高考名师预测物理试题：知识点09电磁感应.doc

高考物理预测专题9：电磁感应
1．风速仪的简易装置如图甲所示。在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圏中的感应电流随风速的变化而变化。风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为v2，且v2>v1，则感应电流的峰值Im、周期T和电动势E的变化情况是( )
A．Im变大，T变小
B．Im变大，T不变
C．Im变小，T变小
D．Im不变，E变大
答案：A
2. 现将电池组、滑线变阻器、带铁心的线圈Ａ、线圈B、电流计及如下图连接，在开关闭合、线圈Ａ放在线圈Ｂ中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端Ｐ向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（　　　）
Ａ.线圈Ａ向上移动或滑动变阻器的滑动端Ｐ向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
Ｂ.线圈Ａ中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
Ｃ.滑动变阻器的滑动端Ｐ匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
Ｄ.因为线圈Ａ、线圈Ｂ的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
答案：B
3．如右图所示，在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟固定的大导体矩形环M相连接，导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触，磁感应线垂直于导轨所在平面。若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动，则在此过程中M所包围的固定闭合小矩形导体环N中电流表内 （ ）
A. 有自下而上的恒定电流
B．产生自上而下的恒定电流
C．电流方向周期性变化
D．没有感应电流
答案：D
A
C
B
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4. 如图所示回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导线AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑．设回路的总电阻恒定为R，当导线AC从静止开始下落后，下面有关回路中能量转化的叙述中正确的说法有（ ）
A．导线下落过程中机械能守恒
B．导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量
C．导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路中增加的内能
D．导线达到稳定速度后的下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能
答案：D
5．北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是(　　)
A．若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低
B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低
C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a
D．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→d→a
答案:C.
6．如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是(　　)
A．三者同时落地
B．甲、乙同时落地，丙后落地
C．甲、丙同时落地，乙后落地
D．乙、丙同时落地，甲后落地
答案:D.
B
A
I
7．如图所示，两个完全相同的矩形导线框A、B在靠得很近的竖直平面内，线框的对应边相互平行。线框A固定且通有电流I，线框B从图示位置由静止释放，在运动到A下方的过程中( )
A．穿过线框B的磁通量先变小后变大
B．线框B中感应电流的方向先顺时针后逆时针
C．线框B所受安培力的合力为零
D．线框B的机械能一直减小
答案:D
8．一导线弯成如右图所示的闭合线圈，以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外。线圈总电阻为R，从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是 （ ）
A．感应电流一直沿顺时针方向
B．线圈受到的安培力先增大，后减小
C．感应电动势的最大值E=Brv
D．穿过线圈某个横截面的电荷量为
答案:AB
9．N
S
真空室
真空室
·
·
·
·
·
·
·····
···
·····
···
电子轨道
现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要有上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时,产生变化的磁场，穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示（上图为侧视图、下图为真空室的俯视图），若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（ ）
A．电子在轨道上逆时针运动
B．保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速
C．保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速
D．被加速时电子做圆周运动的周期不变
答案:AB
10．两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边与水平面的夹角为37°，质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨的电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中，当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时，cd杆恰好处于静止状态，重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）
A．ab杆所受拉力F的大小为mg tan37°
B．回路中电流为
C．回路中电流的总功率为mgv sin37°
D．m与v大小的关系为m＝
答案：AD
二、填空题（共2小题，共30 把答案填在题中的横线上）
11. 一种测量血管中血流速度仪器的原理如图8所示，在动脉血管左右两侧安装电极并连接电压表，设血管直径是2.00ｍｍ，磁场的磁感应强度为0.080Ｔ，电压表测出的电压为0.10ｍＶ，则血流速度大小为 　ｍ／ｓ（取两位有效数字）

12. 有一个被称为“千人震”的趣味物理小实验，实验是用一节电动势为1.5Ｖ的新干电池，几根导线，开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位做这个实验的同学手拉手成一串，另一同学将电池、镇流器、开关用导线将它们首、尾两位同学两个空着的手相连，　如图9所示，在开关通或断时，就会连成一串的同学都有触电感觉，该实验原理是　　　　；人有触电感觉时开关是接通还是开关是断开的瞬间　　　　，因为　　　 　　。

13. 如图10所示，水平铜盘半径为r，置于磁感强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕过中心轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的中心及边缘处分别用滑片与一理想变压器的原线圈相连，理想变压器原副线圈匝数比为n，变压器的副线圈与一电阻为R的负载相连，则变压器原线圈两端的电压为______________，通过负载R的电流为____________。

三、计算题（共4小题，共80分解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14. 如图12所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈匝数ｎ＝40，电阻ｒ＝0.1，长＝0.05ｍ，宽＝0.04ｍ，角速度，磁场的磁感应强度Ｔ，线圈两端外接电阻Ｒ＝9.9，的用电器和一个交流电流表。求：
（１）线圈中产生的最大感应电动势；
（２）电流表的读数；
（３）用电器的功率
解：（１）感应电动势的最大值：
（２）由欧姆定律得电流的最大值：＝0.16Ａ
电流的有效值＝0.11Ａ
（３）用电器上消耗的电功率：
15.如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有B=1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm，线圈质量m=100g，电阻为R=0.020Ω。开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取g=10m/s2，求：⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q。⑵线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v。⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a。
解：⑴由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，所以线圈进入磁场过
程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同，由能量守恒Q=mgd=0.50J
⑵3位置时线圈速度一定最小，而3到4线圈是自由落体运动因此有
v02-v2=2g(d-l)，得v=2m/s
⑶2到3是减速过程，因此安培力 减小，由F-mg=ma知加速度减小，到3位置时加速度最小，a=4.1m/s2

16．如下图甲所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α，导轨电阻不计。匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R，另有一条纸带固定金属棒ab上，纸带另一端通过打点计时器（图中未画出），且能正常工作。在两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R，电阻箱电阻调到使R2=12R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，同时接通打点计时器的电源，打出一条清晰的纸带，已知相邻点迹的时间间隔为T，如下图乙所示，试求：
（1）求磁感应强度为B有多大？
（2）当金属棒下滑距离为S0时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑2S0的过程中，整个电路产生的电热。
答案：（1）（2）
解析：（1）根据图乙纸带上打出的点迹可看出，金属棒最终做匀速运动，且速度最大，最大值为vm=2s/T，达到最大速度时，则有mgsinα=F安 F安＝ILB 其中R总＝6R
所以mgsinα= 解得
（2）由能量守恒知，放出的电热Q=2S0sinα-
代入上面的vm值，可得
17．如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L＝0.50m。轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B＝0.40T，方向竖直向下的匀强磁场中。质量m=0.50kg的导体棒ab垂直于轨道放置。在沿着轨道方向向右的力F作用下，导体棒由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力。
M
a
b
B
R
F
N
P
Q
（1）若力F的大小保持不变，且F=1.0N。求
a．导体棒能达到的最大速度大小vm；
b．导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒的加速度大小a。
（2）若力F的大小是变化的，在力F作用下导体棒做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小a=2.0m/s2。从力F作用于导体棒的瞬间开始计时，经过时间t=2.0s，求力F的冲量大小I。
答案：(1) (2)
解析：（1）a．导体棒达到最大速度vm时受力平衡　
此时，
解得：　
b．导体棒的速度v=5.0m/s时，感应电动势
　　　　 导体棒上通过的感应电流
　　　　 导体棒受到的安培力
　　　　 根据牛顿第二定律，解得：
（2）t=2s时，金属棒的速度
此时，导体棒所受的安培力
　　 时间t=2s内，导体棒所受的安培力随时间线性变化，
所以，时间t=2s内，安培力的冲量大小
　　 对导体棒，根据动量定理

所以，力F的冲量