1、 第 1 页孝感三中 2015届高三物理复习电磁感应专题训练试题1、U 型金属导轨构成如图所示斜面，斜面倾斜角为 ，其中 MN，PQ 间距为 L，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直导轨平面，导轨电阻不计，金属棒 ab 质量为 m，以速度 v 沿导轨上滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，导轨与 ab 棒间的动摩擦因数为 ，ab 棒接入电路的电阻为 R,，ab 棒沿导轨上滑位移为 S时速度减为 0，则在这一过程中：（ ）Aab 棒沿导轨向上做匀减速运动Bab 棒受到的最大安培力大小为2sinBLvRC导体棒动能的减少量等于 mgssin +mgscosD克服安培力做的功等于 mv2mgssin m
2、gscos122、如图 a 所示，在光滑水平面上用恒力 F 拉质量为 m 的单匝均匀正方形铜线框，边长为 a，在 1 位置以速度 v0 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场并开始计时 t0，若磁场的宽度为 b(b3a)，在 3t0 时刻线框到达2 位置速度又为 v0 并开始离开匀强磁场此过程中 vt 图象如图 b 所示，则：（ ）At0 时，线框右侧边 MN 的两端电压为 Bav0B在 t0 时刻线框的速度为 v0Ft0mC线框完全离开磁场的瞬间(位置 3)的速度一定比 t0 时刻线框的速度大D线框从进入磁场(位置 1)到完全离开磁场( 位置 3)的过程中产生的电热为 2Fb3、如图所示，边长为
3、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 Bkt(常量k0)。回路中滑动变阻器 R 的最大阻值为 R0，滑动片 P 位于滑动变阻器中央，定值电阻 R1 R0、R 2 R0。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：（ ）AR 2两端的电压为 B电容器的 a 极板带正电7C滑动变阻器 R 的热功率为电阻 R2的 5 倍 D正方形导线框中的感应电动势为 kL24、将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的 ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场，以向里为
4、磁场的正方向，其磁感应强度 B 随时间 t 变化的图像如图乙所示。用 F 表示 ab 边受到的安培力，以水平向右为 F 的正方向，能正确反映 F 随时间 t 变化的图像是：（ ）第 2 页5、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 ， t0 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像可能正确的是：（ ）7、光滑平行金属导轨 M、 N 水平放置
5、，导轨上放一根与导轨垂直的导体棒 PQ.导轨左端与由电容为 C 的电容器、单刀双掷开关和电动势为 E 的电源组成的电路相连接，如图所示在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出)先将开关接在位置 a，使电容器充电并达到稳定后，再将开关拨到位置 b，导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动，设导轨足够大，则以下说法中正确的是：（ ） ( )A空间存在的磁场方向竖直向下 B导体棒向右做匀加速运动C当导体棒向右运动的速度达到最大值，电容器的电荷量为零D导体棒运动的过程中，通过导体棒的电荷量 Q0，金属棒将一直加速下滑，A 错，B 对；由右手定则可知，金属棒 a 端(即 M 板)电势高，
6、C 对；若微粒带负电， 则电场力向上，与重力反向，开始时电场力为 0，微粒向下加速，当电场力增大到大于重力时，微粒的加速度向上，可能向 N 板减速运动到零后再向 M 板运动， D 错16、1）设 ab 上产生的感应电动势为 E，回路中电流为 I，ab 运动距离 s 所用的时间为 t，则有 E=BLv,I=，由上述方程得tRIQtsRE)4(,42slBQRv24（2）设电容器两极板间的电势差 U=IR，电容器所带电荷量 q=CU，解得 BlsCQRq17、 （1）根据楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针（俯视观察）.（2）圆环下落高度为 y 时的磁通量为 4)1(220dkyBdS第 9 页设
7、收尾速度为 vm，以此速度运动t 时间内磁通量的变化为 tvdkBSm420根据法拉第电磁感应定律有 mvdkBtE420圆环中感应电流的电功率为 重力做功的功率为 PG=mgvm根据能的转化和守恒定律有 PE=PGRPE2解得 vm= 42016dBkgR18、(1)由题图乙可知，从 x5 cm 开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，受安培力作用，小车做减速运动，速度 v 随位移 x 减小，当 x15 cm 时，线圈完全进入磁场，线圈中无感应电流，小车做匀速运动因此小车的水平长度 l10 cm.当 x30 cm 时，线圈开始离开磁场，则 d(305) cm25 cm.(2)当 x10 cm
8、时，由图象可知线圈右边切割磁感线的速度 v20.8 m/s由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流 I 解得 I A0.4 A.ER nBhv2R 1001.00.050.810(3)当 x35 cm 时，切割磁感线的速度 v30.4 m/s.线圈中的电流 I ER nBhv3R则安培力 F nBIh ，代入数据得 F1 N 由左手定则可知安培力方向水平向左n2B2h2v3R答案 (1)10 cm 25 cm (2)0.4 A (3)1 N，方向水平向左19、(1)匀速时，拉力与安培力平衡， F BIL 得： I3mgBL(2)金属棒 a 切割磁感线，产生的电动势 E BLv 回路中电流 I 联立得：
9、 vE2R 23mgRB2L2(3)设平衡时棒 b 和圆心的连线与竖直方向的夹角为 则 tan ，得 60Fmg 3h r(1cos ) 答案 (1) (2) (3)r2 3mgBL 23mgRB2L2 r220、(1)经过时间 t， ab 棒的速率： v at，此时，回路中的感应电流为： I ，对 ab 棒，由牛顿第二定律得： F BIL m1g m1a，ER BLvR由以上各式整理得： F m1a m1g at，在题图(乙)图线上取两点： t10， F111 N； t22 B2L2Rs， F214.6 N，代入上式得 a1 m/s 2， B1.2 T.(2)在 2 s 末 ab 棒的速率
10、v1 at2 m/s，所发生位移 x at22 m，由动能定理得 WF m1gx W 安 m1v12 12，又 Q W 安 ，联立以上方程，解得： Q18 J.21第 10 页(3)cd 棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当 cd 棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动当 cd 棒速度达到最大时，有 m2g F N又 FN F 安 ， F 安 BIL， I ， vm at0，整理解得：ER BLvmRt0 2 s. Ffcd随时间变化的图象如图所示m2gR B2L2a答案 (1)1.2 T 1 m/s 2 (2)18 J (3)见解析21、(1)
11、S 断开时，ab 做匀加速直线运动，从 图乙得 a 6 m/s 2(1 分)vt由牛顿第二定律有 mgsin ma，(1 分) 所以有 sin ，即 37，(1 分)35t0.5 s 时，S 闭合且加了磁 场，分析可知，此后 ab 将先做加速度减小的加速运动，当速度达到最大 (vm6 m/s)后接着做匀速运动匀速运动时，由平衡条件知 mgsin F 安 ，(1 分)又 F 安 BId I (1 分)R 总 RR 1 10 (1 分)BdvmR总 RLR2RL R2联立以上四式有 mgsin (2 分)代入数据解得 B 1 T(1 分)B2d2vmR总 mgsin R总d2vm(2)由能量转化关
12、系有 mgsin x mv Q (2 分) 代入数据解得 Qmg sin x mv 28.2 J(1 分)12 2m 12 2m(3)改变电阻箱 R2 的值后，ab 匀速下滑时有 mgsin BdI (1 分)所以 I 0.6 A(1 分)mgsin Bd通过 R2 的电流为 I2 I(1 分) R2 的功率为 PI R2(1 分)RLRL R2 2联立以上三式可得 PI 2 I 2 (1 分)当 时，即 R2R L3 ，功率最大， (1 分)R2LR2RL R22 R2LRLR2 R22 RLR2 R2所以 Pm0.27 W(2 分)答案 (1)37 1 T (2)28.2 J (3)3 0
13、.27 W22、审题突破 (1)当 ab 棒刚下滑时，v0，没有感应电流，此时加速度最大 (2)ab 棒达到最大速度后做匀速运动，其重力功率等于整个回路消耗的电功率，求出 vm，根据能量守恒列式求回路 电流的发热量 Q.(3)ab和 ab 受力平衡时稳定，求出 稳定速度，根据能量守恒列式求回路电流的发热量 Q.解析 (1)当 ab 棒刚下滑时，ab 棒的加速度有最大值：agsin gcos 4 m/s 2.(2 分)(2)ab 棒达到最大速度时做匀速运动，有 mgsin BILmg cos ，(2 分)整个回路消耗的电功率 P 电 BILv m( mgsin mgcos )v m8 W， (2
14、 分)则 ab 棒的最大速度为：v m10 m/s(1 分)由 P 电 (2 分)得：B0.4 T(1 分)E22R BLvm22R根据能量守恒得：mghQ mv mgcos (2 分) 解得：Q30 J(1 分)12 2m hsin (3)由对称性可知，当 ab 下落 30 m 稳定时其速度为 v，ab也下落 30 m，其速度也为 v，ab 和ab都切割磁感线产生电动势，总电动势等于两者之和根据共点力平衡条件，对 ab 棒受力分析，得 mgsin BILmgcos (2 分)第 11 页又 I (2 分)2BLv2R BLvR代入解得 v5 m/s(1 分)由能量守恒 2mgh 2mv 22mgcos Q(3 分 )12 hsin 代入数据得 Q75 J(1 分)答案 (1)4 m/s 2 (2)30 J (3)75 J
