【南方凤凰台】2014届高考物理总复习单元检测卷：第十一章 电磁感应
第十一章单元检测卷
一、单项选择题
1. 穿过一个电阻为2 Ω的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4 Wb,则线圈中( )
A. 感应电动势每秒减小0.4 V
B. 感应电动势为0.4 V
C. 感应电流恒为0.4 A
D. 感应电流每秒减小0.2 A
2. 如图甲所示,闭合金属框从一定高度自由下落进入匀强磁场区,从bc边开始进入磁场区到ad边刚进入磁场区这段时间内,线框运动速度图象不可能是图乙中( )
3. 如图所示,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,则下列对圆环L的变化趋势及圆环内产生的感应电流变化判断正确的是( )
A. 收缩,变小
B. 收缩,变大
C. 扩张,变小
D. 扩张,不变
4. 如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度v
m
,则( )
A. 如果B增大,v
m 将变大 B. 如果α变大,v
m
将变大
C. 如果R变大,v
m 将变小 D. 如果m变小,v
m
将变大
二、双项选择题
5. 如图甲和乙所示电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光.则( )
A. 在图甲所示电路中,断开S,D将逐渐变暗
B. 在图甲所示电路中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗
C. 在图乙所示电路中,断开S,D将逐渐变暗
D. 在图乙所示电路中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗
6. 如图甲所示,等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中,ab直导线与M、N相连接,线圈A与直导线cd连接,线圈A内有随图乙所示变化的磁场,且规定向左为磁场B的正方向,则下列叙述正确的是( )
A. 0~1 s内ab、cd导线互相排斥
B. 1~2 s内ab、cd导线互相吸引
C. 2~3 s内ab、cd导线互相吸引
D. 3~4 s内ab、cd导线互相排斥
7. 如图所示,线框abcd在无限大的匀强磁场中匀速平动时,关于线框有关情况的说法中正确的是( )
A. 无感应电流,ad端无电动势,电压表无示数
B. 无感应电流,ad端有电动势,电压表无示数
C. 有感应电流,ad端无电动势,电压表无示数
D. 如果线框放在光滑水平面上则不需外力作用
8. 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.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,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为R.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
1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速度v
2
向下匀速运动.重力加速度为g.
下列说法中正确的是( )
A. ab杆所受拉力F的大小为μmg-
22
1 B L v R
B. cd杆所受摩擦力与重力平衡
C. 回路中的电流为
12
() BL v v
R
D. μ与v
1大小的关系为μ=
22
1
Rmg
B L v
9. 如图所示,MN 、PQ 是间距为L 的平行光滑金属导轨,置于磁感应强度为B,方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M 、P 间接有一阻值为R 的电阻.一根与导轨接触良
好、有效阻值为2R
的金属导线ab 垂直导轨放置,并在水平外力F 的作用下以速度v 向右
匀速运动,不计导轨电阻,则( ) A. 通过电阻R 的电流方向为P →R →M B. ab 两点间的电压为BLv C. a 端电势比b 端高
D. 外力F 做的功等于电路中产生的焦耳热 三、 非选择题
10. 如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻.一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab 杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.
(1) 由b 向a 方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图.
(2) 在加速下滑过程中,当ab 杆的速度大小为v 时,求此时ab 杆中的电流及其加速度的大小.
(3) 求在下滑过程中,ab 杆可以达到的速度最大值.
甲
乙
11. 如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0,沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直,且保持良好接触.
(1) 求初始时刻导体棒受到的安培力.
(2) 若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为E
p
,则这一过程中安
培力所做的功W
1和电阻R上产生的焦耳热Q
1
分别是多少?
(3) 导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?
第十一章单元检测卷
1. B
2. B
3. A
4. B
5. AD
6. BD
7. BD
8. BD
9. CD
10. (1) 如图所示:重力mg,竖直向下; 支持力N,垂直斜面向上; 安培力F,沿斜面向上.
(2) 当ab 杆速度为v 时,感应电动势E=BLv,此时电路电流
I=E R =BLv R .
ab 杆受到安培力F=BIL=22v
B L R ,
据牛顿运动定律,有ma=mgsin θ-F=mgsin θ-22v
B L R , 解得a=gsin θ-22v
B L mR .
(3) 当a=0即22v
B L R =mgsin θ时,ab 杆达到最大速度v m . v m =22
sin mgR B L
.
11. (1) 初始时刻棒中感应电动势E=BLv 0.
棒中感应电流I=E R.
作用于棒上的安培力F=ILB.
联立以上三式得F=
22
B L v
R,方向水平向左.
(2) 由功和能的关系得,安培力做功W
1=E
p
-
1
2m20v.
电阻R上产生的焦耳热Q
1=
1
2m20v-E
p
.
(3) 由能量转化及平衡条件,可判断导体棒最终静止于初始位置,电阻R上产生的焦耳
热Q=1
2m20v.。
【南方凤凰台】高考物理二轮复习检测与评估 专题十一 电磁感应规律的综合应用(含13年模拟)
专题十一电磁感应规律的综合应用1. (2013·全国)纸面内两个半径均为R的圆相切于O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、方向相反,且不随时间变化.一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω,t=0时,OA恰好位于两圆的公切线上,如图所示.若选取从O指向A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象可能正确的是()2. (2013·海南)如图所示,水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r.空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下.一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点.棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好.下列说法中正确的是()A. 拉力的大小在运动过程中保持不变B.C.棒经过环心时流过棒的电流为 D.棒经过环心时所受安培力的大小为28πB r3. (多选)(2013·南通中学)如图所示,在水平桌面上放置两条相距l 的平行光滑导轨ab 与cd,阻值为R 的电阻与导轨的a 、c 端相连.质量为m 、边长为l 、电阻不计的正方形线框垂直于导轨并可在导轨上滑动.整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小为B.滑杆的中点系一根不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量也为m 的物块相连,绳处于拉直状态.现若从静止开始释放物块,用h 表示物块下落的高度(物块不会触地),g 表示重力加速度,其他电阻不计,则()A. 因通过正方形线框的磁通量始终不变,故电阻R 中没有感应电流B. 物体下落的加速度为0.5gC. 若h 足够大,物体下落的最大速度为22mgR B l D. 通过电阻R 的电荷量为BlhR4. (多选)(2013·扬州一模)如图所示,两根完全相同的光滑金属导轨POQ 固定在水平桌面上,导轨间的夹角为θ,导轨单位长度的电阻为r.导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场.t=0时刻将一电阻不计的金属杆MN 在外力作用下以恒定速度v 从O 点开始向右滑动.在滑动过程中保持MN 垂直于两导轨间夹角的平分线,且与导轨接触良好,导轨和金属杆足够长.下列关于电路中电流大小I 、金属杆MN 间的电压U 、外力F 及电功率P 与时间t 的关系图象中正确的是()5. (多选)(2013·四川)如图所示,边长为L 、不可形变的正方形导体框内有半径为r 的圆形区域,其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B=kt(常量k>0).回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0,滑片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R 1=R 0、R 2=12R 0.闭合开关S,电压表的示数为U,不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势.则 ()A. R 2两端的电压为7UB. 电容器的a 极板带正电C. 滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D. 正方形导体框中的感应电动势为kL26. (2013·连云港一模)如图所示,空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场,各处的磁感应强度大小均为B,圆台母线与竖直方向的夹角为θ.一个质量为m 、半径为r 的匀质金属环位于圆台底部.环中通以恒定的电流I 后圆环由静止向上运动,经过时间t 后撤去该恒定电流并保持圆环闭合,圆环上升的最大高度为H.已知重力加速度为g,磁场的范围足够大.在圆环向上运动的过程中,下列说法中正确的是()A. 在时间t 内安培力对圆环做功为mgHB. 圆环先做匀加速运动后做匀减速运动C. 圆环运动的最大速度为2πcos BIrt m-gtD. 圆环先有扩张后有收缩的趋势7. (2013·宿迁、徐州三模)如图甲所示,有两根相互平行、间距为L 的粗糙金属导轨,它们的电阻忽略不计,在MP 之间接有阻值为R 的定值电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ.在efhg 矩形区域内有垂直斜面向下、宽度为d 的匀强磁场(磁场未画出),磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙所示.在t=0时刻,一质量为m 、电阻为r 的金属棒垂直于导轨放置,从ab 位置由静止开始沿导轨下滑,t=t 0时刻进入磁场,此后磁感应强度为B 0并保持不变.棒从ab 到ef 的运动过程中,电阻R 上的电流大小不变.求:(1) 0t 0时间内流过电阻R 的电流I 大小和方向. (2) 金属棒与导轨间的动摩擦因数μ.(3) 金属棒从ab 到ef 的运动过程中,电阻R 上产生的焦耳热Q.8. (2013·南京、盐城三模) 如图所示,虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,其主要部件为缓冲滑块 K 和质量为m 的缓冲车厢.在缓冲车的底板上,沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ 、MN.缓冲车的底部安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.导轨内的缓冲滑块K 由高强度绝缘材料制成,滑块K 上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,匝数为n,ab 边长为L.假设缓冲车以速度v 0与障碍物C 碰撞后,滑块K 立即停下,此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动,从而实现缓冲,一切摩擦阻力不计. (1) 求滑块K 的线圈中最大感应电动势的大小.(2) 若缓冲车厢向前移动距离L 后速度为零,则此过程线圈abcd 中通过的电荷量和产生的焦耳热各是多少?(3) 若缓冲车以某一速度v'0(未知)与障碍物C 碰撞后,滑块K 立即停下,缓冲车厢所受的最大水平磁场力为F m .缓冲车在滑块K 停下后,其速度v 随位移x 的变化规律满足v=v'0-222n B L mR x.要使导轨右端不碰到障碍物,则缓冲车与障碍物C 碰撞前,导轨右端与滑块K 的cd 边距离至少多大?专题十一 电磁感应规律的综合应用1. C2. D3. CD4. AD5. AC6. C7. (1) 0t 0时间内,回路中的电流由磁场变化产生,由法拉第电磁感应定律有回路中感应电动势E=ΔΔt Φ=00LdB t ,根据闭合电路欧姆定律I=ER r +=00Ld ()B R r t +,由楞次定律可得,流过电阻R 的电流方向是M →P.(2) 由题意,金属棒进入磁场后电阻上电流保持不变,则金属棒匀速运动, 所受安培力为F=B 0IL,则mgsin θ-μmgcos θ-B 0IL=0,得μ=tan θ-2200dcos ()B L mg R r t θ+.(3) 导体棒进入磁场中有E=B 0Lv=00Ld B t , 导体棒在磁场中运动的时间t=dv =t 0,根据焦耳定律有Q=I 2R(t 0+t)=2220202R()B L d R r t +.8. (1) 缓冲车以速度v 0碰撞障碍物后滑块K 静止,滑块相对磁场的速度大小为v 0,线圈中产生的感应电动势E 0=nBLv 0.(2)由法拉第电磁感应定律E=n ΔΔt Φ,其中ΔΦ=BL 2,由电流计算公式I=ER,I=qt,代入计算得q=n2 BL R,由功能关系得Q=12m20v.(3)当缓冲车的最大速度为v'0,碰撞后滑块K静止,滑块相对磁场的速度大小为v'0.线圈中产生的感应电动势E=nBLv'0,线圈中的电流I=E R,线圈ab边受到的安培力F=nBIL,依题意F=F m,解得v'0=m222F Rn B L,由题意知v=v'0-222n B LmR x,当v=0时,解得x=2m444F mRn B L.。
高三物理电磁感应规律的综合应用单元复习测试题及答案
高三物理电磁感应规律的综合应用单元复习测试题及答案在现代，物理学曾经成为自然迷信中最基础的学科之一。
查字典物理网为大家引荐了高三物理电磁感应规律的综合运用单元温习测试题及答案，请大家细心阅读，希望你喜欢。
一、选择题1.如下图电路，两根润滑金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，遭到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，那么它在下滑高度h的进程中，以下说法正确的选项是( )A.作用在金属棒上各力的合力做功为零B.重力做的功等于系统发生的电能C.金属棒克制安培力做的功等于电阻R上发生的焦耳热D.金属棒克制恒力F做的功等于电阻R上发生的焦耳热【答案】选A、C.【详解】依据动能定理,合力做的功等于动能的增量，故A 对;重力做的功等于重力势能的增加，重力做的功等于克制F 所做的功与发生的电能之和，而克制安培力做的功等于电阻R上发生的焦耳热，所以B、D错，C对.2.如图甲所示,润滑导轨水平放置在与水平方向成60角斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规则斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其他电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下一直处于运动形状.规则ab的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,那么在0～t1时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F 随时间t变化的图象是( )【答案】选D.【详解】由楞次定律可判定回路中的电流一直为ba方向,由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定,故A、B错;由F安=BIL可得F安随B的变化而变化,在0～t0时间内,F 安方向向右,故外力F与F安等值反向,方向向左为负值;在t0～t1时间内,F安方向改动,故外力F方向也改动为正值,综上所述,D项正确.3.粗细平均的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以异样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图，那么在移出进程中线框一边a、b两点间的电势差相对值最大的是( )【答案】选B.【详解】此题中在磁场中的线框与速度垂直的边为切割磁感线发生感应电动势的电源.四个选项中的感应电动势大小均相等，回路电阻也相等，因此电路中的电流相等，B中ab两点间电势差为路端电压，为倍的电动势，而其他选项那么为倍的电动势.故B正确.4.如下图，两根水平放置的相互平行的金属导轨ab、cd，外表润滑，处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒PQ垂直于导轨放在下面，以速度v向右匀速运动，欲使棒PQ停上去，下面的措施可行的是(导轨足够长，棒PQ有电阻)( )A.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根异样的金属棒B.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根质量和电阻均比棒PQ大的金属棒C.将导轨的a、c两端用导线衔接起来D.在导轨的a、c两端用导线衔接一个电容器【答案】选C.【详解】在PQ棒右侧放金属棒时，回路中会有感应电流，使金属棒减速，PQ棒减速，当取得共同速度时，回路中感应电流为零，两棒都将匀速运动，A、B项错误.当一端或两端用导线衔接时，PQ的动能将转化为内能而最终运动，C项正确.假定在a、c两端衔接一个电容器,在电容器的充电进程中电路中有感应电流,导体棒在安培力的作用下减速,当导体棒的感应电动势与电容器两端的电压相等时,导体棒匀速运动.D项错.5.如下图，电阻为R，导线电阻均可疏忽，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端区分与ab、cd 坚持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从运动下滑一段时间后闭合开关S，那么S闭合后( )A.导体棒ef的减速度能够大于gB.导体棒ef的减速度一定小于gC.导体棒ef最终速度随S闭合时辰的不同而不同D.导体棒ef的机械能与回路内发生的电能之和一定守恒【答案】选A、D.【详解】开封锁合前，导体棒只受重力而减速下滑.闭合开关时有一定的初速度v0，假定此时F安mg，那么F安-mg=ma.假定F安6.如右图所示，两竖直放置的平行润滑导轨相距0.2 m，其电阻不计，处于水平向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，导体棒ab与cd的电阻均为0.1 ，质量均为0.01 kg.现用竖直向上的力拉ab棒，使之匀速向上运动，此时cd棒恰恰运动，棒与导轨一直接触良好，导轨足够长，g取10 m/s2，那么()A.ab棒向上运动的速度为1 m/sB.ab棒遭到的拉力大小为0.2 NC.在2 s时间内，拉力做功为0.4 JD.在2 s时间内，ab棒上发生的焦耳热为0.4 J【答案】 B【详解】cd棒遭到的安培力等于它的重力，BBLv2RL=mg，v=mg2RB2L2=2 m/s，A错误.ab棒遭到向下的重力G和向下的安培力F，那么ab棒遭到的拉力FT=F+G=2mg=0.2 N，B正确.在2 s内拉力做的功，W=FTvt=0.222 J=0.8 J，C不正确.在2 s内ab棒上发生的热量Q=I2Rt=BLv2R2Rt=0.2 J，D不正确.7.如右图所示，在润滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如下图，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大.一个边长为a，质量为m，电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度v从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为v2，那么()A.此时线框中的电功率为4B2a2v2/RB.此时线框的减速度为4B2a2v/(mR)C.此进程经过线框截面的电荷量为Ba2/RD.此进程回路发生的电能为0.75mv2【答案】 C【详解】线框左右两边都切割磁感线那么E总=2Bav2，P=E2总R=B2a2v2R，A错误;线框中电流I=E总R=BavR，两边受安培力F合=2BIa=2B2a2vR，故减速度a=2B2a2vmR，B错误;由E=t，I=ER.q=It得q=R.从B点到Q点=Ba2，故C正确;而回路中发生的电能E=12mv2-12m12v2=38mv2，故D错误.8.在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规则线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t做如图乙变化时，以下选项中能正确表示线圈中感应电动势E变化的是【答案】A【详解】由图乙知0～1 s内磁通量向上平均添加，由楞次定律知电流方向为正方向且坚持不变;3 s～5 s内磁通量向下平均减小，由楞次定律知电流方向为负方向且坚持不变.由法拉第电磁感应定律知感应电动势大小与磁通质变化率成正比，故3 s～5 s内的电动势是0～1 s内电动势的12.应选A.9.如下图，用铝板制成U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使全体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为FT，那么A.悬线竖直，FT=mgB.悬线竖直，FTmgC.悬线竖直，FTD.无法确定FT的大小和方向【答案】A【详解】设两板间的距离为L，由于向左运动进程中竖直板切割磁感线，发生动生电动势，由右手定那么判别下板电势高于上板，动生电动势大小E=BLv，即带电小球处于电势差为BLv的电场中，所受电场力F电=qE电=qEL=qBLvL=qvB设小球带正电，那么电场力方向向上.同时小球所受洛伦兹力F洛=qvB，方向由左手定那么判别竖直向下，即F电=F洛，故无论小球带什么电怎样运动，FT=mg.选项A正确.10.如图(a)所示，在润滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝平均正方形铜线框，线框边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并末尾计时，假定磁场的宽度为b(b3a)，在3t0时辰线框抵达2位置，速度又为v0，并末尾分开匀强磁场.此进程中vt图象如图(b)所示，那么()A.t=0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav0B.在t0时辰线框的速度为v0-Ft0mC.线框完全分开磁场的瞬间位置3的速度一定比t0时辰线框的速度大D.线框从1位置进入磁场到完全分开磁场位置3进程中线框中发生的电热为2Fb【答案】D【详解】t=0时，线框右侧边MN的两端电压为外电压，为34Bav0，A项错误;从t0时辰至3t0时辰线框做匀减速运动，减速度为Fm，故在t0时辰的速度为v0-2at0=v0-2Ft0m，B 项错误;由于t=0时辰和t=3t0时辰线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的进程中受力状况相反，故在位置3时的速度与t0时辰的速度相等，C项错误;线框在位置1和位置2时的速度相等，依据动能定理，外力做的功等于克制安培力做的功，即有Fb=Q，所以线框穿过磁场的整个进程中，发生的电热为2Fb，D项正确.二、非选择题11.如图甲所示，两根质量均为0.1 kg完全相反的导体棒a、b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上.斜面倾角为53，a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨的间距的一半，导轨间分界限OO以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场.当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间的关系图象如图乙所示.假定a、b导体棒接入电路的电阻均为1 ，其他电阻不计，取g=10 m/s2，sin 53=0.8，cos 53=0.6，试求：(1)PQ、MN导轨的间距d;(2)a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数;(3)匀强磁场的磁感应强度B的大小.【答案】(1)1.2 m (2)0.083 (3)0.83 T【详解】(1)由图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b和轻杆所组成的系统做匀速运动，当导体棒a进入磁场后才再次做减速运动，因此b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距，依题意可得：d=2vt=23(0.6-0.4)m=1.2 m(2)设进入磁场前导体棒运动的减速度为a，由图乙得：a=vt=7.5 m/s2，因a、b一同运动，故可看作一个全体，其受力剖析如下图.由牛顿第二定律得：2mgsin 2mgcos =2ma解得：=(gsin-a)/(gcos )=(100.8-7.5)/(100.6)=0.5/6=0.083(3)当b导体棒在磁场中做匀速运动时，有：2mgsin 2mgcos -BId=0I=Bdv2R联立解得：B=0.83 T小编为大家提供的高三物理电磁感应规律的综合运用单元温习测试题及答案，大家细心阅读了吗?最后祝同窗们学习提高。
高考物理一轮复习 单元质检十一 电磁感应(含解析)新人教版
学习资料单元质检十一电磁感应(时间：45分钟满分:100分）一、单项选择题（本题共6小题,每小题6分，共36分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1。
如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么() A。
断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭B.合上S，B先亮,A逐渐变亮,最后A、B一样亮C.断开S,A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭D。
合上S，A、B逐渐变亮，最后A、B一样亮2。
如图,两条光滑平行金属导轨间距为L，所在平面与水平面重合，导轨电阻忽略不计。
ab、cd 为两根质量均为m、电阻均为R的金属棒,两者始终与导轨垂直且接触良好，两导轨所在区域存在方向竖直向上大小为B的匀强磁场，现给ab棒一向左的初速度v0使其向左运动，则以下说法正确的是()A。
ab刚运动时回路中的感应电流为BBB0Bv0B.ab、cd最终的速度为14BB02C.整个过程中回路中产生的热量为18D。
ab、cd组成的系统水平方向动量守恒3.(2021河南许昌高三月考)如图所示，电阻不计的刚性U形光滑金属导轨固定在水平面上,导轨上连有电阻R.金属杆ab可在导轨上滑动，滑动时保持与导轨垂直.整个空间存在一个竖直向上的匀强磁场区域。
现有一位于导轨平面内且与导轨平行的向左的拉力作用于金属杆ab的中点上，使之从静止开始在导轨上向左运动。
已知拉力的功率恒定不变.在金属杆ab向左沿导轨运动的过程中，关于金属杆ab的速度与时间的大致图像,下列正确的是()4.如图所示,相距为L的两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。
金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与水平面成θ角(0〈θ<90°）斜向右上方。
已知金属棒ab与电阻R的距离也为L.t=0时刻,使磁感应强度从B0开始随时间均匀减小，且金属棒ab始终保持静止.下列说法正确的是()A。
t=0时刻，穿过回路的磁通量大小为Φ=B0L2B。
2014高考物理最后冲刺经典试题 电磁感应(必考试题,含2014模拟试题).pdf
2014高考物理三轮冲刺经典试题 电磁感应（必考试题,含2014模拟试题） 1.（2014重庆杨家坪中学高三下学期第一次月考物理试题，5）如图，在水平面(纸面) 内有三根相同的均匀金属棒ab、Ac和MN其中ab、ac在a点接触，构成“v” 字型导轨。
空间存在垂直于纸面的均匀碰场。
用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时．运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。
下列关于回路中电流i与时间t的关系图线．可能正确的是（? ） 2.（2014重庆名校联盟高三联合考试物理试题，5）如图所示，电阻不计的竖直光滑金属轨道PMNQ，其PMN部分是半径为r的1/4圆弧，NQ部分水平且足够长，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于PMNQ平面指向纸里. 一粗细均匀的金属杆质量为m，电阻为R，长为r，从图示位置由静止释放，若当地的重力加速度为g，金属杆与轨道始终保持良好接触，则（ ?） A．杆下滑过程机械能守恒 B．杆最终不可能沿NQ匀速运动 C．杆从释放到杆全部滑至水平轨道过程中产生的电能等于 D．杆从释放到杆全部滑至水平轨道过程中，通过杆的电荷量等于 3.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，21）如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计。
整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。
t=0时对棒施一平行于导轨的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示。
下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率以及ab两端的电势差Uab和通过棒的电荷量q随时间变化的图象中，正确的是（?） 4.（2014山东潍坊高三3月模拟考试理科综合试题，19）如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向．菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为正现使线框沿AC方向匀速穿过一磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系，以下可能正确的是（? ） 5.（2014江西重点中学协作体高三年级第一次联考，21）如图所示，两根相距为L的平行直导轨水平放置，R为固定电阻，导轨电阻不计。
2024版高考物理一轮复习教材基础练第十一章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律教学课件
绳长为L ≪ ,地球半径为R,质量为M,轨道处磁感应强度大小为B,方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影
响。据此可得,电池电动势为
A.BL
+
+
C.BL
+
+
B.BL
(2)求线圈产生的感应电动势E;
(3)求电阻R两端的电压U。
知识点72 法拉第电磁感应定律的理解及应用
知识点73
楞次定律的推论及简单应用
教材素材变式
答案
4.(1)由a到b (2)10 V
【解析】
(3)9.6 V
(1)根据楞次定律,可知通过电阻R的电流方向为由a到b
Δ
(2)由法拉第电磁感应定律有E=N Δ
磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置,与导轨cd边成θ角,单位长度的电阻为r,保持金属杆
以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则
A. 金属杆的热功率为
2 2 sin
(W)
B. 电路中感应电动势的大小为sin
C.
2 sቤተ መጻሕፍቲ ባይዱn
,则流
2Δ2
知识点72 法拉第电磁感应定律的理解及应用
知识点73
楞次定律的推论及简单应用
教材素材变式
4. 如图甲所示,N=200匝的线圈(图中只画了2匝),电阻r=2 Ω,其两端与一个R=48 Ω的电阻相连,线圈内有指向纸内
方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
(1)判断通过电阻R的电流方向;
【南方凤凰台】2014届高考物理总复习单元检测卷：第十章-磁场
第十章单元检测卷一、单项选择题1. 下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是( )A. 通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B. 通电导线在磁感应强度大的地方所受安培力一定大C. 放在匀强磁场中各处的通电导线,所受安培力大小和方向处处相同D. 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线所受安培力的大小和方向无关2. 如图所示的圆形区域内,有垂直于纸面方向的匀强磁场,一束质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率沿着相同的方向对准圆心O射入匀强磁场,又都从该磁场中射出,这些粒子在磁场中的运动时间有的较长,有的较短,若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用,则在磁场中运动时间越长的带电粒子( )A. 速率一定越小B. 速率一定越大C. 在磁场中通过的路程越长D. 在磁场中的周期一定越大3. 如图所示,三根长直导线垂直于纸面放置,通以大小相同、方向如图的电流,ac⊥bd,且ab=ac=ad,则a点处磁场方向为( )A. 垂直于纸面向外B. 垂直于纸面向里C. 沿纸面由a向dD. 沿纸面由a向c4. 在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q 、质量为m 的带电球体,管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直.现给带电球体一个水平速度v 0,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功不可能为( )A. 0B. 12m 2mg qB ⎛⎫ ⎪⎝⎭ C. 12m 20vD. 12m 220-mg v qB ⎡⎤⎛⎫⎢⎥⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ 二、 双项选择题5. 如图所示,带等量异种电荷的平行金属板a 、b 处于匀强磁场中,磁感应强度B 垂直纸面向里,不计重力的带电粒子沿OO'方向从左侧垂直于电磁场入射,从右侧射出a 、b 板间区域时动能比入射时小.要使粒子射出a 、b 板间区域时的动能比入射时大,可以()A. 适当增大金属板间的电压B. 适当增大金属板间的距离C. 适当减小金属板间的磁感应强度D. 使带电粒子的电性相反6. 如图为磁流体发电机的原理图,等离子体束(含有正、负离子)以某一速度垂直喷射入由一对磁极CD 产生的匀强磁场中,A 、B 是一对平行于磁场放置的金属板.稳定后电流表中的电流从“+”极流向“-”极,由此可知()A. D 磁极为N 极B. 正离子向B 板偏转C. 负离子向D 磁极偏转D. 离子在磁场中偏转过程洛伦兹力对其不做功7. 如图,一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入一正方形的匀强磁场区,对从ab 边离开磁场的电子,下列判断正确的是( ) A. 从a 点离开的电子速度最小B. 从a 点离开的电子在磁场中运动时间最短C. 从b 点离开的电子运动半径最小D. 从b 点离开的电子速度偏转角最小8. 如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O 和y 轴上的点a(0,L).一质量为m 、电荷量为e 的电子从a 点以初速度v 0平行于x 轴正方向射入磁场,并从x 轴上的b 点射出磁场,此时速度方向与x 轴正方向的夹角为60°.下列说法中正确的是( )A. 电子在磁场中运动的时间为0πL vB. 电子在磁场中运动的时间为02π3Lv C. 磁场区域的圆心坐标为,22L L ⎛⎫ ⎪⎝⎭D. 电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-L)9. 如图所示,两根间距为d 的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°.金属杆ab 垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好.整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中.当磁场方向垂直导轨平面向上时,金属杆ab 刚好处于静止状态.要使金属杆能沿导轨向上运动,可以采取的措施是( )A. 增大磁感应强度BB. 调节滑动变阻器使电流减小C. 减小导轨平面与水平面间的夹角θD. 将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变三、非选择题10. 如图在xOy坐标系第Ⅰ象限,磁场方向垂直xOy平面向里,磁感应强度大小均为B=1.0 T;电场方向水平向右,电场强度大小均为一个质量m=2.0×10-7 kg、电荷量q=2.0×10-6 C的带正电粒子从x轴上P点以速度v0射入第Ⅰ象限,恰好在xOy平面中做匀速直线运动(提示:三力平衡).0.10 s后改变电场强度大小和方向,带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动,取g=10 m/s2.求:(1) 带电粒子在xOy平面内做匀速直线运动的速度v0的大小和方向.(2) 带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时电场强度的大小和方向.(3) 若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限,x轴上入射P点应满足何条件?11. 如图所示,带电平行金属板相距为2R,在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,与两板及左侧边缘线相切.一个带正电的粒子(不计重力)沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入,恰沿直线通过圆形磁场区域,并从极板边缘飞出,在极板间运动时间为t0.若撤去磁场,质子仍从O1点以相同速度射入,则经2t时间打到极板上.(1) 求两极板间电压U.(2) 若两极板不带电,保持磁场不变,该粒子仍沿中心线O1 O2从O1点射入,欲使粒子从两板左侧间飞出,射入的速度应满足什么条件?第十章单元检测卷1. D2. A3. C4. B5. AC6. BD7. BC8. BD9. AC10. (1) 如图,粒子在复合场中做匀速直线运动,设速度v 0与x 轴夹角为θ,依题意得,粒子合力为零. ①重力mg=2.0×10-6N,电场力F 电10-6N. 洛伦兹力×10-6N. ②由f=qv 0B 得v 0=2m/s. ③tan θ=Eqmg=60°. ④速度v 0大小为2m/s,方向斜向上与x 轴夹角为60°.(2) 带电粒子在xOy 平面内做匀速圆周运动时,电场力F 电必须与重力平衡,洛伦兹力提供向心力.故电场强度E'=mgq =1.0N/C. ⑤方向竖直向上. ⑥(3) 如图,带电粒子匀速圆周运动恰好未离开第Ⅰ象限, 圆弧左边与y 轴相切N 点. ⑦ PQ 匀速直线运动,PQ=v 0t=0.2m. ⑧洛伦兹力提供向心力,qv 0B=m 20v R . ⑨整理并代入数据得r=0.2m. ⑩由几何知识得OP=R+Rsin 60°-PQcos 60°=0.27m.x 轴上入射P 点离O 点距离至少为0.27m.11. (1) 设粒子从左侧O 1点射入的速度为v 0,极板长为L,粒子在初速度方向上做匀速直线运动v 0=0L t =0-212L R t ,解得L=4R. 在电场中L-2R=v 0·02t .在复合场中做匀速运动q 2UR =qv 0B.解得v 0=4R t ,U=208B R t .(2) 设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r,粒子恰好从上极板左边缘飞出时速度的偏转角为α,由几何关系可知 β=π-α=45°因为R=20122t qE m ⎛⎫ ⎪⎝⎭,所以qE m =0B qv m =208Rt . 根据向心力公式qvB=m 2v r ,解得v=0t .所以,粒子从两板左侧间飞出的条件为0<v<0t.。
全国版高考物理一轮复习第11章电磁感应44电磁感应现象的能量问题习题课件
A．导体框离开磁场过程中，感应电流的方向为顺时针 方向
B．导体框进出磁场都是做匀变速直线运动 C．Q1>Q2 D．Q1＋Q2＝12m(v20－v21)
第二十页，共43页。
解析 导线框离开磁场时，磁通量减小，根据楞次定律 得，感应电流的方向为顺时针方向，故 A 正确。导线框在 进出磁场时，速度变化，则感应电动势变化，产生的感应电 流变化，则所受的安培力变化，加速度变化，则线框做的是 非匀变速运动，故 B 错误。因为进入磁场时的速度大于离 开磁场时的速度，则进入磁场时产生的电流要比出磁场时产 生的电流大，则进入磁场过程中安培力大，根据克服安培力 做功等于产生的焦耳热可知 Q1>Q2，C 正确；由能量守恒定 律可知，导体框进入磁场过程中产生的焦耳热与离开磁场过 程中产生的焦耳热之和等于线框的机械能减小量，即 Q1＋ Q2＝12m·(v20－v21)，D 正确。
能力(nénglì)训练 • 紧跟高 考
第11章 电磁感应 第44课时 电磁感应现象的能量
(néngliàng)问题
第一页，共43页。
1. 如图所示，边长为 L 的正方形导线框质量为 m，由距 磁场 H 高处自由下落，其下边 ab 进入匀强磁场后，线圈开 始做减速运动，直到其上边 cd 刚刚穿出磁场时，速度减为 ab 边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为 L。则线框穿越 匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )
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2．(2018·唐山调研)竖直放置的平行光滑导轨，其电阻 不计，磁场方向如图所示，磁感应强度 B＝0.5 T，导体 ab 及 cd 长均为 0.2 m，电阻均为 0.1 Ω，重均为 0.1 N，现用 力向上推动导体 ab，使之匀速上升(与导轨接触良好)，此时， cd 恰好静止不动，那么 ab 上升时，下列说法正确的是( )
【南方凤凰台】2014届高考物理总复习检测与评估：实验十二 传感器的简单使用
页眉内容实验十二:传感器的简单使用1. (2012·苏州期末)遥控器能调换电视机频道,利用的是光传感器. 下列属于应用这类传感器的是( )A. 红外报警装置B. 金属电阻温度计C. 电子电路中使用的“干簧管”D. 霍尔元件2. 关于传感器,下列说法中正确的是( )A. 半导体热敏电阻常被用做温度传感器,其温度越高,阻值越大B. 电饭锅应用了温度传感器,它的主要元件是感温铁氧体C. 电熨斗装有双金属片,应用了力传感器D. 计算机的光电鼠标主要应用了力传感器3. (双选)(2012·盐城二调)如图所示,R是光敏电阻,当它受到的光照强度增大时( )A. 灯泡L变暗B. 光敏电阻R上的电压增大C. 电压表V的读数减小D. 电容器C的带电荷量增大4. (双选)下列关于电熨斗的说法中,正确的是( )A. 电熨斗中的双金属片是一种半导体材料B. 电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片中两片金属的膨胀系数相同C. 常温下,双金属片上下触点是接触的;温度过高时,双金属片发生弯曲使上下触点分离D. 需要较高温度熨烫时,要调节温度旋钮,使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移5. 如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体时,在导体板的上侧面A和下侧面A'之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为U=k IBd,式中的比例系数称为霍尔系数.霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场,横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.设电流I是由电子的定向移动形成的,电子的平均定向速度为v,电荷量为e.(1) 达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势与下侧面A'的电势的高低情况如何?(2) 求电子所受的洛伦兹力的大小.(3) 当导体板上下侧面之间的电势差为U时,求电子所受静电力的大小.(4) 由静电力和洛伦兹力平衡的条件证明霍尔系数为k=1ne,其中n代表导体板单位体积中电子的个数.6. (双选)利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方.下列说法中正确的是( )向的电流I,C、D两侧面会形成电势差UCDA. 电势差U仅与材料有关CD<0B. 若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差UCDC. 仅增大磁感应强度时,电势差U变大CDD. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平7. (双选)(2012·苏北四市期末)燃气灶的点火开关有两种:一种是电脉冲点火开关,它是依靠干电池产生的电流脉冲经变压器输出非常高的电压,击穿空气后点火;另一种是电子压电点火开关,它的工作原理是压电陶瓷片受一定方向的外力作用而发生机械形变,相应地输出很高的电压,击穿空气后点火.下列关于这两种点火开关的说法中,正确的是( )A. 电脉冲点火开关是一种传感器B. 电子压电点火开关是一种传感器C. 压电陶瓷片完成的能量转化是电能转化为光能D. 压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能8. 图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图,箱内的电阻R 1=20kΩ,R2=10kΩ,R3=40kΩ,Rt为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图线如图乙所示.当a、b端电压Uab<0时,电压鉴别器会令开关S接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度提高;当Uab>0时,电压鉴别器会使S断开,停止加热.则恒温箱内的温度恒定在℃.9. 某同学为了测量一物体的质量,找到了一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所示.测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为零;然后在其受压面上放物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上).请完成对该物体的测量.(1) 设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能的大,在方框中画出完整的测量电路图.(2) 简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.(3) 写出在设计实验中可能出现的一个问题.10. (2012·长沙一调)有一种测量物体重量的电子秤,其电路原理图如图中的虚线所示,主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表).不计踏板的质量,已知电流表的量程为2A,内阻为 1 Ω,电源电动势为12V,内阻为 1 Ω,电阻R随压力F变化的函数式为R=30-0.01 F(F和R的单位分别是N和Ω).下列说法中正确的是( )A. 该秤能测量的最大体重是2 500 NB. 该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处C. 该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处D. 该秤可以通过电路规律转换成F=3 200+1200I关系进行刻度转换实验十二:传感器的简单使用1. A2. B3. CD4. CD5. (1) 由左手定则判断出A 的电势比A'低. (2) 根据受力平衡,电子所受的洛伦兹力为evB.(3) F 静电力=e Uh .(4) 由平衡条件可知 F 静电力=e U h =evB,又因为I=neSv=nehdv,U=k IBd ,代入原式可得k=1ne ,得证.6. BC7. BD8. 359. (1) 设计的电路图如图所示.(2) 测量的步骤与结果:①调节滑动变阻器,使转换器空载时的输出电压为0.②将砝码m 0放在转换器上,记下输出电压U 0,则U 0=km 0g,则k=00g U m .③将待测物体放在转换器上,记下输出电压U,得U=kmg,所以 m=00Um U .(3) ①因电源的电压不够而输出的电压调不到0.②待测物体的质量超出转换器的测量范围.10. B。
【南方凤凰台】高考物理二轮复习 知识必备 专题十一 电磁感应规律的综合应用
【南方凤凰台】2014高考物理二轮复习知识必备专题十一电磁感应
规律的综合应用
一、电磁感应中的电路问题
1. 内电路和外电路.
(1) 切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源.
(2) 该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电路.
2. 电源电动势E=Blv或E=n Δ
Δt
.
二、电磁感应图象问题应用的知识为:左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、函数图象知识等
三、感应电流在磁场中所受的安培力
1. 安培力的大小F=BIL=
·
BL E
R=
22v
B L
R.
2. 安培力的方向判断.
(1) 右手定则和左手定则相结合,先用右手定则确定感应电流方向,再用左手定则判断感应电流所受安培力的方向.
(2) 用楞次定律判断,感应电流所受安培力的方向一定和导体切割磁感线运动的方向相反.
四、电磁感应的能量转化
1. 电磁感应现象的实质是其他形式的能和电能之间的转化.
2. 感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能,电流做
功再将电能转化为内能.
3. 电流做功产生的热量用焦耳定律计算,公式为Q=I2Rt.。
高考物理一轮温习章节训练电磁感应
2014年高考一轮温习之电磁感应一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．如图所示，一个半径为L的半圆形硬导体AB以速度v在水平U型框架上向右匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B，回路电阻为R0，半圆形硬导体AB的电阻为r，其余电阻不计，则半圆形导体AB切割磁感线产生的感应电动势大小及A、B之间的电势不同离为( )A．BLv BLvR0R0＋r B．BπLvBπLvR0R0＋rC．2BLv 2BLvR0R0＋r D．2BLv2BLv解析：按照E＝BLv，感应电动势2BLv，AB间的电势差U＝ER0R0＋r，C项正确．答案：C2．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为×10－5 T．一灵敏电压表连接在本地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( )A．河北岸的电势较高B．河南岸的电势较高C．电压表记录的电压为9 mV D．电压表记录的电压为5 mV解析：由E＝BLv＝×10－5×100×2)V＝9×10－3V＝9 mV，可知电压表记录的电压为9 mV，选项C正确，D错误；从上往下看，画出水流切割磁感线示用意如图所示，据右手定则可知北岸电势高，选项A正确，B错误．答案：AC3．在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知C＝30 μF，L1＝5 cm，L2＝8 cm，磁场以5×10－2 T/s的速度增加，则( )A．电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－5 CB．电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－5 CC．电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－9 CD．电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－9 C解析：电容器两极板间的电势差U等于感应电动势E，由法拉第电磁感应定律，可得E＝ΔB·L1L2＝2×10－4V ，电容器的带电荷量Q＝CU＝CE＝6×10－9C，再由楞次定律可知上极板Δt的电势高，带正电，C项正确．答案：C4．如下图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，线圈内接有阻值为R的电阻，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为B.当线圈绕OO′转过90°时，通过电阻R的电荷量为( )解析：初状态时，通过线圈的磁通量为Φ1＝BL 22，当线圈转过90°时，通过线圈的磁通量为0，由q ＝ΔΦR 可得通过电阻R 的电量为BL22R.答案：A5．如图所示，E 为电池，L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D 1、D 2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S 是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法正确的是( )A ．刚闭合开关S 的刹时，通过D 1、D 2的电流大小相等B ．刚闭合开关S 的刹时，通过D 1、D 2的电流大小不相等C ．闭合开关S 待电路达到稳定，D 1熄灭，D 2比原来更亮D ．闭合开关S 待电路达到稳定，再将S 断开刹时，D 2当即熄灭，D 1闪亮一下再熄灭 解析：由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大，在开关闭合的刹时线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过D 1、D 2的电流大小相等，A 正确，B 错误．闭合开关S待电路达到稳按时线圈短路，D 1中电流为零，回路电阻减小，D 2比原来更亮，C 正确．闭合开关S 待电路达到稳定，再将S 断开刹时，D 2当即熄灭，线圈和D 1形成回路，D 1闪亮一下再熄灭，故A 、C 、D 正确．答案：ACD6．(2012·课标全国理综)如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径组成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框维持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性转变．为了产生与线框转动半周进程中一样大小的电流，磁感应强度随时间的转变率ΔBΔt的大小应为( )解析：线框转动进程中，等效于长度为半径R 的导体棒绕O 点转动切割磁感线，v ＝R2·ω，其产生的感应电动势E ＝B 0·R ·v ＝B 0R 2ω2；线框静止不动时，按照法拉第电磁感应定律可知线框产生的感应电动势为E ′＝ΔB Δt ·πR 22.按照题意有E ＝E ′，可得ΔB Δt ＝ωB 0π，选项C 正确．答案：C7．(2012·四川理综)半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置，整个内部区域散布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B .杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ肯定，如右图所示，则( )A ．θ＝0时，杆产生的电动势为 2BavB ．θ＝π3时，杆产生的电动势为3BavC ．θ＝0时，杆受的安培力大小为2B 2avπ＋2R 0D ．θ＝π3时，杆受的安培力大小为3B 2av5π＋3R 0解析：θ＝0时，杆在CD 位置，产生的电动势为E ＝B ·2av ＝2Bav ，通过杆的电流为I ＝2Bav πaR 0＋2aR 0＝2Bv πR 0＋2R 0，杆受到的安培力为F ＝BI ·2a ＝4B 2avπR 0＋2R 0，选项A 正确，C 错误；θ＝π3时，杆切割的有效长度为a ，产生的电动势为E ＝Bav ，电路的总电阻为R ＝(2π－π3)aR 0＋aR 0＝53πaR 0＋aR 0，通过杆的电流为I ＝Bav R ＝3Bv5π＋3R 0，杆受到的安培力为F ＝BIa ＝3B 2av5π＋3R 0，选项B 错误、D 正确．答案：AD8．(2012·山东理综)如图所示，相距为L 的两条足够长的滑腻平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B .将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并维持拉力的功率恒为P ，导体棒最终以2v 的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g .下列选项正确的是( )A. P ＝2mgv sin θB. P ＝3mgv sin θC ．当导体棒速度达到v 2时加速度大小为g2sin θD ．在速度达到2v 以后匀速运动的进程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析：当导体棒以速度v 匀速运动时，沿斜面方向有mg sin θ＝B 2L 2vR；当导体棒以2v 匀速运动时，沿斜面方向F ＋mg sin θ＝2B 2L 2vR，故F ＝mg sin θ，此时拉力F 的功率P ＝F ×2v ＝2mgv sin θ，选项A 正确，B 错误；当导体棒的速度达到v2时，沿斜面方向mg sin θ－B 2L 2v 2R＝ma ，解得a ＝12g sin θ，选项C 正确；导体棒的速度达到2v 以后，拉力与重力的合力做的功等于R上产生的焦耳热，选项D 错误．答案：AC9．如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，别离放入两个完全一样的水平金属圆盘a 和b ，它们可以绕竖直轴自由转动，用导线把它们相连．当圆盘a 转动时( )A．圆盘b老是与a沿相同方向转动B．圆盘b老是与a沿相反方向转动C．若B1、B2同向，则a、b转向相同D．若B1、B2反向，则a、b转向相同解析：当圆盘a转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入b盘中，在磁场中由于安培力作用b盘会转动，但如果不知B1、B2的方向关系，则b盘与a盘的转向关系将无法肯定，故A、B错．设B1、B2都向上，a盘逆时针转动时，由右手定则可判电流方向为a→a′→b→b′→a，b盘受力由左手定则可判为顺时针方向，故C错，同理可得D正确．答案：D10.如图所示，滑腻绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全数进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么( )A．线圈恰好在刚离开磁场的地方停下B．线圈在磁场中某位置停下C．线圈在未完全离开磁场时即已停下D．线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来解析：线圈冲入匀强磁场时，产生感应电流，线圈受安培力作用做减速运动，动能也减少．同理，线圈冲出匀强磁场时，动能减少，进、出时减少的动能都等于克服安培力做的功．由于进入时的速度大，故感应电流大，安培力大，安培力做的功也多，减少的动能也多，线圈离开磁场进程中，损失动能少于它在磁场外面时动能的一半，因此线圈离开磁场仍继续运动．答案：D第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)11.如图所示，半径为r的金属圆围绕通过直径的轴OO′以角速度ω匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，求在转动30°角的进程中，环中产生的感应电动势为________．解析：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS sin30°－0＝12Bπr2.又Δt＝θω＝π/6ω＝π/(6ω)所以E＝ΔΦΔt＝12Bπr2π/6ω＝3Bωr2.答案：3Bωr212.一个边长为10 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框匝数n＝100，线框平面与磁场垂直，电阻为20 Ω.磁感应强度随时间转变的图象如图所示．则在一个周期内线框产生的热量为________ J.解析：由题图可知，线框中穿过均匀转变的磁场，转变周期T＝4 s．按照法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，线框中产生的感应电动势E＝nSΔBΔt，感应电流I＝ER＝100×10－220A＝5×10－2 A，在一个周期内产生的热量Q ＝I 2RT ＝(5×10－2)2×20×4 J＝ J.答案：三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，1五、16题各12分，共44分，计算时必需有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13.轻质细线吊着一质量为m ＝0.32 kg 、边长为L ＝0.8 m 、匝数n ＝10的正方形线圈，总电阻为r ＝1 Ω.边长为L2的正方形磁场区域对称散布在线圈下边的双侧，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间转变如图乙所示，从t ＝0开始经t 0时间细线开始松弛，取g ＝10 m/s 2.求：(1)在前t 0时间内线圈中产生的电动势； (2)在前t 0时间内线圈的电功率； (3) t 0的值．解析：(1)由法拉第电磁感应定律得E ＝nΔΦΔt ＝n ×12×(L 2)2ΔB Δt ＝10×12×(错误!)2× V＝ V. (2)I ＝Er＝0.4 A ，P ＝I 2r ＝ W.(3)分析线圈受力可知，当细线松弛时有：F 安＝nBt 0I L 2＝mg ，I ＝ErBt 0＝2mgrnEL＝2 T由图象知：Bt 0＝1＋(T)，解得t 0＝2 s. 答案：(1) V (2) W (3)2 s14．(2011·浙江理综)如下图甲所示，在水平面上固定有长为L ＝2 m 、宽为d ＝1 m 的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右边l ＝0.5 m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间转变规律如下图乙所示．在t ＝0时刻，质量为m ＝0.1 kg 的导体棒以v 0＝1 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ＝，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ＝Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g＝10 m/s 2)．(1)通过计算分析4 s 内导体棒的运动情况； (2)计算4 s 内回路中电流的大小，并判断电流方向； (3)计算4 s 内回路产生的焦耳热．解析：(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有－μmg ＝ma v t ＝v 0＋at x ＝v 0t ＋12at 2代入数据解得t ＝1 s ，x ＝0.5 m ，导体棒没有进入磁场区域．导体棒在1 s 末已停止运动，以后一直维持静止，离左端位置仍为x ＝0.5 m. (2)前2 s 磁通量不变，回路电动势和电流别离为E ＝0，I ＝0后2 s 回路产生的电动势为E ＝ΔΦΔt ＝ld ΔBΔt＝ V 回路的总长度为5 m ，因此回路的总电阻为R ＝5λ＝ Ω电流为I ＝ER＝0.2 A 按照楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向． (3)前2 s 电流为零，后2 s 有恒定电流，焦耳热为Q ＝I 2Rt ＝ J.答案：(1)观点析 (2)0.2 A 沿顺时针方向 (3) J 15．(2012·天津理综)如图所示，一对滑腻的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝Ω的电阻．一质量m＝0.1 kg，电阻r＝Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝ T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x＝9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2＝2:1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动进程中始终与导轨垂直且两头与导轨维持良好接触．求：(1)棒在匀加速运动进程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功W F.解析：(1)设棒匀加速运动的时间为Δt，回路的磁通量转变量为ΔΦ，回路中的平均感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得E＝ΔΦΔt①其中ΔΦ＝Blx②设回路中的平均电流为I，由闭合电路的欧姆定律得I＝ER＋r③则通过电阻R的电荷量为q＝IΔt④联立①②③④式，代入数据得q＝4.5 C⑤(2)设撤去外力时棒的速度为v，对棒的匀加速运动进程，由运动学公式得v2＝2ax⑥设棒在撤去外力后的运动进程中安培力做功为W，由动能定理得W ＝0－12mv 2⑦撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q 2＝－W ⑧联立⑥⑦⑧式，代入数据得Q 2＝ J ⑨(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1:Q 2＝2:1，可得Q 1＝ J ⑩在棒运动的整个进程中，由功能关系可知W F ＝Q 1＋Q 2⑪由⑨⑩⑪式得W F ＝ J ⑫答案：(1)4.5 C (2) J (3) J16．如下图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L ＝1 m ，上端接有电阻R ＝3 Ω，虚线OO ′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m ＝0.1 kg 、电阻r ＝1 Ω的金属杆ab 从OO ′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落进程中始终与导轨维持良好接触，杆下落进程中的v －t 图象如下图乙所示．(取g ＝10 m/s 2)求：(1)磁感应强度B ；(2)杆在磁场中下落 s 进程中电阻R 产生的热量．解析：(1)由图象知，杆自由下落 s 进入磁场后以v ＝1.0 m/s 做匀速运动．产生的电动势E ＝BLv杆中的电流I ＝ER ＋r杆所受安培力F 安＝BIL由平衡条件得mg＝F安解得B＝2 T(2)电阻R产生的热量Q＝I2Rt＝ J 答案：(1)2 T (2) J。