高考物理专题11电磁感应备考强化训练31电磁感应定律动生电动势__切导的曲线运动二新人教版.doc

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1、1 / 18【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 1111 电磁感应备考强化训练电磁感应备考强化训练 3131 电磁感应定律动生电动势电磁感应定律动生电动势_切导的曲线运动二新人教版切导的曲线运动二新人教版本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于通过训练，更加熟练地掌握运用法拉第电磁感应定律、或、或、右手定则等确定动生电动势的大小和方向。通过理论和实际的结合，不仅加深了对法拉第电磁感应定律的理解，也极大地提高我们分析问题、解决问题的能力。全卷 14 题，总计 120 分，选做题 6 道备用。tSBnE2 2

2、1 21BlBlvEBSE tnBSEsin一、破解依据一、破解依据欲解“感应电动势的大小”一类问题，大致可用以下几条依据：产生感应电流的条件：穿过回路的“磁通量发生变化” 。回路是“闭合”的。动生电动势大小： 其中，n 为回路匝数，为回路面积的变化率。方向判定：“手 心对 N 极、拇指表运动、四指示动（生）电（流） ”右手定则。 与“手心对 N 极、四指表通电、拇指示受力” 左手定则显著不同。tSBnESBtS ，其中，l 做定轴转动。2 21 21BlBlvElB 或，其中为动生电动势的最大值。)BSE tnBSEsin nBSEm 方向： “手心对 N 极、拇指表运动、四指示动（生）电（

3、流） ”右2 / 18手定则。 与“手心对 N 极、四指表通电、拇指示受力” 左手 定则显著不同。 此类问题常涉及外电路变换、变化以及电流、电压、功率、效 益等，则需综合应用“恒定电流”的有关概念和规律。亦常涉及功能联系（如动能定理） 、能量转化和守恒，则宜采用相应手段处理。二、二、 精选习题精选习题选择题（每小题选择题（每小题 5 5 分，共分，共 5050 分）分） (15(15 新课标新课标)1824)1824 年，法国科学家阿拉果完成了著名的年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验圆盘实验” 。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用

4、柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图-1-1 所示。实验中发现，当所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（ ）A圆盘上产生了感应电动势 B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动（1414 日照一中）如图日照一中）如图-2-2 所示，直角坐标系的所示，

5、直角坐标系的 2 2、4 4 象限有垂象限有垂直坐标系向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为直坐标系向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为 B B，在第，在第 3 3 象限有象限有垂直坐标系向外的匀强磁场，磁感应强度大小为垂直坐标系向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 2B2B。现将半径为。现将半径为R R，圆心角为，圆心角为 9090的扇形闭合导线框的扇形闭合导线框 OPQOPQ 在外力作用下以恒定角速在外力作用下以恒定角速度绕度绕 O O 点在纸面内沿逆时针方向匀速转动。点在纸面内沿逆时针方向匀速转动。t=0t=0 时刻线框在图示位时刻线框在图示位3 / 18置，设电流逆时针方向为正方向。则下列关于导

6、线框中的电流随时置，设电流逆时针方向为正方向。则下列关于导线框中的电流随时间变化的图线，正确的是（间变化的图线，正确的是（ ）Oxy（1515 新课标新课标）如图）如图-3-3，直角三角形金属框，直角三角形金属框 abcabc 放置在匀强放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为磁场中，磁感应强度大小为 B B，方向平行于，方向平行于 abab 边向上。当金属框绕边向上。当金属框绕abab 边以角速度边以角速度 逆时针转动时，逆时针转动时，a a、b b、c c 三点的电势分别为三点的电势分别为UaUa、UbUb、Uc.Uc.已知已知 bcbc 边的长度为边的长度为 l l。下列判断正确的是。下列判断

7、正确的是AUa Uc，金属框中无电流B. Ub Uc，金属框中电流方向沿 a-b-c-aC .Ubc=-1/2Bl，金属框中无电流D. Ubc=1/2Blw，金属框中电流方向沿 a-c-b-a（1515 山东）如图山东）如图-4-4，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B所加磁场越强越易使圆盘停止转动C若所加

8、磁场反向，圆盘将加速转动D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动 （1616 全国全国） 如图如图-5-5 所示，所示，M M 为半圆形导线框，圆心为为半圆形导线框，圆心为OMOM；N N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ONON；两导线框在同一；两导线框在同一竖直面竖直面( (纸面纸面) )内；两圆弧半径相等；过直线内；两圆弧半径相等；过直线 OMONOMON 的水平面上方有一的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框 M M、N N 在在 t t0 0 时从图示时从图示4 / 18位置开始，分别绕垂直于纸面

9、、且过位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OMOM 和和 ONON 的轴，以相同的周期的轴，以相同的周期T T 逆时针匀速转动，则逆时针匀速转动，则( ( ) )A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于 TC在 t时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等（1313 全国大纲版）纸面内两个半径均为全国大纲版）纸面内两个半径均为 R R 的圆相切于的圆相切于 O O 点，点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化。一长为方向

10、相反，且不随时间变化。一长为 2R2R 的导体杆的导体杆 OAOA 绕过绕过 O O 点且垂点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为 ，t t0 0 时，时，OAOA 恰好位恰好位于两圆的公切线上，如图于两圆的公切线上，如图-6-6 所示。若选取从所示。若选取从 O O 指向指向 A A 的电动势为正，的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是（下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是（ ）矩形线圈矩形线圈 abcdabcd 在匀强磁场中绕在匀强磁场中绕 0000轴匀速转动，当轴匀速转动，当 t=0t=0 时，时，线

11、圈恰好经过图线圈恰好经过图-7-7 中所示的位置，已知线圈为中所示的位置，已知线圈为 n n 匝，面积是匝，面积是 S S，电，电阻为阻为 R R，磁感强度为，磁感强度为 B B，转动角速度为，转动角速度为 。(1）从 t=0 时开始计时，写出感应电动势瞬时值的表达式。(2）由图示位置转过 90角的过程中时线圈上产生的热量？（1515 西安交大附中）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图西安交大附中）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图-8-8 所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角 均为均为 ，磁场均沿半径方向匝数为，磁场均沿半径方向匝

12、数为 N N 的矩形线圈的矩形线圈 abcdabcd 的边长的边长5 / 18ababcdcdL L、bcbcadad2L2L 线圈以角速度线圈以角速度 绕中心轴匀速转动，绕中心轴匀速转动，bcbc 边边和和 adad 边同时进入磁场在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大边同时进入磁场在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为小均为 B B、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为 r r，外，外接电阻为接电阻为 R R。则（。则（ ）A线圈切割磁感线时，感应电动势的大小 Em=2BL2B线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小FrRlNB 3

13、24C线圈旋转一圈时，流过电阻 R 的净电荷量为零。D外力做功的平均功率为22 4216 9N B l rR 9 9 （1717 天津）在匀强磁场中，一个天津）在匀强磁场中，一个 100100 匝的闭合矩形金属线圈，匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动， 穿过该线圈的磁通量随时间按穿过该线圈的磁通量随时间按图示图示-9-9 正弦规律变化设线圈总电阻为正弦规律变化设线圈总电阻为 2 2 ，则，则( ( ) )At0 时，线圈平面平行于磁感线 Bt1 s 时，线圈中的电流改变方向Ct1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大 D一个周期内线圈产生的热量为

14、 82 J（1616 全国全国）法拉第圆盘发电机的示意图如图）法拉第圆盘发电机的示意图如图-10-10 所示铜所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P P、Q Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B B 中圆盘旋转时，关于流中圆盘旋转时，关于流过电阻过电阻 R R 的电流，下列说法正确的是的电流，下列说法正确的是( ( ) )A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿 a 到 b 的方向流6 / 18动C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则

15、电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍计算题（共计算题（共 7070 分）分）（1616 江苏）江苏） （1616 分）据报道，一法国摄影师拍到分）据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间照片中，空间站飞过太阳的瞬间照片中， “天宫一号天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰的太阳帆板轮廓清晰可见如图可见如图-11-11 所示，假设所示，假设“天宫一号天宫一号”正以速度正以速度 v v7.77.7 km/skm/s 绕绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端 M M、N

16、N 的连线垂直，的连线垂直，M M、N N 间的距离间的距离 L L2020 m m，地磁场的磁感应强度垂直于，地磁场的磁感应强度垂直于 v v，MNMN 所在平所在平面的分量面的分量 B B1.0101.0105 5 T T，将太阳帆板视为导体，将太阳帆板视为导体(1)求 M、N 间感应电动势的大小 E；(2)在太阳帆板上将一只“1.5 V，0.3 W”的小灯泡与 M、N 相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻试判断小灯泡能否发光，并说明理由；(3)取地球半径 R6.4103 km，地球表面的重力加速度g9.8 m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度 h(计算结果保留一位有效数字

17、)(15(15区二练区二练) ) （1717 分）航天飞缆是用柔性缆索将两个物分）航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖拽力，它还能清理供电能和拖拽力，它还能清理“太空垃圾太空垃圾”等。从等。从 19671967 年至年至 19991999年年 1717 次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功。该系统的工作原理次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功。该系统的工作原理7 / 18可用物理学的相关规律来解释。可用物理学的相关规律来解释。如图-12 所示为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个

18、物体P、Q 用长为 l 的柔性金属缆索连接，外有绝缘层，系统绕地球作圆周运动，运动一周的时间为 T，运动过程中 Q 距地面高为 h。飞缆系统沿图示方向在地磁场中运动，缆索总保持指向地心，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外。已知地球半径为 R，地面的重力加速度为 g。不考虑地球自转，可认为缆索切割磁感线的速度等于缆索中点的速度。（1）设缆索中无电流，问缆索 P、Q 哪端电势高？求 P、Q 两端的电势差；（2）设缆索的电阻为 R1，如果缆索两端物体 P、Q 通过周围的电离层放电形成电流，相应的电阻为 R2，求缆索所受的安培力多大；（3）若物体 Q 的质量为 mQ，求缆索对

19、 Q 的拉力 FQ。(13(13 广东广东) )（1818 分）如图分）如图-13-13 甲所示甲所示, ,在垂直于匀强磁场在垂直于匀强磁场 B B 的的平面内平面内, ,半径为半径为 r r 的金属圆盘绕过圆心的金属圆盘绕过圆心 O O 的轴转动的轴转动, ,圆心圆心 O O 和边缘和边缘 K K通过电刷与一个电路连接。电路中的通过电刷与一个电路连接。电路中的 P P 是加上一定正向电压才能导是加上一定正向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流通的电子元件。流过电流表的电流 I I 与圆盘角速度与圆盘角速度 的关系如图的关系如图- -1313 乙所示乙所示, ,其中其中 abab 段和段和

20、 bcbc 段均为直线段均为直线, ,且且 abab 段过坐标原点。段过坐标原点。00代表圆盘逆时针转动。已知代表圆盘逆时针转动。已知:R=3.0,B=1.0T,r=0.2m:R=3.0,B=1.0T,r=0.2m。忽略圆盘、。忽略圆盘、电流表和导线的电阻。电流表和导线的电阻。(1)根据图乙写出 ab、bc 段对应的 I 与 的关系式;(2)求出图乙中 b、c 两点对应的 P 两端的电压 Ub、Uc;(3)分别求出 ab、bc 段流过 P 的电流 IP 与其两端电压 UP 的关系8 / 18式。1414(14(14 新课标新课标)（1919 分）半径分别为分）半径分别为 r r 和和 2r2r

21、 的同心圆形导的同心圆形导轨固定在同一水平面内轨固定在同一水平面内, ,一长为一长为 r,r,质量为质量为 m m 且质量分布均匀的直导且质量分布均匀的直导体棒体棒 ABAB 置于圆导轨上面置于圆导轨上面,BA,BA 的延长线通过圆导轨中心的延长线通过圆导轨中心 O,O,装置的俯视装置的俯视图如图图如图-14-14 所示。整个装置位于一匀强磁场中所示。整个装置位于一匀强磁场中, ,磁感应强度的大小为磁感应强度的大小为B,B,方向竖直向下方向竖直向下, ,在内圆导轨的在内圆导轨的 C C 点和外圆导轨的点和外圆导轨的 D D 点之间接有一阻点之间接有一阻值为值为 R R 的电阻的电阻( (图中未

22、画出图中未画出) )。直导体棒在水平外力作用下以角速度。直导体棒在水平外力作用下以角速度 绕绕 O O 逆时针匀速转动逆时针匀速转动, ,在转动过程中始终与导轨保持良好接触。在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 ,导体棒和导轨的电阻均可导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小为忽略。重力加速度大小为 g g。 求:(1)通过电阻 R 的感应电流的方向和大小;(2)外力的功率。选做题选做题.（1212 新课标）如图新课标）如图-15-15，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径 构成的导线框，半圆直径与磁场

23、边缘重合；磁场方向垂直于半圆面构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面 ( (纸面纸面) )向里，磁感应强度大小为向里，磁感应强度大小为 B0.B0.使该线框从静止开始绕过圆心使该线框从静止开始绕过圆心 O O、垂直于半圆面的轴以角速度、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，在线框中产生感匀速转动半周，在线框中产生感 应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性 变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强 度随时间的变化率的大小应为度随时

24、间的变化率的大小应为( ( ) ) A. B. C. D. （20142014石家庄二检）法拉第发明了世界上第一台发电机石家庄二检）法拉第发明了世界上第一台发电机9 / 18法拉第圆盘发电机如图法拉第圆盘发电机如图 X213X213 所示，用紫铜做的圆盘水平放置所示，用紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏路转动摇柄，使圆盘逆时针匀

25、速转动，电流表的指针发生偏转下列说法正确的是转下列说法正确的是( ( ) )A回路中电流的大小变化，方向不变 B回路中电流的大小不变，方向变化C回路中电流的大小和方向都周期性变化D回路中电流的方向不变，从 b 导线流进电流表(14(14 浙江浙江) )某同学设计一个发电测速装置某同学设计一个发电测速装置, ,工作原理如图工作原理如图-17-17 所所示。一个半径为示。一个半径为 R=0.1mR=0.1m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上的圆形金属导轨固定在竖直平面上, ,一根长一根长为为 R R 的金属棒的金属棒 OA,AOA,A 端与导轨接触良好端与导轨接触良好,O,O 端固定在圆心处的转轴上

26、。端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为转轴的左端有一个半径为 r=r=的圆盘的圆盘, ,圆盘和金属棒能随转轴一起转圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线动。圆盘上绕有不可伸长的细线, ,下端挂着一个质量为下端挂着一个质量为 m=0.5kgm=0.5kg 的铝的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场, ,磁感应磁感应强度强度 B=0.5TB=0.5T。a a 点与导轨相连点与导轨相连,b,b 点通过电刷与点通过电刷与 O O 端相连。测量端相连。测量a a、b b 两点间的电势差两点间的电势差 U U

27、可算得铝块速度。铝块由静止释放可算得铝块速度。铝块由静止释放, ,下落下落h=0.3mh=0.3m 时时, ,测得测得 U=0.15VU=0.15V。( (细线与圆盘间没有滑动细线与圆盘间没有滑动, ,金属棒、导轨、金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计导线及电刷的电阻均不计, ,重力加速度重力加速度 g=10m/s2)g=10m/s2)(1)测 U 时,与 a 点相接的是电压表的“正极”还是“负极”?(2)求此时铝块的速度大小;(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。10 / 18（1313 郑州一模）如图郑州一模）如图-18-18 所示，在所示，在 xOyxOy 平面内有一扇形金属平面内有一扇

28、形金属框框 abcabc，其半径为，其半径为 r r，acac 边与边与 y y 轴重合，轴重合，bcbc 边与边与 x x 轴重合，且轴重合，且 c c 为为坐标原点，坐标原点，acac 边与边与 bcbc 边的电阻不计，圆弧边的电阻不计，圆弧 abab 上单位长度的电阻为上单位长度的电阻为R.R.金属杆金属杆 MNMN 长度为长度为 L L，放在金属框，放在金属框 abcabc 上，上，MNMN 与与 acac 边紧邻磁感边紧邻磁感应强度为应强度为 B B 的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面现对的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面现对 MNMN 杆施加杆施加一个外力一个外力( (图中未画出图

29、中未画出) )，使之以，使之以 c c 点为轴顺时针匀速转动，角速度点为轴顺时针匀速转动，角速度为为 .求：求：(1)在 MN 杆运动过程中，通过杆的电流 I 与转过的角度 间的关系；(2)整个电路消耗电功率的最小值是多少？(15(15 苏州二调苏州二调) ) （1515 分）如图分）如图-19-19 所示，两根半径为所示，两根半径为 r r 的圆的圆弧轨道间距为弧轨道间距为 L L，其顶端，其顶端 a a、b b 与圆心处等高，轨道光滑且电阻不计，与圆心处等高，轨道光滑且电阻不计，在其上端连有一阻值为在其上端连有一阻值为 R R 的电阻，整个装置处于辐向磁场中，圆弧的电阻，整个装置处于辐向磁

30、场中，圆弧轨道所在处的磁感应强度大小均为轨道所在处的磁感应强度大小均为 B B将一根长度稍大于将一根长度稍大于 L L、质量为、质量为m m、电阻为、电阻为 R0R0 的金属棒从轨道顶端的金属棒从轨道顶端 abab 处由静止释放已知当金属棒处由静止释放已知当金属棒到达如图所示的到达如图所示的 cdcd 位置（金属棒与轨道圆心连线和水平面夹角为位置（金属棒与轨道圆心连线和水平面夹角为）时，金属棒的速度达到最大；当金属棒到达轨道底端）时，金属棒的速度达到最大；当金属棒到达轨道底端 efef 时，对时，对轨道的压力为轨道的压力为 1.5mg1.5mg求：求：41（1）当金属棒的速度最大时，流经电阻

31、R 的电流大小和方向；（2）金属棒滑到轨道底端的整个过程中流经电阻 R 的电量；（3）金属棒滑到轨道底端的整个过程中电阻 R 上产生的热量（1414 广州一模）如图广州一模）如图-20-20 所示，匀强磁场垂直于铜环所在的所示，匀强磁场垂直于铜环所在的平面，导体棒平面，导体棒 a a 的一端固定在铜环的圆心的一端固定在铜环的圆心 O O 处，另一端紧贴圆环，处，另一端紧贴圆环，11 / 18可绕可绕 O O 匀速转动通过电刷把铜环、环心与两块竖直平行金属板匀速转动通过电刷把铜环、环心与两块竖直平行金属板P P、Q Q 连接成如图所示的电路，连接成如图所示的电路，R1R1、R2R2 是定值电阻带

32、正电的小球通是定值电阻带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间的过绝缘细线挂在两板间的 M M 点，被拉起到水平位置；合上开关点，被拉起到水平位置；合上开关 S S，无初速度释放小球，小球沿圆弧经过无初速度释放小球，小球沿圆弧经过 M M 点正下方的点正下方的 N N 点到另一点到另一侧已知磁感应强度为侧已知磁感应强度为 B B，a a 的角速度为的角速度为 ，长度为，长度为 l l，电阻为，电阻为r r，R1R1R2R22r2r，铜环的电阻不计，铜环的电阻不计，P P、Q Q 两板的间距为两板的间距为 d d，小球的质，小球的质量为量为 m m、带电荷量为、带电荷量为 q q，重力加速度为，重力加

33、速度为 g.g.求：求： (1)a 匀速转动的方向； (2)P、Q 间电场强度 E 的大小；(3)小球通过 N 点时对细线拉力 F 的大小三、参考答案三、参考答案选择题选择题【答案答案】A】A、B B【解析解析】因为当磁体和导体之间的相对运动在导体内产生出了感因为当磁体和导体之间的相对运动在导体内产生出了感应电流，而感应电流产生的磁力又会与磁体的磁力相互作用，从而应电流，而感应电流产生的磁力又会与磁体的磁力相互作用，从而使磁体一起转动起来，具休是当铜圆盘在小磁针的磁场中转动时，使磁体一起转动起来，具休是当铜圆盘在小磁针的磁场中转动时，半径方向的金属条在切割磁感线，发生电磁感应现象，在铜圆盘的半

34、径方向的金属条在切割磁感线，发生电磁感应现象，在铜圆盘的圆心和边缘之间产生感应电动势，选项圆心和边缘之间产生感应电动势，选项 A A 正确；圆盘在径向的辐条正确；圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成感切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成感应电流即涡流（根据圆盘转向的不同以及磁极的不同，感应电流从应电流即涡流（根据圆盘转向的不同以及磁极的不同，感应电流从轴心流向边缘或从边缘流向轴心）轴心流向边缘或从边缘流向轴心） ，而感应电流产生的磁力又会与小，而感应电流产生的磁力又会与小磁针的磁力相互作用，从而使小磁针一起转动起来，故选项磁针的磁力相互作

35、用，从而使小磁针一起转动起来，故选项 B B 正确，正确，圆盘转动过程中，圆盘位置、圆盘面积和磁场都没有发生变化，故圆盘转动过程中，圆盘位置、圆盘面积和磁场都没有发生变化，故12 / 18磁场穿过整个圆盘的磁通量没有变化，选项磁场穿过整个圆盘的磁通量没有变化，选项 C C 错误；圆盘本身呈中错误；圆盘本身呈中性，不会产生环形电流，性，不会产生环形电流，D D 错误。错误。【答案答案】B】B 【解析解析】在在 0-t0-t 时间内，线框从图示位置开始（时间内，线框从图示位置开始（t=0t=0）转过）转过 9090的过程中，产生的感应电动势为：的过程中，产生的感应电动势为： E1=BR2E1=BR

36、2；由闭合电路欧；由闭合电路欧 姆定律得，回路电流为：姆定律得，回路电流为：I1=I1=根据楞次定律判断可知，线框中感应根据楞次定律判断可知，线框中感应 电流方向沿逆时针在电流方向沿逆时针在 t-2tt-2t 时间内，线框进入第时间内，线框进入第 3 3 象限的过程中，象限的过程中， 回路电流方向为顺时针回路中产生的感应电动势为：回路电流方向为顺时针回路中产生的感应电动势为：E2=BR2+2BR2=BR2=3E1E2=BR2+2BR2=BR2=3E1；感应电流为：；感应电流为：I2=3I1I2=3I1；在在 2t-3t2t-3t 时间内，线框进入第时间内，线框进入第 4 4 象限的过程中，回路

37、电流方向象限的过程中，回路电流方向 为逆时针回路中产生的感应电动势为：为逆时针回路中产生的感应电动势为：E3=BR2+2BR2=BR2=3E1E3=BR2+2BR2=BR2=3E1；21 rRB rE 22 121 21 2321 21 23感应电流为：I2=3I1；在 3t-4t 时间内，线框出第 4 象限的过 程中，回路电流方向为顺时针回路中产生的感应电动势为：E4=BR2；由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：I4=I1；故 B 正确故选：B21【答案答案】C】C 【答案答案】ABD】ABD 【答案答案】BC】BC 【解析解析】设导线圈半径为设导线圈半径为 l l，角速度为，角速度为 ，两导

38、线框切割磁感，两导线框切割磁感 线的等效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时线的等效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时 感应电动势大小始终为感应电动势大小始终为 E EBl2Bl2，但进磁场和出磁场时电流方向相，但进磁场和出磁场时电流方向相 反，所以线框中应该产生方波交流式电，如图所示，反，所以线框中应该产生方波交流式电，如图所示，A A 错误；由错误；由 T T 可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为 T T，B B 正确；在正确；在 t t时，时， 两导线框均在切割磁感线，故两导线框中产生的感应电动势均为两导线框均在切

39、割磁感线，故两导线框中产生的感应电动势均为 Bl2Bl2，C C 正确；对于线框正确；对于线框 M M，有，有,R)T,R)T，解得，解得 U U 有有 M ME E； 对于线框对于线框 N N，有，有0 00 0,R)T,R)T，解得，解得 U U 有有 N NE E，故两导线，故两导线 框中感应电流的有效值并不相等，框中感应电流的有效值并不相等，D D 错误错误 【答案答案】C】C 13 / 18【解析解析】导体杆导体杆 OAOA 绕过绕过 O O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转， 在转过在转过 180180的过程中，切割磁感线的导体棒长度先不均匀增大后

40、的过程中，切割磁感线的导体棒长度先不均匀增大后 减小，由右手定则可判断出感应电动势的方向为由减小，由右手定则可判断出感应电动势的方向为由 O O 指向指向 A A 为正，为正， 所以下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是所以下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是 C C。 【解析解析】 （1 1）显然，从中性面开始计时）显然，从中性面开始计时 电动势瞬时值表达式电动势瞬时值表达式 为：为：nBSEm(2)由焦耳定律可得tREQ22mEE 4Tt 2T联立得 RSBnQ4222【答案答案】CD】CD【解析解析】A】A、bcbc、adad 边的运动速度：边的运动速度

41、：2Lv感应电动势：，解得：，故 A 错误；m4ENBLv2 m2ENBL B、根据欧姆定律得：电流：m mEIRr安培力：，解得：，故 B 错误；2mFNBI L2234N B LFRr C、线圈旋转一圈时，磁通量的变化量为零，故平均感应电动势 为零，故流过电阻 R 的净电荷量为零，故 C 正确； D、在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为， 电机的总功率：；外力做功的功率与电源的总功率相等，故 D 正确。4 922242416 99()EN B LPRrRrA故选：CD 【答案答案】AD】AD 【解析解析】由图可知，由图可知，t t0 0 时，磁通量为时，磁通量为 0 0，线圈

42、平面平行于磁，线圈平面平行于磁 感线，感线，A A 正确；正确；t t1 1 s s 时，由法拉第电磁感应定律和图线的斜率可时，由法拉第电磁感应定律和图线的斜率可 知，线圈中的电流方向不变，知，线圈中的电流方向不变，B B 错误；错误；t t1.51.5 s s 时磁通量的变化率时磁通量的变化率 为为 0 0，感应电动势为，感应电动势为 0 0，C C 错误；交变电流的电动势最大值错误；交变电流的电动势最大值14 / 18EmEmnmnm，所以电流的有效值，所以电流的有效值 I I，根据焦耳定律，根据焦耳定律 Q QI2RTI2RT，联立，联立 解得解得 Q Q8282 J J，D D 正确正

43、确 【答案答案】AB】AB 【解析解析】将圆盘看成由无数辐条组成，各辐条都在切割磁感线，将圆盘看成由无数辐条组成，各辐条都在切割磁感线， 从而产生感应电动势，出现感应电流，当圆盘顺时针转动时从而产生感应电动势，出现感应电流，当圆盘顺时针转动时( (从上往从上往 下看下看) )，根据右手定则可判断，圆盘上感应电流从边缘向中心，流过，根据右手定则可判断，圆盘上感应电流从边缘向中心，流过 电阻电阻 R R 的电流方向从的电流方向从 a a 到到 b b，B B 正确；由法拉第电磁感应定律可得，正确；由法拉第电磁感应定律可得， 感应电动势感应电动势 E EBLvBLvBL2BL2，而，而 I I，故，

44、故 A A 正确，正确，C C 错误；当角速度错误；当角速度 变为原来的变为原来的 2 2 倍时，感应电动势倍时，感应电动势 E EBL2BL2 变为原来的变为原来的 2 2 倍，感倍，感 应电流应电流 I I 变为原来的变为原来的 2 2 倍，电流在倍，电流在 R R 上的热动率上的热动率 P PI2RI2R 变为原来的变为原来的 4 4 倍，倍，D D 错误错误 计算题计算题 【答案答案】(1)1.54】(1)1.54 V V (2)(2)不能，理由见解析不能，理由见解析 (3)4105(3)4105 m m 【解析解析】(1)】(1)法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 E EBLvBL

45、v，代入数据得，代入数据得 E E1.541.54 V V (2)不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流 (3)在地球表面有 Gmg匀速圆周运动 Gmv2 Rh 解得 hgR，代入数据得 h4105 m(数量级正确都算对) 【解析解析】 （1 1）由右手定则可以判定）由右手定则可以判定 P P 点电势高点电势高 设缆索中点的速度设为 v22 ()lRhvT P、Q 两点电势差就是缆索的电动势 UPQ=E=BlvQ= 22()lBl Rh T另解： 22 22()llMmvGmRhRh2GMmmgR（2）缆索电流 I= 21RRE 安培力 FA=BIl 将代入式解得 FA= 2 2

46、2122() ()lB lRh RR T （3）Q 的速度设为 vQ，Q 受地球引力和缆索拉力 FQ 作用FQ=mQ 2)(hRGMmQ2 QvRh 物体 Q 绕地球做匀速圆周运动，设 Q 的速度设为 vQ 2 ()QRhvT 15 / 18又 2GMmmgR将代入式解得：FQ= mQ 22)(hRgR224()Rh T【答案答案】 (1)ab(1)ab 段段:I=A(-45rad/s15rad/s):I=A(-45rad/s15rad/s) bcbc 段段: : I=(-0.05+)A(15rad/s45rad/s)I=(-0.05+)A(15rad/s45rad/s) (2)0.3V(2)

47、0.3V 0.9V0.9V (3)ab(3)ab 段段:IP=0:IP=0 bcbc 段段:IP=A:IP=A1 1501 100PU 9【解析解析】(1)】(1)根据题图乙可求得根据题图乙可求得 abab 段斜率段斜率 kab=kab=1 150故 ab 段:I=A (-45rad/s15rad/s)1 150bc 段斜率 kbc=1 100故 bc 段:I=I0+,把 b 点的坐标 =15rad/s,I=0.1A1 100 代入可求得 I0=-0.05A故 bc 段有:I=(-0.05+)A (15rad/s45rad/s)1 100 (2)圆盘逆时针转动切割磁感线产生感应电动势 E=Br2,得E=0.021 2 当 =15rad/s 时,E=0.