的切边界略微下移，导体棒仍刚进入磁场I I 忖速度大小为外 要使其在外力厂作用下做匀加速直线

40、运动，加速度大小为a,求所加外力尸随时间变化的关系式。解析：(1)以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒劭从力下落”2时，导体棒在策略与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得：m g-BIL=m a,式 中/=g r班其,、n8Rx(4R+4R)式中 R,=-=4 A总 8R+(4R+4R)由以上各式可得到所g-爵(2)当导体棒就通过磁场I I 时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变,即mgc,c c Sx2rxv,c 4B2r2v,BI x2r=Bx-x2r=-R并 R并式中解得_ mgR*._ 3mgR导体棒从助V 到如做加速度为g 的匀加速

41、直线运动，有c 2 )2得勺吟此时导体棒翦力的功率为3 -2 g2 R2=勺=而根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即+*所以,3 _ 9m2 g?R4 G 165v2（3）设导体棒劭进入磁场I I 后经过时间 的速度大小为v；,此时安培力大小为FBr2v3R由于导体棒劭做匀加速直线运动，有丫：=匕+根据牛顿第二定律，有；F+m g 尸 m a即 F+mg 4B2r2(v.+at)-:-=ma3R4 8*由以上各式解得：F=-（at+匕）-m（g-）3R3R3R“3+ma-mg2 8.（0 8 广 东 1 8）（1 7 分）如 图（a）所示，水平放置的两根平行金属导

42、轨，间距L=0.3 m.导轨左端连接於=0.6 。的电阻，区域a b e d 内存在垂直于导轨平面庐0.6 T 的匀强磁场，磁场区域宽介0.2 m.细金属棒片和A 2 用长为2 分0.4 m 的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为2=0.3 Q,导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度尸1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒人进入磁场（狂0）到 A?离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻分的电流强度，并 在 图（b）中画出.解析：0-ti (0-0.2 s)A 1 产生的感应电动势：E=BDv=0.6 x 0.3 x 1.0=0.18KR 尸电 阻R与A

43、z并联阻值：火并=-=0.2 Q并R +r所以电阻R两端电压U=1E=-x 0.1 8 =0.0 7 2 0H井+，0.2+0.3通过电阻R的电流：I i=Ut =巴0 0 7上2=0.1 2 1 R 0.6t i t z(0.2 0.4 s)斤 0,7 0t2-t 3(0.4-0.6s)同理：ZFO.1 2 A三年高考.集训（20052007）一、选择题1.（0 7 宁 夏 理 综 2 0）电阻氏 电 容。与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过的电流方向和电容器极板的带电情况是（D）A.从a到b,B.从a到

44、b,C.从，到a,D.从b到a,上极板带正电下极板带正电上极板带正电下极板带正电2.（07 全 国 理 综I 2 1）如图所示，L O O Z 为一折线，它所形成的两个角A L O O 和N O O Z均 为4 5。折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里，一边长为/的正方形导线框沿垂直于O O 的方向以速度/作匀速直线运动，在r=0时刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅 图 中 能 够 正 确 表 示 电 流 一 时 间（/一 Q 关 系 的 是（时 间 以 v为 单 位）(D)3.（07 山 东 理 综 2 1）用相同导线绕制的边长为/或2/的四个闭合

45、导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，以z两点间的 电 压 分 别 为 上、4、和勿。下 列 判 断 正 确 的 是BA.也-B.Ua ScC.U尸Ub VUc=UdD.Ub UH Ud Uc4.（07 上 海 7）取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为/的电流时，测得螺线管内中部的磁感皿八八八八应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为/的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（A ）A.0 B.0.3B C.B D.2 65.（06 陕 西 11）如图

46、，在匀强磁场中固定放置一根串接一 电 阻 R,.b dx l x X I X X X X的直角形金属导轨a o 6（在纸面内），磁场方向垂直于纸面朝里，另 有 两 根 金 x x x x x x xX X X X x X x属导轨C、d 分别平行于oa、M 放置。保持导轨之间接触良好，金 属 导 轨 的 X X X X X X XX|X X|X X X Xx|x X I X X X X电阻不计。现经历以下四个过程：x|x x|x X X XX X X X以速度/移动d,使它与。的距离增大一倍;再以速率/移动c,使它与o a 的距离减小一半；然后，再以速率2 y 移 动 c,使它回到原处；最后以

47、速率2 y 移 动 4使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻 的电量的大小依次为。、Q、Q 和则（A）A.。=0=4=。|B.Q=Q=2 Q；=2 Qi C.2 Q=2 Q=Q：=Qi D.Q#Q=Q；WQ6.（06 北 京 2 0）如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d 点垂直于磁场方向射入，沿曲线助a 打到屏MV 上的a 点，通过p a 段用时为/若该微粒经过夕点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最 终 打 到 屏 上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的A.轨迹为p b,至屏幕的时间将小于tB.轨迹为p c,至屏幕的时间将大于tC.轨迹为p b,至

48、屏幕的时间将等于tD.轨迹为p a,至屏幕的时间将大于t7.（0 6 四 川 1 7）如图所示，接有灯泡/的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中。位置对应于弹簧振子的平衡位置，只。两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计，贝 4（D）A.杆 由。到户的过程中，电路中电流变大 R-R R J I R 1 1B.杆山夕到。的过程中，电路中电流一直变大（）L 7 I：.I!.c.杆通过。处时，电路中电流方向将发生改变.小 .D.杆通过。处时，电路中电流最大 P O。9.（0 6 江 苏 1 9 ）关 于 多

49、用 电 表 的 使 用，下 列 说 法 中 正 确 的 是（A）A.用电流挡测电流或用电压挡测电压前，必须检查机械零点B.用电阻挡测电阻前,不需要检查机械零点C.用电阻挡测电阻时，若从一个倍率变换到另一个倍率，不需要重新检查欧姆零点I）.用电阻挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越大1 0.（0 5 广东6）如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面上,导轨上横放着两根相同的导体棒a b、c d 与导轨构成矩形回路。导体棒的两曾 瀛 露 处于压,IQ Q Q Q Q Q,b d缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为此回路上其余部分的电阻不计，在

50、导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时.，导体棒处于静止状态。剪断细线后，导体棒在运动过程中（AD ）A.回路中有感应电动势B.两根导体棒所受安培力的方向相同C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒1 1.（0 5 广 东 2 6）在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史 的 进 步。在 对 以 下 几 位 物 理 学 家 所 作 科 学 贡 献 的 叙 述 中，不 正 确 的 说 法 是(A )A.库仑发现了电流的磁效应B.爱因斯坦成功地解释了光电效应现象C.法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律D.牛顿