2014届高考物理第二轮复习方案新题之电磁感应2
1 （2013安徽皖南八校联考）如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进人磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场．规定顺时针方向为感应电流I的正方向．外力大小为F,，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P－t图像为抛物线．则这些量随时间变化的关系正确的是
答案：C解析：线框速度v=at，产生的感应电动势随时间均匀增大，感应电流均匀增大，安培力随时间均匀增大，外力F随时间变化关系是一次函数，但不是成正比，功率P=EI随时间变化关系是二次函数，其图像是抛物线，所以C正确AB错误。导体横截面的电荷量q=It随时间变化关系是二次函数，其图像是抛物线，选项D错误。
2、（2013江苏常州模拟）如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直．则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在进入磁场的过程中感应电流随时间变化的规律：( )
答案：D解析：根据法拉第电磁感应定律和楞次定律，可以定性地表示线框在进入磁场的过程中感应电流随时间变化的规律是图D。
3.（2013浙江测试）如图所示，用两根相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比IA∶IB为
A. B. C. D.
答案：B解析：设线圈A半径为R，线圈B半径为r，则n12πR= n22πr
线圈A和B，两线圈中的感应电动势之比为，由于电阻相等，感应电流之比IA∶IB=，选项B正确。
4.（2013浙江测试）如图所示，用两根相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比IA∶IB为
A. B. C. D.
答案：B解析：设线圈A半径为R，线圈B半径为r，则n12πR= n22πr
线圈A和B，两线圈中的感应电动势之比为，由于电阻相等，感应电流之比IA∶IB=，选项B正确。
5. （2013天星调研卷）如图甲所示，在正方形线框的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里。若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线是
答案A
【命题意图】 本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、楞次定律、图象等知识，意在考查考生从图象获取信息、应用电磁感应相关知识分析问题的能力。
【解题思路】：矩形线框abcd从t=0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，则线框中产生的感应电流I前半段时间恒定不变，后半段时间恒定不变；由楞次定律可知，在前半段时间产生的感应电流方向为逆时针方向，后半段时间产生的感应电流方向为顺时针方向，感应电流I随时间t的变化图线是A。
6. (10分) （2013安徽黄山七校联考）如图所示，M、N为纸面内两平行光滑导轨，间距为L。轻质金属杆a、b可在导轨上左右无摩擦滑动，杆与导轨接触良好，导轨右端与定值电阻连接。P、Q为平行板器件，两板间距为d，上下两板分别与定值电阻两端相接。两板正中左端边缘有一粒子源始终都有速度为的带正电粒子沿平行于极板的方向进入两板之间。整个装置处于垂直于纸面向外的匀强磁场中。已知轻杆和定值电阻的阻值分别为r和R，其余电阻不计，带电粒子的重力不计，为使粒子沿原入射方向从板间右端射出，则轻杆应沿什么方向运动？速度多大？
.解析：
粒子在电场中运动，电场力F＝qU/d； 1分
粒子在磁场中运动，磁场力F’＝qv0B； 1分
因为粒子沿原入射方向从板间右端射出，所以粒子所受的电场力和洛伦兹力相互平衡，
得qU/d = qv0B； 2分
轻质金属杆a、b切割磁感线产生的感应电动势E=BLv，
R中电流I=E/(R+r)
PQ之间电压U=IR
联立解得v=(R+r) v0。 2分
由右手定则得杆应向右运动。
7. （2013辽宁沈阳二中检测）如图甲所示，相距为L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO′为右边界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计. 在距边界OO′也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻r的金属杆ab.
（1）若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离，其速度一位移的关系图象如图乙所示（图中所示量为已知量）. 求此过程中电阻R上产生的焦耳热QR及ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小a.
（2）若ab杆固定在导轨上的初始位置，使匀强磁场保持大小不变，绕OO′轴匀速转动. 若从磁场方向由图示位置开始转过的过程中，电路中产生的焦耳热为Q2. 则磁场转动的角速度ω大小是多少？
7（16分）
解析：（1）ab杆离起起始位置的位移从L到3L的过程中，由动能定理可得
（2分）
ab杆在磁场中由起始位置发生位移L的过程，根据功能关系，恒力F做的功等于ab杆杆增加的动能与回路产生的焦耳热之和，则
（2分）
联立解得，（1分）
R上产生热量（1分）
ab杆刚要离开磁场时，水平方向上受安培力F总和恒力F作用，
安培力为：（2分）
由牛顿第二定律可得：（1分）
解得（1分）
（2）磁场旋转时，可等效为矩形闭合电路在匀强磁场中反方向匀速转动，所以闭合电路中产生正弦式电流，感应电动势的峰值（2分）
有效值 （1分）
（1分）
而 （1分）
（1分）
8、（16分）（2013江苏常州模拟）如图，光滑斜面的倾角= 30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1 = l m，bc边的边长l2= 0.6 m，线框的质量m = 1 kg，电阻R = 0.1Ω，线框通过细线与重物相连，重物质量M = 2 kg，斜面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B = 0.5 T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s = 11.4 m，（取g = 10.4m/s2），求：
⑴线框进入磁场前重物M的加速度；
⑵线框进入磁场时匀速运动的速度v；
⑶ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t；
⑷ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热．
8.【解析】（1）线框进入磁场前，线框仅受到细线的拉力FT，斜面的支持力和线框重力，重物M受到重力和拉力FT．对线框，由牛顿第二定律得FT – mg sinα= ma （2分）
联立解得线框进入磁场前重物M的加速度= 5m/s2 （2分）
（2）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡Mg = FT′，
线框abcd受力平衡FT′= mg sinα + FA（1分）
ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E = Bl1v
形成的感应电流（1分）
受到的安培力（1分）
联立上述各式得，Mg = mg sinα+（1分）
代入数据解得v=6 m/s（1分）
（3）线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动．
进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同，为a = 5 m/s2
该阶段运动时间为（1分）
进磁场过程中匀速运动时间（1分）
线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前，所以该阶段的加速度仍为a = 5m/s2
解得：t3 =1.2 s（1分）
因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t = t1+t2+t3=2.5s （1分）
（4）线框ab边运动到gh处的速度v′=v + at3 = 6 m/s+5×1.2 m/s=12 m/s （1分）
整个运动过程产生的焦耳热Q = FAl2 =（Mg – mgsinθ）l2 = 9 J （3分）
9 （15分）（2013江苏淮安调研）如图，相距L=1m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨左端间接有阻值R=2Ω的电阻，导轨所在区域内加上与导轨所在平面垂直、方向相反的匀强磁场，磁场宽度d均为0.6m，磁感应强度大小B1=T、B2=0.8T。现有电阻r=1Ω的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好，当导体棒ab从边界MN进入磁场后始终以速度m/s作匀速运动，求：
⑴棒ab在磁场B1中时克服安培力做功的功率；
⑵棒ab经过任意一个磁场B2区域过程中通过
电阻R的电量；
⑶棒ab在磁场中匀速运动时电阻R两端电压
的有效值。
9.（15分）解析
（1）在磁场B1中：
（1分） （1分）
（1分） W （2分）
⑵ 在磁场B2中：
（1分） （1分）
=0.16C （2分）
⑶设棒ab产生电动势的有效值为E
在磁场B1中产生的电动势=V （1分）
在磁场B2中产生的电动势V （1分）
回路在一个周期T内产生的焦耳热 （2分）
解得：电动势的有效值=3V （1分）
电阻R两端电压的有效值为 V （1分）
【点此下载】