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1、学习好资料 欢迎下载 2012届专题卷物理专题九答案与解析 1【命题立意】本题主要考查磁通量的变化率和、/t 的区别。【思路点拨】表示穿过磁场中某个面的磁感线的条数，是状态量，由面积S、磁感应强度 B 以及它们的夹角决定，只有当面积 S 与磁感应强度 B 垂直时，=BS 才能成立，如果 B 与 S 的夹角为 ，则应把面积 S沿与 B 垂直的方向投影，此时 =BSsin。磁通量变化量 是指末态的 2与初态的 1的差，即 =21，是过程量，它可以由有效面积的变化、磁场的变化而引起，且穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电动势的必要条件。磁通量变化率 /t 是表示单位时间内磁通量变化的大小，即磁通
2、量变化快慢，感应电动势的大小与回路中磁通量变化率 /t 成正。【答案】C【解析】E=/t，与 t 的比值就是磁通量的变化率，所以只有 C 正确。2【命题立意】本题主要考查自感现象和互感现象。【思路点拨】自感现象的应用：凡是有导线、线圈的设备中，只要有电流变化都有自感现象存在，但对于特殊的双线绕法要加以区别，因此在做题时要特别留心这一特殊情况。【答案】BD【解析】两线圈绕的方向相反，线圈产生的磁场方向相反。螺旋管内磁场和穿过螺旋管的磁通量都不发生变化，回路中一定没有自感电动势产生，正确答案选 BD。3【命题立意】本题考查感应电流产生的条件。【思路点拨】长度为 L 的导体，以速度 v 在磁感应强度
3、为 B 的匀强磁场中做切割磁感线运动时，在 B、L、v 互相垂直的情况下，导体中产生的感应电动势的大小恒为：E=BLv，在 M 中产生恒定的感应电流，不会造成 N 中磁通量的变化，电流表无读数。【答案】D【解析】导体棒匀速向右运动的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，M 中产生稳定的电流，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【命题立意】本题主要考查感应电动势和感应电流的产生条件和楞次定律。【思路点拨】感应电动势和感应电流产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化，就一定有感应电动势产生，电路可以闭合也可以断开。只有同时满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，
4、才能产生感应电流。【答案】B【解析】由右手定则可以判断开始时电流应为负值，其切割的有效长度是均匀增加的，当线框全部进入磁场到 ad 边离开磁场，再次利用右手定则可以判断此时电流应为正值，而其切割的有效长度是减小的，所以B 项正确。5【命题立意】本题主要考查感应电流方向的判断以及感应电动势的计算。【思路点拨】判断感应电流的方向可以利用楞次定律，也可以利用右手定则，求平均电动势的大小，应选公式tE。【答案】B【解析】在圆环进入磁场的过程中，通过圆环的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，感应电动势 E=Blv，有效长度先增大后减小，所以感应电流先增大后减小，同理可学习好资料
5、欢迎下载 以判断出磁场时的情况，A 错误；B 正确；根据左手定则可以判断，进入磁场和出磁场受到的安培力都向左，C 错误；进入磁场时感应电动势平均值21144BlEBlvltv，D 错误。6【命题立意】本题主要考查法拉第电磁感应定律的应用。【思路点拨】利用/t 求磁通量的变化率，一般情况求的是磁通量的平均变化率，那么用 E/t求得的则是平均电动势。【答案】BD【解析】当 S1、S2闭合，S3断开时，有IRREI2111；同理，当 S2、S3闭合，S1断开时有IRREI53212，当 S1、S3闭合，S2断开时有3133RREI。又 R1R2R3123，设 R1、R2、R3的电阻分别为 R、2R、
6、3R，又根据磁场的分布知 E3E1E2，联系以上各式解得 I37I。且有 E1t1tBS13IR，E2t2tBS225IR，则上下两部分磁场的面积之比为325。7【命题立意】本题主要考查电磁感应中的电路问题以及能量问题。【思路点拨】处理此题首先要对金属棒进行受力分析，明确各力的做功情况；其次利用动能定理和功能关系列式解题。【答案】AC【解析】整个运动过程安培力始终做负功，金属杆的机械能减小，所以回到底端时的速度小于v0，A 正确；上升过程中，由动能定理知 B 错；由能量转化和守恒得，减少的动能转化为金属杆的重力势能和电路的电能，电能又转化为电阻上的焦耳热，C 正确；由于金属杆的机械能不断减小，
7、所以上升过程经过某位置时的速度大于下滑过程经过该位置的速度，则上升时的电动势大，所以瞬时热功率大，D 错误。8【命题立意】本题主要考查电磁感应中的力学问题。【思路点拨】既然有感应电流产生，就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的，所以只能是机械能转化为电能，因此机械能减少。磁场力对物体做负功，是阻力，表现出的现象就是“阻碍”导体的相对运动。【答案】AB【解析】因为通过控制负载电阻使棒中的电流强度 I 保持不变，由 F安=BIl 恒定，又由于导体棒在水平方向不受其它力的作用，所以导体棒做匀减速运动，选项 A 正确；在导体棒的速度从 v0减小至v1的过程中，平均速度为1021vvv，
8、导体棒中的平均感应电动势为1021vvBlvBlE，故选项B 也正确；导体棒中消耗的功率为rIP21，所以负载电阻上消耗的平均功率为rIvvBlPIEP2101221，故选项 CD 都不正确，所以正确选项为AB。9【命题立意】本题主要考查楞次定律和安培力大小判断。【思路点拨】在闭合线圈进入磁场的过程中，首先判断穿过闭合电路的磁通量如何变化，进而利用楞次定律判断感应电流的方向；然后根据安培力公式判断力的增减变化，计算穿过线圈某个横截面的电荷量。【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
9、效长度先变大后变小，感应电流先变大示穿过磁场中某个面的磁感线的条数是状态量由面积磁感应强度以及它们的夹角决定只有当面积与磁感应强度垂直时才能成立如果与的夹角为则应把面积沿与垂直的方向投影此时磁通量变化量是指末态的与初态的的差即是过程量它变化率是表示单位时间内磁通量变化的大小即磁通量变化快慢感应电动势的大小与回路中磁通量变化率成正答案解析与的比值就是磁通量的变化率所以只有正确命题立意本题主要考查自感现象和感现象思路点拨自感现象的应用凡是心这一特殊情况答案解析两线圈绕的方向相反线圈产生的磁场方向相反螺旋管内磁场和穿过螺旋管的磁通量都不发生变化回路中一定没有自感电动势产生正确答案选命题立意本题考查感
10、应电流产生的条件思路点拨长度为的导体以速学习好资料 欢迎下载 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。10【命题立意】本题考查电磁感应定律的综合应用。【思路点拨】本题综合性较强，做题时要从两个方面着手：从力的角度出发，分析 ab 杆受力情况，进而求出感应电流的大小；其次根据功率的公式求解功率的大小。【答案】D【解析】根据左手定则，导体棒上的电流从 b 到 a，根据电磁感应定律可得 A 正确；根据共点力平衡知识，导体棒 a、b 受到的安培力大小等于重力沿导轨向
11、下的分力，即 mgsin，B 正确；根据mgsin=B2Ld，解得dBmgI2sin，C 正确；圆形导线的热功率等于222222222sin)sin(dBgmrdBmgrI，D 错误。11【命题立意】本题主要考查感应电流和电路。【思路点拨】本题着重从两个方面考虑问题：一是谁是电源，电动势是多少？二是谁是外电路，bd 两端的电压是路端电压还是电动势的大小？【答案】（1）2 2023B l vR；（2）30BlvIREUbd【解析】（1）U 型框向右运动时，NQ 边相当于电源，产生的感应电动势0EBlv（1 分）U 型框连同方框构成的闭合电路的总电阻为3+=22RRRR总（1 分）闭合电路的总电流
12、为023BlvEIRR总（1分）NQ 边受到的安培力为2 2023B l vFBIlR即拉动型框使它以速度v0垂直NQ 边向右匀速运动的拉力为2 2023B l vR（1分）（2）根据闭合电路欧姆定律可知，bd 两端的电势差为：03bdBlvUEIR（2 分）12【命题立意】本题主要考查计算感应电动势和线圈所受安培力。【思路点拨】求感应电动势的平均值用 En/t 公式，而导线切割磁感线运动产生感应电动势的瞬时值用公式 E=BLv 计算。在此基础上求感应电流、外力对线圈做的功。【答案】（1）RnBLd；（2）RvdLBnMgd3222【解析】（1）由题意可得：t Iq（1 分）tRnBLdREI
13、（1 分）由联立解得：RnBLdq（1 分）（2）线圈匀速离开磁场的过程中，线圈所受安培力为：LInBF（1 分）由动能定理可得：0FdMgdW（1 分）由以上各式联立解得：RvdLBnMgdW3222（1 分）13【命题立意】本题主要考查电磁感应中的能量守恒问题。【思路点拨】求解时要注意分析导体的运动情况与受力情况，并注意结合力学中的相关规律。分析受力时不能忘记安培力，在应用能量守恒定律时不能局限于机械能，还要考虑内能和电能。【答案】（1）rBv30 （2）rBL60 （3）620mv【解析】（1）设 ab 棒在导轨之间的长度为 l，根据法拉第电磁感应定律可得：E=Blv0（1 分）示穿过磁
14、场中某个面的磁感线的条数是状态量由面积磁感应强度以及它们的夹角决定只有当面积与磁感应强度垂直时才能成立如果与的夹角为则应把面积沿与垂直的方向投影此时磁通量变化量是指末态的与初态的的差即是过程量它变化率是表示单位时间内磁通量变化的大小即磁通量变化快慢感应电动势的大小与回路中磁通量变化率成正答案解析与的比值就是磁通量的变化率所以只有正确命题立意本题主要考查自感现象和感现象思路点拨自感现象的应用凡是心这一特殊情况答案解析两线圈绕的方向相反线圈产生的磁场方向相反螺旋管内磁场和穿过螺旋管的磁通量都不发生变化回路中一定没有自感电动势产生正确答案选命题立意本题考查感应电流产生的条件思路点拨长度为的导体以速学
15、习好资料 欢迎下载 由闭合电路欧姆定律得：rBvlrBlvI3300（2 分）（2）导体棒ab 第一次经过 O 点前，通过它的电量为RtIq（1 分）而2033BL，rLR032（1 分）故rBLq60（2 分）（3）裸导线最终只能静止于O 点，故其动能全部转化为焦耳热，即2021mvQ（1 分）因为导轨与ab 构成等腰三角形，三边电阻总是相等的，所以三边产生的热量总是相等的。即有632oabmvQQ（2 分）14【命题立意】本题主要考查电磁感应与电场、直流电路综合问题。【思路点拨】解题时求感应电动势是解题的关键，可根据题设条件选取电动势的计算公式。除此之外，还要掌握电路的串并联规律、电阻定律
16、、闭合电路欧姆定律和电功、电功率计算等知识。【答案】（1）23sin/BRTmgL S（2）0222sinmsQmgsT【解析】（1）根据图乙纸带上打出的点迹可看出，金属棒最终做匀速运动，且速度最大，最大值为 vm=2s/T，达到最大速度时，则有 mgsin=F安（1 分）F安ILB（1 分）总RBLvIm 其中 R总6R（1 分）所以 mgsin=总RvLBm22（1 分）解得23sin/BRTmgL S（2 分）（2）由能量守恒知，放出的电热 Q=mg2S0sin-221mmv（2 分）代入上面的vm值，可得 0222si nmsQmgsT（2 分）15【命题立意】本题主要考查电磁感应与能
17、量守恒综合问题【思路点拨】对于电磁感应中的能量转化问题，应弄清在过程中有哪些能量参与了转化，什么能量减少了，什么能量增加了，由能的转化和守恒定律即可求出转化的能量。能量的转化和守恒是通过做功来实现的，安培力做功是联系电能与其他形式的能相互转化的桥梁。因此，也可由功能关系（或动能定理）计算安培力的功，从而确定电能与其他形式的能相互转化的量。【答案】（1）1T （2）0.9s （3）vt=4m/s【解析】（1）线框的 ab 边刚进入磁场时，感应电流RBlvI0（1 分）线框恰好做匀速运动，有 F=mg+IBl（2 分）代入数据解得 B=1T（2 分）（2）设线框进入磁场做匀速运动的时间为1t，有s
18、 1001.vlt（1 分）线框全部进入磁场后做竖直上抛运动，到最高点时所用时间s2002.gvt（1 分）线框从开始进入磁场运动到最高点，所用时间 t=t1+t2=0.9s（2 分）示穿过磁场中某个面的磁感线的条数是状态量由面积磁感应强度以及它们的夹角决定只有当面积与磁感应强度垂直时才能成立如果与的夹角为则应把面积沿与垂直的方向投影此时磁通量变化量是指末态的与初态的的差即是过程量它变化率是表示单位时间内磁通量变化的大小即磁通量变化快慢感应电动势的大小与回路中磁通量变化率成正答案解析与的比值就是磁通量的变化率所以只有正确命题立意本题主要考查自感现象和感现象思路点拨自感现象的应用凡是心这一特殊情
19、况答案解析两线圈绕的方向相反线圈产生的磁场方向相反螺旋管内磁场和穿过螺旋管的磁通量都不发生变化回路中一定没有自感电动势产生正确答案选命题立意本题考查感应电流产生的条件思路点拨长度为的导体以速学习好资料 欢迎下载（3）线框从最高点回到到磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，则 IBl=mg（1 分）因此，线框穿出磁场过程还是做匀速运动，离开磁场后做竖直上抛运动，由机械能守恒定律可得)lh(mgmvmv202t2121（2 分）代入数据解得线框落地时的速度 vt=4m/s（2 分）16【命题立意】本题本题结合图象考查电磁感应的综合应用。【思路点拨】本题是力学、电磁学与图象的综合题。做题
20、时要用到楞次定律判断感应电流的方向、法拉第电磁感应定律求电动势，对金属棒受力分析求电流强度的大小，在此基础上利用匀变速直线运动公式求时间，用焦耳定律求热量。【答案】（1）通过 cd 棒的电流方向 dc，区域 I 内磁场方向为垂直于斜面向上 （2）22222BsinlRgm（3）3l（4）4mglsin 【解析】（1）通过 cd 棒的电流方向 dc（1 分）区域 I 内磁场方向为垂直于斜面向上（1 分）（2）对 cd 棒，F安=BIl=mgsin，所以通过 cd 棒的电流大小 I=mgsin Bl（1 分）当 ab 棒在区域 II 内运动时 cd 棒消耗的电功率 P=I2R=22222Bsinl
21、Rgm（1 分）（3）ab 棒在到达区域 II 前做匀加速直线运动，a=F合m=gsin（1 分）cd 棒始终静止不动，ab 棒在到达区域 II 前、后，回路中产生的感应电动势不变，则 ab 棒在区域 II 中一定做匀速直线运动，可得；tBlvt（1 分）x2tllB=Blgsin tx（1 分）所以gltsin2x（1 分）ab 棒在区域 II 中做匀速直线运动的速度glvsin2t（1 分）则 ab 棒开始下滑的位置离 EF 的距离 h=12 atx2+2l=3 l（1 分）（4）ab 棒在区域 II 中运动的时间 t2=t2vl=2lgsin （1 分）ab 棒从开始下滑至 EF 的总时
22、间 t=tx+t2=22lgsin （1 分）=Blvt=Blglsin2（1分）ab 棒从开始下滑至 EF 的过程中闭合回路中产生的热量：Q=It=4mglsin（1分）示穿过磁场中某个面的磁感线的条数是状态量由面积磁感应强度以及它们的夹角决定只有当面积与磁感应强度垂直时才能成立如果与的夹角为则应把面积沿与垂直的方向投影此时磁通量变化量是指末态的与初态的的差即是过程量它变化率是表示单位时间内磁通量变化的大小即磁通量变化快慢感应电动势的大小与回路中磁通量变化率成正答案解析与的比值就是磁通量的变化率所以只有正确命题立意本题主要考查自感现象和感现象思路点拨自感现象的应用凡是心这一特殊情况答案解析两线圈绕的方向相反线圈产生的磁场方向相反螺旋管内磁场和穿过螺旋管的磁通量都不发生变化回路中一定没有自感电动势产生正确答案选命题立意本题考查感应电流产生的条件思路点拨长度为的导体以速