高考物理考前冲刺预测专题电磁感应

1 / 8 2011 高考物理考前冲刺预测专题 9：电磁感应 一、选择题（共 10 小题，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小 题有多个选项正确。全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错的或不答的得 0 分） 1. 水平放置的金属框架ｃｄｅｆ处于如图 1 所示的匀强磁场中，金属棒ａｂ置于光滑的框 架上且接触良好，从某时刻开始磁感应强度均匀增加，现施加一外力使金属棒ａｂ保持静止， 则金属棒ａｂ受到的安培力是（ ） Ａ.方向向右，且为恒力 B.方向向右，且为变力 Ｃ.方向向左，且为变力 Ｄ.方向向左，且为恒力 2. 现将电池组、滑线变阻器、带铁心的线圈Ａ、线圈 B、电流 计及如下图连接，在开关闭合、线圈Ａ放在线圈Ｂ中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻 器的滑动端Ｐ向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（ ） Ａ.线圈Ａ向上移动或滑动变阻器的滑动端Ｐ向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转 Ｂ.线圈Ａ中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转 Ｃ.滑动变阻器的滑动端Ｐ匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央 Ｄ.因为线圈Ａ、线圈Ｂ的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向 3. 如图 2 所示，两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中，磁场垂直于导轨所在平面向里， 金属棒ａｂ可沿导轨自由滑动，导轨一端跨接一个定值电阻Ｒ，导轨电阻不计，现将金属棒 沿导轨由静止向右拉、若保持拉力恒定，当速度为ｖ时，加速度为 1a ，最终以速度 2ｖ做匀 速运动；若保持拉力的功率恒定，当速度为ｖ时，加速度为 2a ， 最终也以 2ｖ做匀速运动，则（ ） Ａ. 2 1a a Ｂ. 2 12a a Ｃ. 2 13a a Ｄ. 2 14a a 图 2 4. 电子感应加速度是利用变化磁场产生的电场来加速电子的。在圆形磁场的两极之间有一 环行真空室，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的 电场，使电子加速，被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动，设法把高能电 子引入靶室，横使其进一步加速，在一个半径为ｒ的电子感应加速器中，电子在被加速的ｔ 秒内获得的能量为Ｅ，这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的，磁通量从零增加到  ，则下列说法正确的是（ ） 2 / 8 Ａ.环形室内的感应电动势 为 t  Ｂ.电子在被加速的ｔ秒内获得能量为Ｅ而底子要绕行 E e 周 Ｃ.电子在被加速的ｔ秒内获得能量为Ｅ的过程中，电场力做功为Ｅ Ｄ.电子在被加速的ｔ秒内获得能量为Ｅ的过程中，电场力做功为 e 5. 如图 3 中的甲所示，ａｂｃｄ为导体做成的框架，其平面与水平面成 角，质量为ｍ的 导体棒ＰＱ与ａｄ、ｂｃ接触良好，回路的总电阻为Ｒ，整个装置放在垂直于框架平面的变 化磁场中，磁场的磁感应强度Ｂ随时间ｔ的变化情况如图 3 中的乙所示（设图甲中Ｂ的方向 为正方向）。若ＰＱ始终静止，关于ＰＱ与框架间的摩擦力在 0- 1t 时间内的变化情况，以下 对摩擦力变化情况的判断可能的是（ ） A.一直增大 B.一直减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小 6.如图 4 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，导轨上横放着两根相 同的导体棒ａｂ、ｃｄ与导轨构成矩形回路，导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质 弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为Ｒ，回路上其余部分的电阻不计，在导轨平 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（ ） 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 图 4 7. 物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量，如图 5 所示， 探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈的匝数为ｎ，面极为 Ｓ，线圈与冲击电流计组成的回路总电阻为Ｒ。若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平 面与磁场垂直，现把探测线圈翻转 1800，冲击电流计测出通过线圈的电量为ｑ，由上述数据 可测出被测磁场的磁感应强度为（ ） Ａ. /qR S Ｂ. /qR nS Ｃ. / 2qR nS 图 5 3 / 8 Ｄ. / 2qR S 8. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框原先整个置于有界匀强磁场内，磁场方向垂直于线 框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框沿四个不同方向匀速平移出磁场，如图 6 所示，线框移出磁场的整个过程（ ） Ａ.四种情况下流过ａｂ边的电流的方向都相同 Ｂ.①图中流过线框的电量与ｖ的大小无关 Ｃ.②图中线框的电功率与ｖ的大小成正比 Ｄ.③图中磁场力对线框的功与 2v 成正比 图 6 9. 弹簧的上端固定，下端挂一根质量为ｍ的磁铁，在磁铁下端放一个固定的闭合金属线圈， 将磁铁抬到弹簧原长处由静止开始释放，使磁铁上下振动时穿过线圈。已知弹簧的劲度系数 为ｋ，弹簧的伸长量ｘ与弹性势能的关系为 2 2P kxE  ，则线圈产生的焦耳热的总量是( ) A. 0 B. xk mg 2)( C. k mg 2)( D. 2( ) 2 mg k 10. 如图 7 所示，两根相距为 l 的平行直导轨 ab、cd，b、d 间连有一固定电阻 R，导轨电 阻可忽略不计。MN 为放在 ab 和 cd 上的一导体杆，与 ab 垂直，其电阻也为 R。整个装置处 于匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）， 现对 MN 施力使它沿导轨方向以速度 v 向右做匀速运动。令 U 表示 MN 两端电压的大小，则 ( ) A. ,2 1 vBlU  流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 d B. ,2 1 vBlU  流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b C. ,vBlU  流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 d D. ,vBlU  流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b 二、填空题（共 2 小题，共 30 把答案填在题中的横线上） 11. 一种测量血管中血流速度仪器的原理如图 8 所示，在动脉血管左右两侧安装电极并连接 电压表，设血管直径是 2.00ｍｍ，磁场的磁感应强度为 0.080Ｔ，电压表测出的电压为 0.10 ｍＶ，则血流速度大小为ｍ／ｓ（取两位有效数字） 图 7 4 / 8 12. 有一个被称为“千人震”的趣味物理小实验，实验是用一节电动势为 1.5Ｖ的新干电池， 几根导线，开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位做这个实验的同学手拉手成一串，另一 同学将电池、镇流器、开关用导线将它们首、尾两位同学两个空着的手相连， 如图 9 所示， 在开关通或断时，就会连成一串的同学都有触电感觉，该实验原理是；人有触电感觉时开关 是接通还是开关是断开的瞬间，因为。 13. 如图 10 所示，水平铜盘半径为 r，置于磁感强度为 B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜 盘绕过中心轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的中心及边缘处分别用滑片与一理想变压器 的原线圈相连，理想变压器原副线圈匝数比为 n，变压器的副线圈与一电阻为 R 的负载相连， 则变压器原线圈两端的电压为______________，通过负载 R 的电流为____________。 三、计算题（共 4 小题，共 80 分解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要 步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 14. 如图 11 所示在半径为Ｒ的绝缘圆筒内有匀强磁场，方向垂直纸面向里，圆周正下方有 小孔Ｃ与平行金属板Ｍ、Ｎ相通，两板间距为ｄ，两板与电动势为Ｅ的电源连接，一带电量 为-ｑ、质量为ｍ的带电粒子（重力忽略不计），开始时静止于Ｃ孔正下方紧靠Ｎ板的Ａ点， 经电场加速后从Ｃ孔进入磁场，并以最短的时间从Ｃ孔射出。已知带电粒子与筒壁的碰撞无 电量损失，且每次碰撞时间极短，碰后以速率返回，求： （１）筒内磁场的磁感应强度大小； （２）带电粒子从Ａ点出发至第一次回到Ａ点所经历的时间； 5 / 8 15. .如图 12 所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO 轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直， 线圈匝数ｎ＝40，电阻ｒ＝0.1 ，长 1l ＝0.05ｍ，宽 2l ＝0.04ｍ，角速度 100 /rad s  ， 磁场的磁感应强度 0.2B  Ｔ，线圈两端外接电阻Ｒ＝9.9  ，的用电器和一个交流电流表。 求： （１）线圈中产生的最大感应电动势； （２）电流表的读数； （３）用电器的功率 16.如图 13 所示，平行的光滑金属导轨ＥＦ和ＧＨ相距 L，处于同一竖直平面 内，ＧＥ间解有阻值为Ｒ的电阻，轻质金属杆ａｂ长为２L，近贴导轨数值放置，离ｂ端 0.5L 处固定有质量为ｍ的小球，整个装置处于磁感应强度为Ｂ并与导轨平面垂直的匀强磁场中， 当ａｂ杆由静止开始紧贴导轨绕ｂ端向右倒下至水平位置时，球的速度为ｖ，若导轨足够长， 导轨及金属杆电阻不计，求在此过程中： （１）通过电阻Ｒ的电量； （２）Ｒ中通过的最大电流强度. 17. 如图 14 所示，磁感应强度 B=0.2T 的匀强磁场中有一折成 30°角的足够长的 金属导轨 aob ，导轨平面垂直于磁场方向。一条长度 ml 100  的直导线 MN 垂直 ob 方向放置在轨道上并接触良好。当 MN 以 v=4m/s 从导轨 O 点开始向右平动时， 若所有导线单位长度的电阻 mr /1.0  。求：经过时间 st 2 后： （1）闭合回路的感应电动势的瞬时值? （2）闭合回路中的电流大小和方向? （3）MN 两端的电压 MNU 6 / 8 7 / 8 15.解：（１）感应电动势的最大值： 1.6mE nB S V  （２）由欧姆定律得电流的最大值： m m EI R r   ＝0.16Ａ 电流的有效值 2 mII  ＝0.11Ａ （３）用电器上消耗的电功率： 2 0.13P I R W  16. 解：（1）ａｂ脱离ＥＦ前，电路中的磁通量的变化为 23 2B s Bl    平均感应电动势为 E t   ， 有 23 2 E Blq I t tR R R       8 / 8 （2）ａｂ脱离ＥＦ时，回路中通过电流最大，即 2m ab m E B l vI R R     ， ａｂ脱离ＥＦ后，电路中不在有电流，并且ａｂ倒下过程中只有小球的重力做功，机械能守 恒，即 2 21 1 4 2 2 lmg mv mv  球 ａｂ上各处切割磁感线的速度是不同的，其等效切割速度应等于ａｂ中点的速度 abv v v 中 球＝２ 联立解得 2 224 2 , 4 2 .ab m Blv v gl I v glR     17.解：（1）经过时间t 后，MN 运动的距离为 vt ，由图可知直导线 MN 在闭合回路中的有效 长度为 )(62.430tan 0 mvtl  ， 此时感应电动势的瞬时值： 7.323 3162.030tan 02  tBvBlve （V） （2）此时闭合回路中的总长度为： )30tan(230tan 00  vtvtvtL )(8.21)3 323 31(24 m 闭合回路中的总电阻： 18.2 LrR总 )( 根据全电路的欧姆定律，电流大小： 69.118.2 7.3  总R eI （A），由右手定律可得电 流方向在闭合回路中是逆时针方向 （3）此时 MN 中不在闭合回路中的导线 MP 的长度为 )(38.562.4100 mlll  产生的电动势 30.4438.52.0  vlBUe MPMP （V） 在闭合回路中的导线 PN 两端电压 92.21.062.469.17.3  PNPN IReU （V） 所以 MN 两端的电压 MNU