五年高考题荟萃系列第九章电磁感应中学教育高考_中学教育-高考.pdf
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1、五年高考题荟萃 第九章 电磁感应 一、选择题 1.(08上海6)老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆克绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是()A.磁铁插向左环,横杆发生转动 B.磁铁插向右环,横杆发生转动 C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动 D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动 2.(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
2、 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 3.(06四川17)如图所示,接有灯泡l的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中,一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动,其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中 O 位置对应于弹簧振子的平衡位置,P、Q 两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计,则()A.杆由 O 到 P的过程中,电路中电流变大 B.杆由 P到 Q 的过程中,电路中电流一直变大 C.杆通过 O 处时,电路中电流方向将发生改变 D.杆通过 O 处时,
3、电路中电流最大 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XOY运动,(O是线圈中心),则 ()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 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
4、 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 6.(09浙江17)如图所示,在磁感应强度大小为 B、方
5、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 ()环横杆克绕中心点自由转动老师拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环同学们看到的现象是磁铁插向左环横杆发生转动磁铁插向右环横杆发生转动无论磁铁插向左环还是右环横杆都不发生转动无论磁铁插向左环还向垂直于回路所在的平面回路以速度向右匀速进入磁场直径始络与垂直从点到达边界开始到点进入磁场为止下列结论正确的是感应电流方向不变段直线始终不受培
6、力感应电动势最大值感应电动势平均值四川如图所示接有灯泡的平行况相同图中位置对应于弹簧振子的平衡位置两位置对应于弹簧振子的最大位移处若两导轨的电阻不计则杆由到的过程中电路中电流变大杆由到的过程中电路中电流一直变大杆通过处时电路中电流方向将发生改变杆通过处时电路中电Aadcba Bdabcd C先是dabcd,后是adcba D先是adcba,后是dabcd 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,1E和2E为直流电源,S 为单刀双掷开关。下列情况
7、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 8.(08上海10)如图所示,平行于 y 轴的导体棒以速度 v 向右匀速直线运动,经过半径为 R、磁感应强度为 B的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势与导体棒位置x 关系的图像是()9.(06北京20)如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,一带电微粒从磁场边界 d点垂直于磁场方向射入,沿曲线 dpa 打到屏 MN 上的 a 点,通过
8、pa 段用时为at若该微粒经过 P 点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终打到屏 MN 上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的 ()A.轨迹为 pb,至屏幕的时间将小于 t B.轨迹为 pc,至屏幕的时间将大于 t C.轨迹为 pb,至屏幕的时间将等于 t D.轨迹为 pa,至屏幕的时间将大于 t 环横杆克绕中心点自由转动老师拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环同学们看到的现象是磁铁插向左环横杆发生转动磁铁插向右环横杆发生转动无论磁铁插向左环还是右环横杆都不发生转动无论磁铁插向左环还向垂直于回路所在的平面回路以速度向右匀速进入磁场直径始络与垂直从点到达边界开始
9、到点进入磁场为止下列结论正确的是感应电流方向不变段直线始终不受培力感应电动势最大值感应电动势平均值四川如图所示接有灯泡的平行况相同图中位置对应于弹簧振子的平衡位置两位置对应于弹簧振子的最大位移处若两导轨的电阻不计则杆由到的过程中电路中电流变大杆由到的过程中电路中电流一直变大杆通过处时电路中电流方向将发生改变杆通过处时电路中电10.(05辽宁7)如图所示,两根相距为的平行直导轨 ab、cd、b、d 间连有一固定电阻 R,导轨电阻可忽略不计。MN 为放在 ab 和 cd 上的一导体杆,与 ab 垂直,其电阻也为 R。整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为 B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图
10、中纸面内)。现对 MN 施力使它沿导轨方向以速度 v(如图)做匀速运动。令 U表示 MN 两端电压的大小,则()A,21vBlU 流过固定电阻 R的感应电流由 b 到 d B,21vBlU 流过固定电阻 R的感应电流由 d 到 b C,vBlU 流过固定电阻 R的感应电流由 b 到 d D,vBlU 流过固定电阻 R的感应电流由 d 到 b 11.(05全国19)图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为 l,磁场方向垂直纸面向里。abcd 是位于纸面内的梯形线圈,ad 与 bc 间的距离也为 l。t=0 时刻,bc 边与磁场区域边界重合(如图)。现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区
11、域边界的方向穿过磁场区域。取沿 abcda 的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流 I随时间 t 变化的图线可能是()12.(05广东6)如图所示,两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面上,导轨上横放着两根相同的导体棒 ab、cd 与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧,两棒的中间用细线绑住,它们的电阻均为 R,回路上其余部分环横杆克绕中心点自由转动老师拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环同学们看到的现象是磁铁插向左环横杆发生转动磁铁插向右环横杆发生转动无论磁铁插向左环还是右环横杆都不发生转动无论磁铁插向左环还向垂直于回路所在的平
12、面回路以速度向右匀速进入磁场直径始络与垂直从点到达边界开始到点进入磁场为止下列结论正确的是感应电流方向不变段直线始终不受培力感应电动势最大值感应电动势平均值四川如图所示接有灯泡的平行况相同图中位置对应于弹簧振子的平衡位置两位置对应于弹簧振子的最大位移处若两导轨的电阻不计则杆由到的过程中电路中电流变大杆由到的过程中电路中电流一直变大杆通过处时电路中电流方向将发生改变杆通过处时电路中电的电阻不计,在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时,导体棒处于静止状态。剪断细线后,导体棒在运动过程中 ()回路中有感应电动势 两根导体棒所受安培力的方向相同 两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒,机械能守
13、恒 两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒,机械能不守恒 二、计算题 13.(05江苏34理综)(7 分)如图所示,水平面上有两根相距 0.5m 的足够长的平行金属导轨MN 和 PQ,它们的电阻可忽略不计,在 M 和 P 之间接有阻值为 R 的定值电阻,导体棒 ab 长l0.5m,其电阻为 r,与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度 B0.4T,现使 ab 以v10ms 的速度向右做匀速运动.(1)ab 中的感应电动势多大?(2)ab 中电流的方向如何?(3)若定值电阻 R0.3,导体棒的电阻 r0.1,则电路中的电流多大?14.(09全国卷24))如图,匀强磁场的磁感应
14、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(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。a c b d 环横杆克绕中心点自由转动老师拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环同学们看到的现象是磁铁插向左环横杆发生转动磁铁插向右环横杆发生转动无论磁铁插向左环还是右环横杆都不发生转动无论磁铁插向左环还向垂直于回路所在的平面回路以速度向右匀速进入磁场直径始络与垂直从点到达边界开始到点进入磁场为止下列结论正确的是感应电流方向不变段直线始终不受培力感
15、应电动势最大值感应电动势平均值四川如图所示接有灯泡的平行况相同图中位置对应于弹簧振子的平衡位置两位置对应于弹簧振子的最大位移处若两导轨的电阻不计则杆由到的过程中电路中电流变大杆由到的过程中电路中电流一直变大杆通过处时电路中电流方向将发生改变杆通过处时电路中电 15.(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
16、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
17、法;(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。环横杆克绕中心点自由转动老师拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环同学们看到的现象是磁铁插向左环横杆发生转动磁铁插向右环横杆发生转动无论磁铁插向左环还是右环横杆都不发生转动无论磁铁插向左环还向垂直于回路所在的平面回路以速度向右匀速进入磁场直径始络与垂直从点到达边界开始到点进入磁场为止下列结论正确的是感应电流方向不变段直线始
18、终不受培力感应电动势最大值感应电动势平均值四川如图所示接有灯泡的平行况相同图中位置对应于弹簧振子的平衡位置两位置对应于弹簧振子的最大位移处若两导轨的电阻不计则杆由到的过程中电路中电流变大杆由到的过程中电路中电流一直变大杆通过处时电路中电流方向将发生改变杆通过处时电路中电 16.(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
19、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)(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。17.(09广东物理18)(15 分)如图 18(a)环横杆克绕中心点自由转动老师拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环同学们看到的现象是磁铁插
20、向左环横杆发生转动磁铁插向右环横杆发生转动无论磁铁插向左环还是右环横杆都不发生转动无论磁铁插向左环还向垂直于回路所在的平面回路以速度向右匀速进入磁场直径始络与垂直从点到达边界开始到点进入磁场为止下列结论正确的是感应电流方向不变段直线始终不受培力感应电动势最大值感应电动势平均值四川如图所示接有灯泡的平行况相同图中位置对应于弹簧振子的平衡位置两位置对应于弹簧振子的最大位移处若两导轨的电阻不计则杆由到的过程中电路中电流变大杆由到的过程中电路中电流一直变大杆通过处时电路中电流方向将发生改变杆通过处时电路中电所示,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
21、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。18.(08上海24)(14 分)如图所示,竖直平面内有一半径为 r、内阻为 R1、粗细均匀的光滑半圆形金属球,在 M、N处与相距为 2r、电阻不计的平行光滑金属轨道 ME、NF相接,EF之间接有电阻 R2,已知 R112R,R24R。在 MN 上方及CD下方有水平方向的匀强磁
22、场I和II,磁感应强度大小均为B。现有质量为 m、电阻不计的导体棒 ab,从半圆环的最高点 A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,高平行轨道中够长。已知导体棒ab 下落 r/2 时的速度大小为 v1,下落到 MN 处的速度大小为 v2。(1)求导体棒 ab 从 A下落 r/2 时的加速度大小。(2)若导体棒 ab 进入磁场 II后棒中电流大小始终不变,求磁场 I 和 II之间的距离 h 和R2上的电功率 P2。环横杆克绕中心点自由转动老师拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环同学们看到的现象是磁铁插向左环横杆发生转动磁铁插向右环横杆发生转动无
23、论磁铁插向左环还是右环横杆都不发生转动无论磁铁插向左环还向垂直于回路所在的平面回路以速度向右匀速进入磁场直径始络与垂直从点到达边界开始到点进入磁场为止下列结论正确的是感应电流方向不变段直线始终不受培力感应电动势最大值感应电动势平均值四川如图所示接有灯泡的平行况相同图中位置对应于弹簧振子的平衡位置两位置对应于弹簧振子的最大位移处若两导轨的电阻不计则杆由到的过程中电路中电流变大杆由到的过程中电路中电流一直变大杆通过处时电路中电流方向将发生改变杆通过处时电路中电(3)若将磁场 II的 CD边界略微下移,导体棒 ab 刚进入磁场 II时速度大小为 v3,要使其在外力 F作用下做匀加速直线运动,加速度大
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