高考物理试题分类汇编电磁感应中学教育高考_中学教育-高考.pdf

学习好资料 欢迎下载 2009年高考物理试题分类汇编电磁感应（09 年上海物理）13如图，金属棒 ab 置于水平放置的 U 形光滑导轨上，在 ef 右侧存在有界匀强磁场 B，磁场方向垂直导轨平面向下，在 ef 左侧的无磁场区域 cdef 内有一半径很小的金属圆环 L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒 ab 在水平恒力 F 作用下从磁场左边界ef 处由静止开始向右运动后，圆环 L有_（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_（填变大、变小、不变）。答案：收缩，变小 解析：由于金属棒 ab 在恒力 F的作用下向右运动，则 abcd 回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。（09 年上海卷）9信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数 1 或 0，用以储存信息。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压（如图 1 所示）。当信用卡磁条按图 2 所示方向以该速度拉过阅读检测头时，在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是 学习好资料 欢迎下载 答案：B （09 年山东卷）21如图所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路。虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径 CD 始络与 MN 垂直。从 D点到达边界开始到 C点进入磁场为止，下列结论正确的是 A感应电流方向不变 BCD段直线始终不受安培力 C感应电动势最大值 EBav D感应电动势平均值14EBav 答案：ACD 解析：在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A 正确。根据左手定则可以判断，受安培力向下，B不正确。当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为 a，这时感应电动势最大E=Bav，C正确。感应电动势平均值211224BaEBavatv，D正确。考点：楞次定律、安培力、感应电动势、左手定则、右手定则 提示：感应电动势公式Et只能来计算平均值，利用感应电动势公式EBlv计算时，l 应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度。（09 年重庆卷）20.题 20 图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动，（O是线圈中心），则 侧存在有界匀强磁场磁场方向垂直导轨平面向下在左侧的无磁场区域内有一半径很小的金属圆环圆环与导轨在同一平面内当金属棒在水平恒力作用下从磁场左边界处由静止开始向右运动后圆环有填收缩扩张趋势圆环内产生的感应电在圆环处产生垂直于只面向外的磁场随着金属棒向右加速运动圆环的磁通量将增大依据楞次定律可知圆环将有收缩的趋势以阻圆环的磁通量将增大又由于金属棒向右运动的加速度减小单位时间内磁通量的变化率减小所以在圆环中产用以储存信息刷卡时当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时在检测头的线圈中会产生变化的电压如图所示当信用卡磁条按图所示方向以该速度拉过阅读检测头时在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是学习好资料欢学习好资料 欢迎下载 A从 X到 O，电流由 E经 G 流向 F，先增大再减小 B从 X到 O，电流由 F经 G 流向 E，先减小再增大 C从 O 到 Y，电流由 F经 G 流向 E，先减小再增大 D从 O 到 Y，电流由 E经 G 流向 F，先增大再减小 答案：D （09 年福建卷）18.如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 d，其右端接有阻值为 R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 B的匀强磁场中。一质量为 m（质量分布均匀）的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为 u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 F作用下从静止开始沿导轨运动距离 L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为 r，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g。则此过程 A.杆的速度最大值为 B.流过电阻 R的电量为 C.恒力 F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D.恒力 F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量 答案：BD 解析：当杆达到最大速度vm时，022rRvdBmgFm得22dBrRmgFvm，A错；由公式rRBdLrRSBrRq，B对；在棒从开始到达到最大速度的过程中由动能定理有：KfFEWWW安，其中mgWf，QW安，恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和，C错；恒力F做的功与安倍力做的功侧存在有界匀强磁场磁场方向垂直导轨平面向下在左侧的无磁场区域内有一半径很小的金属圆环圆环与导轨在同一平面内当金属棒在水平恒力作用下从磁场左边界处由静止开始向右运动后圆环有填收缩扩张趋势圆环内产生的感应电在圆环处产生垂直于只面向外的磁场随着金属棒向右加速运动圆环的磁通量将增大依据楞次定律可知圆环将有收缩的趋势以阻圆环的磁通量将增大又由于金属棒向右运动的加速度减小单位时间内磁通量的变化率减小所以在圆环中产用以储存信息刷卡时当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时在检测头的线圈中会产生变化的电压如图所示当信用卡磁条按图所示方向以该速度拉过阅读检测头时在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是学习好资料欢学习好资料 欢迎下载 之和等于于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，D对。（09 年浙江卷）17如图所示，在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是 Aadcba Bdabcd C先是dabcd，后是adcba D先是adcba，后是dabcd 答案：B 解析：由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电流方向是dabcd。（09 年海南物理）4一长直铁芯上绕有一固定线圈 M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环 N，N 可在木质圆柱上无摩擦移动。M 连接在如图所示的电路中，其中 R为滑线变阻器，1E和2E为直流电源，S为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到 N 向左运动的是 A在 S断开的情况下，S向 a 闭合的瞬间 B在 S 断开的情况下，S向 b 闭合的瞬间 C在 S已向 a 闭合的情况下，将 R的滑动头向 c 端移动时 D在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R的滑动头向 d 端移动时 答案：C （09 年全国卷）24.(15 分)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率Bkt，k 为负的常量。用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求 侧存在有界匀强磁场磁场方向垂直导轨平面向下在左侧的无磁场区域内有一半径很小的金属圆环圆环与导轨在同一平面内当金属棒在水平恒力作用下从磁场左边界处由静止开始向右运动后圆环有填收缩扩张趋势圆环内产生的感应电在圆环处产生垂直于只面向外的磁场随着金属棒向右加速运动圆环的磁通量将增大依据楞次定律可知圆环将有收缩的趋势以阻圆环的磁通量将增大又由于金属棒向右运动的加速度减小单位时间内磁通量的变化率减小所以在圆环中产用以储存信息刷卡时当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时在检测头的线圈中会产生变化的电压如图所示当信用卡磁条按图所示方向以该速度拉过阅读检测头时在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是学习好资料欢学习好资料 欢迎下载（1）导线中感应电流的大小；（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化。（1）8klsI；（2）2 28k l s。解析：本题考查电磁感应现象.(1)线框中产生的感应电动势kltsBt221/在线框产生的感应电流,RI slR4,联立得8klsI (2)导线框所受磁场力的大小为BIlF,它随时间的变化率为tBIltF,由以上式联立可得822slktF。（09 年北京卷）23（18 分）单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和 c,a,c 间的距离等于测量管内径 D，测量管的轴线与 a、c 的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极 a、c 的间出现感应电动势 E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量 Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为 B。（1）已知330.40,205 10,0.12/Dm BT Qs，设液体在测量管内各处流速相同，试求 E的大小（去 3.0）（2）一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法；侧存在有界匀强磁场磁场方向垂直导轨平面向下在左侧的无磁场区域内有一半径很小的金属圆环圆环与导轨在同一平面内当金属棒在水平恒力作用下从磁场左边界处由静止开始向右运动后圆环有填收缩扩张趋势圆环内产生的感应电在圆环处产生垂直于只面向外的磁场随着金属棒向右加速运动圆环的磁通量将增大依据楞次定律可知圆环将有收缩的趋势以阻圆环的磁通量将增大又由于金属棒向右运动的加速度减小单位时间内磁通量的变化率减小所以在圆环中产用以储存信息刷卡时当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时在检测头的线圈中会产生变化的电压如图所示当信用卡磁条按图所示方向以该速度拉过阅读检测头时在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是学习好资料欢学习好资料 欢迎下载（3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为.R a、c 间导电液体的电阻 r 随液体电阻率色变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以 E、R。r 为参量，给出电极 a、c间输出电压 U 的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。解析：（1）导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动，在电极 a、c 间切割感应线的液柱长度为 D，设液体的流速为 v，则产生的感应电动势为 E=BDv 由流量的定义，有 Q=Sv=vD42 式联立解得 DBQDQBDE442 代入数据得 VVE33100.14.0312.0105.24（2）能使仪表显示的流量变为正值的方法简便，合理即可，如：改变通电线圈中电流的方向，使磁场 B反向，或将传感器输出端对调接入显示仪表。（3）传感器的显示仪表构成闭合电路，有闭合电路欧姆定律 rREI)/(RrIErRREIRU 输入显示仪表是 a、c 间的电压 U，流量示数和 U 一一对应，E 与液体电阻率无关，而 r随电阻率的变化而变化，由式可看出，r 变化相应的 U 也随之变化。在实际流量不变的情况下，仪表显示的流量示数会随 a、c 间的电压 U 的变化而变化，增大 R，使 Rr，则 UE,这样就可以降低液体电阻率的变化对显示仪表流量示数的影响。（09 年上海物理）24（14 分）如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为 l，左侧接一阻值为 R的电阻。区域 cdef 内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为 s。一质量为 m，电阻为 r 的金属棒 MN 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F0.5v0.4（N）（v 为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知 l1m，m1kg，R0.3，r0.2，s1m）侧存在有界匀强磁场磁场方向垂直导轨平面向下在左侧的无磁场区域内有一半径很小的金属圆环圆环与导轨在同一平面内当金属棒在水平恒力作用下从磁场左边界处由静止开始向右运动后圆环有填收缩扩张趋势圆环内产生的感应电在圆环处产生垂直于只面向外的磁场随着金属棒向右加速运动圆环的磁通量将增大依据楞次定律可知圆环将有收缩的趋势以阻圆环的磁通量将增大又由于金属棒向右运动的加速度减小单位时间内磁通量的变化率减小所以在圆环中产用以储存信息刷卡时当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时在检测头的线圈中会产生变化的电压如图所示当信用卡磁条按图所示方向以该速度拉过阅读检测头时在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是学习好资料欢学习好资料 欢迎下载（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；（2）求磁感应强度 B的大小；（3）若撤去外力后棒的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 vv0B2l2m（Rr）x，且棒在运动到 ef 处时恰好静止，则外力 F作用的时间为多少？（4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。解析：（1）金属棒做匀加速运动，R两端电压 U I v，U 随时间均匀增大，即 v 随时间均匀增大，加速度为恒量；（2）FB2l2vRr ma，以 F0.5v0.4 代入得（0.5B2l2Rr）v0.4a a 与 v 无关，所以 a0.4m/s2，（0.5B2l2Rr）0 得 B0.5T （3）x112 at2，v0B2l2m（Rr）x2at，x1x2s，所以12 at2m（Rr）B2l2 ats 得：0.2t20.8t10，t1s，（4）可能图线如下：（09 年广东物理）18.（15 分）如图 18（a）所示，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 18（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。侧存在有界匀强磁场磁场方向垂直导轨平面向下在左侧的无磁场区域内有一半径很小的金属圆环圆环与导轨在同一平面内当金属棒在水平恒力作用下从磁场左边界处由静止开始向右运动后圆环有填收缩扩张趋势圆环内产生的感应电在圆环处产生垂直于只面向外的磁场随着金属棒向右加速运动圆环的磁通量将增大依据楞次定律可知圆环将有收缩的趋势以阻圆环的磁通量将增大又由于金属棒向右运动的加速度减小单位时间内磁通量的变化率减小所以在圆环中产用以储存信息刷卡时当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时在检测头的线圈中会产生变化的电压如图所示当信用卡磁条按图所示方向以该速度拉过阅读检测头时在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是学习好资料欢学习好资料 欢迎下载 解析：由图象分析可知，0 至1t时间内 00BBtt 由法拉第电磁感应定律有 BEnnstt 而22sr 由闭合电路欧姆定律有11EIRR 联立以上各式解得 通过电阻1R上的电流大小为202103nBrIRt 由楞次定律可判断通过电阻1R上的电流方向为从 b 到 a 通过电阻1R上的电量20211 103nBr tqI tRt 通过电阻1R上产生的热量2224202111 12029n Br tQI RtRt 侧存在有界匀强磁场磁场方向垂直导轨平面向下在左侧的无磁场区域内有一半径很小的金属圆环圆环与导轨在同一平面内当金属棒在水平恒力作用下从磁场左边界处由静止开始向右运动后圆环有填收缩扩张趋势圆环内产生的感应电在圆环处产生垂直于只面向外的磁场随着金属棒向右加速运动圆环的磁通量将增大依据楞次定律可知圆环将有收缩的趋势以阻圆环的磁通量将增大又由于金属棒向右运动的加速度减小单位时间内磁通量的变化率减小所以在圆环中产用以储存信息刷卡时当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时在检测头的线圈中会产生变化的电压如图所示当信用卡磁条按图所示方向以该速度拉过阅读检测头时在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是学习好资料欢