1、2014届高考物理万卷检测：专题八 电磁感应（带解析） 选择题 如图所示，两根足够长的金属导轨放在 xOy坐标平面内， 0 3l为一个图形变化周期。两导轨的直线部分平行于 x轴，长度为 2l。两导轨的曲线部分分别满足： x=1， 2,3 。且凡相交处均由绝缘表面层相隔，两导轨左端通过电阻 R连接。坐标平面内有垂直于该平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B，一根平行于 y轴的长导体棒沿 x轴匀速运动，运动过程中与两金属导轨接触良好，除 R外其余电阻都不计。测得电阻 R在较长时间 t内产生的热量为 Q，则导体棒的速度为 ( ) A B C D 答案： D 在下列四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂
2、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。则四个情景中，产生的感应电流 i随时间 t的变化规律符合 i-t图象的是 ( )答案： C 在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为 0.1 m2，线圈电阻为 1 。规 定线圈中感应电流 I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图 1所示。磁场的磁感应强度 B随时间 t的变化规律如图 2所示。则以下说法正确的是 (
3、) A在时间 0 5s内， I的最大值为 0.1A B在第 4s时刻， I的方向为逆时针方向 C前 2s内，通过线圈某截面的总电荷量为 0.01C D第 3s内，线圈的发热功率最大 答案： BC 试题分析：根据法拉第电磁感应定律 ,求出各段时间内的感应电动势，就可以解得电流的大小，根据楞次定律判断出各段时间内感应电流的方向。 A、根据法拉第电磁感应定律 可以看出 B-t图象的斜率越大则电动势越大，所以零时刻线圈的感应电动势最大，由欧姆定律有 ；错误 B、从第 3s末到第 5s末竖直向上的磁场一直在减小，根据楞次定律判断出感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以电流方向为逆时针方向；正确 C、通过线
4、圈某一截面的电量， ；正确 D、线圈的发热功率： 可见 B-t图象的斜率越大则电功率越大，所以零时刻线圈的发热功率最大；错误 故选 BC 考点：法拉第电磁感应定律的应用 点评：本题的关键是掌握法拉第电磁感应定律 ，会根据楞次定律判断感应电流的方向。 如图所示，用一块金属板折成横截面为 “ ”形的金属槽放置在磁感应强度为 B的匀强磁场中，并以速率 v1向右匀速运动，从槽口右侧射入的带电微粒的速率是 v2，如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨道半径 r和周期 T分别为 ( ) A B C D 答案： B 如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜丝圈，线圈均与传送带通过一
5、固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等间距排列，穿过磁场后根据线圈间距，就能够检测出不合格线圈，下列分析和判断正确的是 ( ) A若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 B若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 C从图中可以看出，第 2个线圈是不合格线圈 D从图中可以看出，第 3个线圈是不合格线圈 答案： AD 试题分析：若未闭合，则线圈中无感应电流，运动情况不变，即与皮带保持相对静止，即线圈之间的距离保持不变。线圈闭合，则在进、出磁场时会受到安培力的阻碍作用，线圈就会与皮带发生相对运动，由产生电磁感应现象的条件和楞次定律知， A正确， B错误由各线圈位置关
6、系知， C错误， D正确，故选AD 考点：考查楞次定律 点评：若有感应电流产生，线圈一定是闭合的，安培力的效果总是阻碍磁通量的变化，或可利用 ”来拒去留 “判断 如图所不，一由均匀电阻丝折成的正方形闭合线框 abcd，置于磁感应强度方向垂直纸面向外的有界匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，线框 bc边与磁场左右边界平行。若将该线框以不同的速率从图示位置分别从磁场左右边界匀速拉出至全部离开磁场，在此过程中 ( ) A流过 ab边的电流方向相反 B ab边所受安培力的大小相等 C线框中产生的焦耳热相等 D通过电阻丝某横截面的电荷量相等 答案： D 如图所示， abcd是一个质量为 m，边长为 L的正方
7、形金属线框。如从图示位置自由下落，在下落 h后进人磁感应强度为 B 的磁场，恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为 L。在这个磁场的正下方 3h+L处还有一个磁感应强度未知，但宽度也为 L的磁场，金属线框 abcd在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是 ( ) A未知磁场的磁感应强度是 B/2 B未知磁场的磁感应强度是 C线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为 4mgL D线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为 2mgL 答案： BC 计算题 如图所示（俯视）， MN和 PQ是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计的平行金属导轨两导轨间距为 L=0.2m，其间有一个方向
8、垂直水平面竖直向下的匀强磁场 B1=5.0T。导轨上 NQ之间接一电阻 R1=0.40 ，阻值为 R2=0.10的金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持良好接触。两导轨右端通过金属导线分别与电容器 C的两极相连。电容器 C紧靠着带小孔 a（只能容一个粒子通过）的固定绝缘弹性圆筒。圆筒内壁光滑，筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场 B2， O是圆筒的圆心，圆筒的内半径为 r=0.40m。 （ 1）用一个大小 恒为 10N，平行于 MN水平向左的外力 F拉金属杆，使杆从静止开始向左运动求：当金属杆最终匀速运动时杆的速度大小； （ 2）当金属杆处于（ 1）问中的匀速运动状态时，电容器 C内紧靠极板且正对a
9、孔的 D处有一个带正电的粒子从静止开始经电容器 C加速后从 a孔垂直磁场B2并正对着圆心 O进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔 a射出圆筒。已知粒子的比荷 q/m=5107（ C/kg），该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失，不计粒子重力和空气阻力，则磁感应强度 B2多大（结果允许含有三角函数式）。 答案：（ 1） （ 2）（ ）情形 1：每段轨迹圆弧对应的圆心角为 得： （ ）情形 2：每段轨迹圆弧对应的圆心角为 将数据代式得 如图所示，金属杆 放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电路，长 宽 回路总电阻 回路处在竖直向上的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮
10、连接质量 的木块，磁感应强度从 开始随时间均匀增强， 5s末木块将离开水平面，不计一切摩擦， g取 ，求回路中的电流强度。 答案： .4A 如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨 PQ、 MN， PQ、 MN的电阻不计，间距为 P、 M两端接有一只理想电 压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度 B=0.2T的匀强磁场中 .电阻均为 ，质量分别为和 的两金属棒 L1、 L2平行的搁在光滑导轨上，现固定棒 L1，L2在水平恒力 F=0.8N的作用下，由静止开始做加速运动，试求 : (1)当电压表的读数为 U=0.2V时，棒 L2的加速度多大？ (2)棒 L2能达到的最大速度 。 答案：（ 1
11、） （ 2） 如图甲所示，在水平面上固定有长为 L=2m宽为 d=1m 的金属 “U”形导轨，在 “U”形导轨右侧 =0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在 t=0时刻，质量为 m=0.1kg的导体棒以 v0=lm/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 =0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为 =0.1 /m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响 (取 g=10 m/s2)。 (1)通过计算分析 4s内导体棒的运动情况； (2)计算 4s内回路中电流的大小，并判断电流方向； (3)计算 4s内回路产生的焦耳热。
12、 答案： (1)导体棒在 ls 末已停止运动，以后一 直保持静止，离左端位置仍为x=0.5m (2) 0.2A 顺时针方向 (3)0.04J 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，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）电流稳定后，导体棒运动速度的大小 ； （ 3）流经电流表电流的最大值 。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 图中 MN和 PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距 l为 0.40m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度 B为 0.50T的匀强磁场垂直。质量 m为6.010-3kg电阻为 1.0 的金属杆 ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为 3.0 的电阻 R1。当杆 ab达到稳定状态时以速率 v匀速下滑，整个电路消耗的电功率 P为 0.27W，重力加速度取10m/s2，试求速率 v和滑动变阻器接入电路部分的阻值 R2。 答案：
