2011届物理高考复习最新6年高考4年模拟分类汇编:电磁感应(共74页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上最新6年高考4年模拟(更新到2010年高考)之电磁感应第一部分 六年高考题荟萃2010年高考新题1. 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统一加线圈,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、和,则A B. D. ,a端为正 B、,b端为正 C、,a端为正 D、,b端为正5. 2010上海物理19如右图,一有界区域内,
2、存在着磁感应强度大小均为,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为,边长为的正方形框的边紧靠磁场边缘置于桌面上,使线框从静止开始沿轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图【解析】在0-,电流均匀增大,排除CD.在-,两边感应电流方向相同,大小相加,故电流大。在,因右边离开磁场,只有一边产生感应电流,故电流小,所以选A。本题考查感应电流及图象。62010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
3、,后相互排斥D先相互排斥,后相互吸引【答案】D 【解析】由楞次定律可知,当条形磁铁靠近圆环时,感应电流阻碍其靠近,是排斥力;当磁铁穿过圆环远离圆环时,感应电流阻碍其远离,是吸引力,D正确。72010海南物理7下列说法正确的是A当线圈中电流不变时,线圈中没有自感电动势B当线圈中电流反向时线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C当线圈中电流增大时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D当线圈中电流减小时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反【答案】AC 【解析】由法拉第电磁感应定律可知,当线圈中电流不变时,不产生自感电动势,A对;当线圈中电流反向时相当于电流减小,线圈中自感
4、电动势的方向与线圈中原电流的方向相同,B错;当线圈中电流增大时,自感电动势阻碍电流的增大,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反,C对;当线圈中电流减小时,自感电动势阻碍电流的减小,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同,D错。82010天津11如图所示,质量m1=0.1kg,电阻R1=0.3,长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数=0.2,相距0.4m的MM、NN相互平行,电阻不计且足够长。电阻R2=0.1的MN垂直于MM。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N
5、的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM、NN保持良好接触,当ab运动到某处时,框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2.(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1J,求该过程ab位移x的大小。解析:(1)对框架的压力框架受水平面的支持力来源:状元源依题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力中的感应电动势中电流受到的安培力F框架开始运动时由上述各式代入数据解得(2)闭合回路中产生的总热量由能量守恒定律,得代入数据解得92010江苏物理13如图所示,两足够长的光滑金属导
6、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v;(3) 流经电流表电流的最大值答案:102010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
7、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,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的过程中,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棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。答案:11. 2010上海物理32如图,宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水
8、平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并且框架接触良好,以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从处以的初速度,沿x轴负方向做的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求:(1)金属棒ab运动0.5m,框架产生的焦耳热Q;(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系;(3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q,某同学解法为:先算出金属棒的运动距离s,以及0.4s时回路内的电阻R,然后代入q=求解。指出该同学解法的错误之处,并
9、用正确的方法解出结果。解析:(1),因为运动中金属棒仅受安培力作用,所以F=BIL又,所以且,得所以(2),得,所以。(3)错误之处:因框架的电阻非均匀分布,所求是0.4s时回路内的电阻R,不是平均值。正确解法:因电流不变,所以。本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。2009年高考题一、选择题1.(09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_
10、(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。2.(09上海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
11、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 ( B )3.(09山东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 ( ACD )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EBavD感应电动势平均值解析: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
12、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,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:感应电动势公式只能来计算平均值,利用感应电动势公式计算时,l应是等效长度,即垂直切割磁感线的长度。4.(09重庆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运动,(是线圈中心),则 ( D )A从X到O,电流由E经G流向F,先增大再减小B
13、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,先增大再减小来源:5.(09福建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 (
14、BD )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解析:当杆达到最大速度vm时,得,A错;由公式,B对;在棒从开始到达到最大速度的过程中由动能定理有:,其中,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。6.(09浙江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、阻值为的闭合矩形金属线框用绝缘轻质细杆悬挂在点,并可绕点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开
15、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 ( B )ABC先是,后是D先是,后是解析: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。7.(09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,和为直流电源,S为单刀双掷开关。下列情况中,可观测到N向左运动的是 ( C )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
16、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端移动时二、非选择题8.(09全国卷24))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, 为负的常量。用电阻率为、横截面积为的硬导线做成一边长为的方框。将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中。求(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);(2)。解析:本题考查电磁感应现象.(1)线框中产生的感应电动势在线框产生的感应电流,联立得(2)导线框所受磁场力的大小为,它随时间的变化率为,由以上式联立可得。9.(09北京23)(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
17、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,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
18、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;(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻,其阻值记为 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
19、= 式联立解得 代入数据得 (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 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。10.(09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
20、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,R0.3W,r0.2W,s1m)(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vv0x, 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
21、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UIev,U随时间均匀增大,即v随时间均匀增大,加速度为恒量;(2)Fma,以F0.5v0.4代入得(0.5)v0.4aa与v无关,所以a0.4m/s2,(0.5)0得B0.5T (3)x1at2,v0x2at,x1x2s,所以at2ats得:0.2t20.8t10,t1s,(4)可能图线如下:11.(09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
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