物理高考模拟试题分类汇编电磁感应.docx

1、物理高考模拟试题分类汇编电磁感应电磁感应1.【2011西城一模】在图2所示的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形。各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T。从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向。则在图2所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图1所示的是 1.【答案】C2.【2011西城一模】如图所示，矩形单匝导线框abcd竖直放置，其下方有一磁感应强度为B的有界匀强磁场区域，该区域的上边界PP水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线

2、框平面垂直。已知线框ab边长为L1，ad边长为L2，线框质量为m，总电阻为R。现无初速地释放线框，在下落过程中线框所在平面始终与磁场垂直，且线框的ab边始终与PP平行。重力加速度为g。若线框恰好匀速进入磁场，求：（1）dc边刚进入磁场时，线框受安培力的大小F；（2）dc边刚进入磁场时，线框速度的大小；（3）在线框从开始下落到ab边刚进入磁场的过程中，重力做的功W。2.【解析】（1）由于线框匀速进入磁场，所以线框进入磁场时受安培力的大小F=mg （2）线框dc边刚进入磁场时， 感应电动势 E=BL1v 感应电流 dc边受安培力的大小 F=BIL1 又 F=mg解得线框速度的大小 v= （3）在线

3、框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中，重力做功W1，根据动能定理得W1= 在线框从dc边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程中，重力做功W2，W2=mgL2 所以 W=W1 +W2=+mgL2 3.【2011承德模拟】在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环规定导体环中电流的正方向如图1所示，磁场向上为正当磁感应强度 B 随时间 t 按图2变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是： 3.【答案】C4. 【2011福州模拟】如图1所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在时刻 （ ） A线圈中的感应电动

4、势最小 B线圈中的感应电流最大 C穿过线圈的磁通量最大 D穿过线圈磁通量的变化率最小4.【答案】B5.【2011福州模拟】如图14所示两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面，且都是足够长，两金属杆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，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。回路总电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。现使杆ab受到F=5.5+1.25t（N）的水平外力作用，从水平导轨的最左端由静止开始向右做匀加速直线运动，杆ad也同时从静止开始沿竖直导轨向下运动。已知g取10m/s2，求： （1）磁感应强度B的大小

5、； （2）cd杆下落过程达最大速度时，ab杆的速度大小。5.【解析】（1）对ab杆： f1=mabg = 5N 当时， 得m/s2 所以杆由静止开始以m/s2 的加速度沿导轨匀加速运动 根据牛顿第二定律 f1= maba 联立以上各式，解得 代入数据，解得B =0.5T （2）当cd杆下落过程达到最大速度时，cd杆平衡 联立以上两式并代入数据，解得 6.【2011甘肃模拟】如图a所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在图b中能正确描述线框从图a中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变

6、化情况的是（ ） 6.【答案】A7.【2011惠州模拟】在质量为的小车上, 竖直固定着一个质量为，高、总电阻、 匝矩形线圈，且小车与线圈的水平长度相同。现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动，速度为，随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图（1）所示。已知小车运动(包括线圈)的速度随车的位移变化的图象如图(2)所示。求:（1）小车的水平长度和磁场的宽度（2）小车的位移时线圈中的电流大小以及此时小车的加速度（3）线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量7.【解析】(1) 由图可知，从开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，受安培力作用，小车做减速运动，速度随位移

7、减小，当时，线圈完全进入磁场，线圈中感应电流消失，小车做匀速运动。因此小车的水平长度。当时，线圈开始离开磁场 ，则 （2）当时，由图象中可知线圈右边切割磁感线的速度 由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流 解得 此时线圈所受安培力 小车的加速度 （3） 由图象可知，线圈左边离开磁场时，小车的速度为。线圈进入磁场和离开磁场时，克服安培力做功，线卷的动能减少，转化成电能消耗在线圈上产生电热。 解得线圈电阻发热量Q=57.6J 8.【2011海淀一模】在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场B1中，线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根体棒，导体棒与导轨接触良好，导体

8、棒处于另一匀强磁场B2中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导轨平面向下，如图10甲所示。磁感应强度B1随时间的变化关系如图10乙所示，01.0s内磁场方向垂直线框平面向下。若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体所受的摩擦力随时间变化的图象是图11中的 （ ）8.【答案】D9.【2011海淀一模】光滑平先金属导轨M、N水平放置，导轨上放置一根与导轨垂直的导体棒PQ。导轨左端与由电容为C的电容器、单刀双掷开关和电动势为E的电源组成的电路相连接，如图13所示。在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出）。先将开关接在位置，使电容器充电并达到稳定后，再将开关拨到位置

9、，导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动，设导轨足够长，则以下说法中正确的是 （ ） A空间存在的磁场方向竖直向下 B导体棒向右做匀加速运动 C当导体棒向右运动的速度达到最大时，电容器的电荷量为零 D导体棒运动的过程中，通过导体棒的电荷量QCE9.【答案】AD10【2011海淀一模】如图1 9甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积S= 200cm2，匝数n= 1000，线圈电阻r=1.0。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻R=4.0。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图19乙所示，求： （1）在t=2.0s时刻，通

10、过电阻R的感应电流大小； （2）在t=5.0s时刻，电阻R消耗的电功率； （3）06.0s内整个闭合电路中产生的热量。10.【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律，04.0s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电流。t1=2.0s时的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流 解得 I1= 0.2A （2）由图象可知，在4.0s6.0s时间内，线圈中产生的感应电动势根据闭合电路欧姆定律，t2=5.0s时闭合回路中的感应电流=0.8A电阻消耗的电功率 P2=I22R=2.56W （3）根据焦耳定律，04.0s内闭合电路中产生的热量Q1=I12(rR)t1=0.8 J 4.06.0

11、s内闭合电路中产生的热量Q2=I22(rR)t2=6.4 J 06.0s内闭合电路中产生的热量Q = Q1Q2 =7.2J 11.【2011海淀一模】磁悬浮列车是一种高速运载工具，它由两个系统组成。一是悬浮系统，利用磁力使车体在轨道上悬浮起来从而减小阻力。另一是驱动系统，即利用磁场与固定在车体下部的感应金属线圈相互作用，使车体获得牵引力，图22就是这种磁悬浮列车电磁驱动装置的原理示意图。即在水平面上有两根很长的平行轨道PQ和MN，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B。列车底部固定着绕有N匝闭合的矩形金属线圈abcd（列车车厢在图中未画出）

12、，车厢与线圈绝缘。两轨道间距及线圈垂直轨道的ab边长均为L，两磁场的宽度均为线圈的ad边长度相同。当两磁场B1和B2同时沿轨道向右运动时，线圈会受到向右的磁场力，带动列车沿轨道运动。已知列车车厢及线圈的总质量为M，整个线圈的电阻为R。 （1）假设用两磁场同时水平向右以速度做匀速运动来起动列车，为使列车能随磁场运动，求列车所受的阻力大小应满足的条件； （2）设列车所受阻力大小恒为f，假如使列车水平向右以速度v做匀速运动，求维持列车运动外界在单位时间内需提供的总能量； （3）设列车所受阻力恒为f，假如用两磁场由静止开始向右做匀加速运动来起动列车，当两磁场运动的时间为t1时，列车正在向右做匀加速直线

13、运动，此时列车的速度为，求从两磁场开始运动到列车开始运动所需要的时间t0。11.【解析】（1）列车静止时，电流最大，列车受到的电磁驱动力最大设为Fm，此时，线框中产生的感应电动势 E1=2NBLv0 线框中的电流 I1=整个线框受到的安培力 Fm=2NBI1L 列车所受阻力大小为 （2）当列车以速度v匀速运动时，两磁场水平向右运动的速度为v，金属框中感应电动势 金属框中感应电流 又因为 求得 当列车匀速运动时，金属框中的热功率为 P1 = I2R 克服阻力的功率为 P2 = fv所以可求得外界在单位时间内需提供的总能量为E= I2R +fv= （3）根据题意分析可得，为实现列车最终沿水平方向做

14、匀加速直线运动，其加速度必须与两磁场由静止开始做匀加速直线运动的加速度相同，设加速度为a，则t1时刻金属线圈中的电动势 金属框中感应电流 又因为安培力 所以对列车，由牛顿第二定律得 解得 设从磁场运动到列车起动需要时间为t0，则t0时刻金属线圈中的电动势 金属框中感应电流 又因为安培力 所以对列车，由牛顿第二定律得 解得 12.【2011焦作模拟】如图所示，等腰梯形内分布着垂直纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为3L，高为L，底角为45。有一边长也为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在t=0时刻恰好位于如图所示的位置。若以顺时针方向为导线框中电流正方向，在下面四幅图中能正确表示导线框中电流和位移关系的是 12.【答案】A13.【2011济南模拟】如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度朝两个方向匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中 A. 导体框所受安培力方向相同B. 导体框中产生的焦耳热相同C. 导体框ad边两端电势差相等D. 通过导体框截面的电荷量相同13.【答案】CD14.【2011济南模拟】如图甲所示，不