2022年电磁感应 3.pdf
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1、L 单元电磁感应L1电磁感应现象、楞次定律2K1L12011 江苏物理卷 如图 2 所示, 固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行线框由静止释放,在下落过程中() 图 2 A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零D线框的机械能不断增大2K1L12011 江苏物理卷 B【解析】当线框由静止向下运动时,穿过线框的磁通量逐渐减小,根据楞次定律可得,产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化,A错误,B 正确;因线框上下两边所处的磁场强弱不同,线框所受的安培力的合力一定不为零,C 错误;整个线框所受的安培力的合力竖直向
2、上,对线框做负功,线框的机械能减小,D 错误5L12011 江苏物理卷 如图5 所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计匀强磁场与导轨平面垂直阻值为R 的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好 t0 时,将开关S由 1 掷到 2.q、i、v 和 a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度下列图象正确的是() 图 5 ABCD 图 6 5L12011 江苏物理卷 D【解析】当开关 S 由 1 掷到 2 时,电容器开始放电,此时电流最大,棒受到的安培力最大,加速度最大,以后棒开始运动,产生感应电动势,棒相名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
3、- - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 16 页 - - - - - - - - - 当于电源,利用右手定则可判断棒上端为正极,下端为负极,当棒运动一段时间后,电路中的电流逐渐减小,当电容器极板电压与棒两端电动势相等时,电容器不再放电,电路电流等于零,棒做匀速运动,加速度减为零,所以,B、C 错误, D 正确;因电容器两极板有电压,由 qCU 知电容器所带的电荷量不等于零,A 错误 . 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
4、- - - - 第 2 页,共 16 页 - - - - - - - - - L2法拉第电磁感应定律、自感15L22011 广东物理卷 将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是() A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同15L22011 广东物理卷 C【解析】根据法拉第电磁感应定律EN t,感应电动势的大小与线圈的匝数、磁通量的变化率(磁通量变化的快慢)成正比, 所以 A、B 选项错误,C 选项正确;
5、因不知原磁场变化趋势(增强或减弱 ),故无法用楞次定律确定感应电流产生的磁场的方向, D 选项错误19L22011 北京卷 某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L、小灯泡 A、开关 S 和电池组 E,用导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后, 闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是() A电源的内阻较大B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大D 线圈的自感系数较大19L22011 北京卷 C【解析】电路达稳定状态后,设通过线圈L 和灯 A 的电流分别为
6、 I1和 I2,当开关 S 断开时,电流I2立即消失,但是线圈L 和灯 A 组成了闭合回路,由于 L 的自感作用, I1不会立即消失,而是在回路中逐渐减弱并维持短暂的时间,通过回路的电流从 I1开始衰减,如果开始I1I2,则灯 A 会闪亮一下,即当线圈的直流电阻RLRA时,会出现灯A 闪亮一下的情况;若RLRA,得 I1I2,则不会出现灯A 闪亮一下的情况综上所述,只有C 项正确名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 16 页 - - - - - - - - -
7、L3电磁感应与电路的综合19L3 M1 2011 安徽卷 如图 111 所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为 B.电阻为 R、半径为 L、圆心角为45 的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度 匀速转动 (O 轴位于磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为() 图 111 A.BL22RB. 2BL22RC. 2BL24RD.BL24R【解析】D线框在磁场中转动时产生感应电动势最大值EmBL22,感应电流最大值ImBL22R,在转动过程中It 图象如图所示 (以逆时针方向为正方向):设该感应电流的有效值为 I,在一个周期T 内: I2RTI2mR14T,解得: IIm2BL2
8、4R,故选项ABC 错误,选项D正确6 L32011 海南物理卷 如图 14 所示,EOF 和 EOF为空间一匀强磁场的边界,其中 EOEO, FOFO,且 EOOF;OO为 EOF 的角平分线, OO间的距离为 l;磁场方向垂直于纸面向里一边长为l 的正方形导线框沿OO 方向匀速通过磁场,t0 时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i 与时间 t 的关系图线可能正确的是() 图 15来源 :学科网 、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4
9、 页,共 16 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 16 页 - - - - - - - - - L4电磁感应与力和能量的综合24L42011 四川卷 如图 19 所示,间距l0.3 m 的平行金属导轨a1b1c1和 a2b2c2分别固定在两个竖直面内在水平面a1b1b2a2区域内和倾角 37 的斜面 c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B10.4 T、方向竖直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场电阻 R 0
10、.3 、质量 m10.1 kg、长为 l 的相同导体杆K、S、Q 分别放置在导轨上,S杆的两端固定在 b1、b2点,K、Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好一端系于K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂,绳上穿有质量m20.05 kg 的小环已知小环以a6 m/s2的加速度沿绳下滑,K 杆保持静止, Q 杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F 作用下匀速运动不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长取g10 m/s2,sin37 0.6,cos37 0.8.求:(1)小环所受摩擦力的大小;(2)Q 杆所受拉力的瞬时功率图 19 【解析】(1)设小环受到力的摩擦力大小为f,由牛顿第二定律,有m2g
11、fm2a代入数据,得f0.2 N(2)设通地 K 杆的电流为I1, K 杆受力平衡,有fB1I1l设回路总电流为I,总电阻为R总,有I2I1 来源 :学科网 ZXXKR总32R设 Q 杆下滑速度大小为v,产生的感应电动势为E,有IER总EB2lvFm1gsin B2Il拉力的瞬时功率为PFv来源 : 学&科&网 Z&X&X&K联立以上方程,代入数据得P2 W24L42011 全国卷 如图 16 所示,两根足够长的金属导轨ab、cd 竖直放置,导轨间距离为 L,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
12、阻可以忽名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 16 页 - - - - - - - - - 略的 金属棒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图 16 【解析】(1)设小灯泡的额定电流为I0,有PI20R由题意, 在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小灯泡保持正常发光,流经 MN 的电流为I2I0此时金属棒MN 所受的重力
13、和安培力相等,下落的速度达到最大值,有mgBLI联立式得Bmg2LRP(2)设灯泡正常发光时,导体棒的速率为v,由电磁感应定律与欧姆定律得EBLvERI0联立式得来源 :学科网 v2Pmg22L42011 山东卷 如图 17 甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计两质量、长度均相同的导体棒c、 d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h 处磁场宽为 3h,方向与导轨平面垂直先由静止释放c,c 刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放 d,两导体棒与导轨始终保持良好接触用ac表示 c 的加速度, Ekd表示 d 的动能,xc、xd分别表示 c、d 相对释放点的位移图17 乙中正确的是 ()
14、 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 16 页 - - - - - - - - - 图 17 【解析】BD由机械能守恒定律mgh12mv2可得,c 棒刚进入磁场时的速度为2gh,此时 c 匀速运动; d 做自由落体运动;当 d 进入磁场时, c 在磁场中运动的距离为2h,此时,两棒的速度相同,不产生感应电流,两棒的加速度都为g,A 项错误, B 项正确当c 出 磁场时, d 在磁场中运动的距离为h,此后, c 做加速度为g 的匀加速运动,d 做变减速运动,直到
15、出磁场,根据前面的分析可得,C 项错误, D 项正确23L4 2011重庆卷 有人设计了一种可测速的跑步机,测速原理如图112 所示,该机底面固定有间距为L、长度为 d 的平行金属电极电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且接有电压表和电阻R, 绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条,磁场中始终仅有一根金属条,且与电极接触良好,不计金属电阻若橡胶带匀速运动时,电压表读数为U,求:图 112 (1)橡胶带匀速运动的速率;(2)电阻 R消耗的电功率;(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功23. L42011 重庆卷 【解析】(1)设电动势为E,橡胶带运动速率为v. 由
16、EBLv,EU得: vUBL(2)设电功率为P,PU2R(3)设电流强度为I,安培力为F,克服安培力做的功为W. 由: IUR,FBIL ,WFd得: WBLUdR图 9 11L42011 天津卷 如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ 间距为 l0.5 m,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,已知两棒质量均为m0.02 kg,电阻均为 R0.1 , 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B0.2 T,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 c
17、d 恰好能够保持静止 取名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 16 页 - - - - - - - - - g10 m/s2,问:(1)通过棒 cd 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 Q0.1 J 的热量,力F 做的功 W 是多少?112011 天津卷 【解析】(1)棒 cd 受到的安培力FcdIlB棒 cd 在共点力作用下平衡,则Fcdmgsin30 由式,代入数据解得I1 A根据楞次定律可知,棒cd 中
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