电磁感应高考题选.pdf

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1、电磁感应高考题 12010海南物理 2 一金属圆环水平固定放置。现将一竖直的条形 磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环 的过程中，条形磁铁与圆环 A始终相互吸引 B始终相互排斥 C先相互吸引，后相互排斥 D先相互排斥，后相互吸引 【答案】 D 2 2010 江苏物理2 一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁 场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均 匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1 s 时 间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中， 线框中感应电动势的比值为 （A） 1 2 （B）1 （C） 2 （

2、D） 4 答案： B 3. 2010 全国卷 18 如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应 强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界 d 水平。 在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。 线圈从水平面a 开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面 a、 b 之间的距离。 若线圈下边刚通过水平面b、 c（位于磁场中）和d 时，线圈所受到的磁场 力的大小分别为 b F、 c F和 d F，则 A d F c F b F B. c F d F b F d F D. c F b FE2，a 端为正 B、E1E2，b 端为正 C、E1E2，a 端为正 D、E1E2，

3、b 端为正 答案： D 6. （08全国 21） 如图，一个边长为l 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l 的正方形导线框所在平面与 磁场方向垂直；虚线框对角线ab 与导线 框的一条边垂直，ba 的延长线平分导线 框在 t=0 时， 使导线框从图示位置开始 以恒定速度沿ab 方向移动，直到整个导线 框离开磁场区域 以 i 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 i-t 关系的图示中，可能正确的是( ) 答案 :C a b 7.（08全国 20）矩形导线框abcd 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

4、强 度 B 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 答案 :D 8. （08上海 10）如图所示，平行于y 轴的导体棒以速度v 向右匀 速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域， 导体棒中的感应电动势 与导体棒位置x 关系的图像是 ( ) 答案 :A 9 （2011 全国卷 1） (15 分) 如图，两根足够长的金属导轨ab、cd 竖 直放置，导轨间距离为L1电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均 为 P、电阻均为R 的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度 方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m 、电阻可以忽略的金属棒

5、 MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导 轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发 光。重力加速度为g。求： (1)磁感应强度的大小： (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。 解析：每个灯上的额定电流电压为 P I R PUR; I MN=2I （1） 灯保持正常发光,MN匀速运动 , 故：BIMNL=mg求出： 2 mgPR B PL （2）棒内阻略 , 则 U=E=BLv得： 2PRP v BLmg 10. （08全国 24） （19 分）如图，一直导体棒质量为m、长为 l、 电阻为 r，其两端放在位于水平面内间距也为l 的光滑平行导轨上，并 与之密接；棒左侧两导轨

6、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 所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0。在棒的运 动速度由v0减小至 v1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：F=BIl （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 v0减小到 v1的过程中，平均速度为：)( 2 1 10vvv （ 3 分） 当棒的速度为v 时，感应电动势的

7、大小为：E=Blv （3 分） 棒中的平均感应电动势为：vBlE（ 2分） 综合式可得： 10 2 1 vvBlE（ 2 分） 导体棒中消耗的热功率为：rIP 2 1（2 分） 负载电阻上消耗的热功率为： 12 PIEP （2 分） 由以上三式可得：rIvvBlP 2 102 2 1 （2 分） 112010江苏物理 13 如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放 置，相距为L, 一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂 直。一质量为m、有效电阻为R 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，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为 I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好

8、， 且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： (1)磁感应强度的大小B； (2)稳定后，导体棒运动速度的大小v； (3)流经电流表电流的最大值Im 答案： 12. （09广东物理18）如图（ a） ，一个电阻值为R ，匝数为n 的 圆形金属线与阻值为2R 的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为 r1 . 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B 随时间 t 变化的关系图线如图（b）所示。图线与 横、纵轴的截距分别为t0和 B0. 导线的电阻不计。求 0 至 t1时间内 （1）通过电阻R1上的电流大小和方向； （2）通过电阻R1上的电量q 及电阻 R1上产生的热量

9、。 解析 ：由图象分析可知，0 至 1 t时间内 0 0 BB tt 由法拉第电磁感应定律有 B Enns tt 而 2 2 sr 由闭合电路欧姆定律有 1 1 E I RR 以上各式解得 通过电阻 1 R上的电流大小为 2 02 1 0 3 nBr I Rt 由楞次定律可判断通过电阻 1 R上的电流方向为从b到 a 通过电阻 1 R上的电量 2 021 1 1 0 3 nBr t qI t Rt 通过电阻 1 R上产生的热量 2224 2 021 11 1 2 0 2 9 n Br t QI R t Rt 11（2011 天津） （18 分）如图，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ 间距为l

10、=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成 30角。 完全相同的两金属棒ab、cd 分别垂直导轨放置，每棒两端都 与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为 R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强 度为 B=0.2T ，棒 ab 在平行于导轨向上的力F 作用下，沿导轨向上匀 速 运 动， 而棒cd 恰好能保 持静 止 。取 g=10m/s 2， （1） 通过 cd 棒的电流I 是多少，方向如何？ （2）棒 ab 受到的力F 多大？ （3）棒 cd 每产生 Q=0.1J 的热量，力F 做 的功 W 是多少？ 11 （18 分） （1）棒

11、 cd 受到的安培力 cdFIlB 棒 cd 在共点力作用下平衡，则sin30 cd Fmg 由式代入数据解得I=1A，方向由右手定则可知由d 到 c。 （2）棒 ab 与棒 cd 受到的安培力大小相等Fab=Fcd 对棒 ab 由共点力平衡有sin30FmgIlB 代入数据解得F=0.2N （3） 设在时间 t 内棒 cd 产生 Q=0.1J 热量，由焦耳定律可知 2 QI Rt 设 ab 棒匀速运动的速度大小为v，则产生的感应电动势E=Blv 由闭合电路欧姆定律知 2 E I R 由运动学公式知，在时间t 内，棒 ab 沿导轨的位移x=vt 力 F 做的功W=Fx 综合上述各式，代入数据解

12、得W=0.4J 122010福建 21 如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角 为的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a 和 b 放在 导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ 以下区域内， 存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a 棒施以平行导轨斜向上 的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b 棒恰好静 止。当 a棒运动到磁场的上边界PQ 处时， 撤去拉力， a 棒将继续沿导 轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b 棒已滑离导轨。当a 棒 再次滑回到磁场边界PQ 处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a 棒、b 棒和定值电阻的阻值均为R,b 棒的质量为 m，

13、重力加速度为g，导轨电阻不计。求 (1)a 棒在磁场中沿导轨向上运动时，a 棒中的电 流强度 I，与定值电阻R 中的电流强度IR之比； (2)a 棒质量 ma; (3)a 棒所受的拉力F。 答案： 11.（2012 广东卷） .（18 分）如图，质量为M 的导体棒ab，垂直 放在相距为l 的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为 ， 并处于磁感应强度大小为B、 方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中， 左侧是水平放置、间距为d 的平行金属板，R 和 Rx分别表示定值电阻 和滑动变阻器的阻值， 不计其他电阻。 （1）调节Rx=R，释 放导体棒，当棒沿导轨 匀速下滑时，求通过棒 的电流 I 及棒的速率v。 （2）改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量 为+q 的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。 答案 （ 1）当Rx=R棒沿导轨匀速下滑时，由平衡条件 sinMgF安培力FBIl 解得 sinMg I Bl 感应电动势EBlv电流 2 E I R 解得 2 2 2sinMgR v B l （2）微粒水平射入金属板间，能匀速通过，平衡 U mgq d 棒沿导轨匀速，由平衡条件 1 sinMgBI l 金属板间电压 1x UI R 解得 sin x mldB R Mq