2010届高三物理一轮复习必备精品：电磁感应(第4讲)

1．如图1所示，导体棒ab、cd均可在各自的导轨上无摩擦地滑动，导轨电阻不计， 磁场的磁感强度B1、B2的方向如图，大小随时间变化的情况如图2所示。在0–t1时 间内( )

A．若ab不动，则ab、cd中均无感应电流

B．若ab不动，则ab中有恒定的感应电流，但cd中无感应电流

C．若ab向左匀速运动，则ab中有从a到b的感应电流，cd向右运动 D．若ab向左匀速运动，则ab中有从a到b的感应电流，cd向左运动

2．如图所示，等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场，另有一等腰

直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度始终与AB边垂直且保持AC平行于OQ。关于线框中的感应电流，以下说法中正确的是( ) A．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向 B．开始进入磁场时感应电流最大 C．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向 D．开始穿出磁场时感应电流最大

3．如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab，金属棒与导轨接触良好。导轨一端连接电阻RE，其它电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止起向右运动，则 （ ） A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大 B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能

C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率

D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能

4．单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在转动过程中，穿过线框的最大磁通量为Φm，线框中的最大感应电动势为Em。下列说法中正确的是( ) Em

22EB．在穿过线框的磁通量为m的时刻，线框中的感应电动势为m

22C．线框每转动一周，线框中的感应电流方向改变一次

A．在穿过线框的磁通量为

m的时刻，线框中的感应电动势为

D．线框转动的角速度为

Emm

5．在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向向反的水平匀强磁场，如图PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a，质量为m，电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图位置运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为v/2，则下列说法正确的是 ( )

4B2a2v2A．此时圆环中的电功率为

RB．此时圆环的加速度为

4B2a2vmR

C．此过程中通过圆环截面的电量为

Ba2R2

D．此过程中回路产生的电能为0.75mv

0

6.如图所示，LOO’L’为一折线，它所形成的两个角∠LOO’和∠OO’L‘均为45。折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直OO’的方向以速度v做匀速直线运动，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—时间（I—t）关系的是（时间以l/v为单位） （ ）

7．如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R 的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感强度为B．有一质量为m长为l 的导体棒从ab位置获平行斜面的大小为v的初速向上运动，最远到达

R θ B a v θ b a/R1 b/sa＇b＇的位置，

滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的

第7题图 动摩擦因数为μ．则( )

A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为Blv/R

B．上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为mv/2 C．上滑过程中电流做功发出的热量为mv/2－mgs (sinθ＋μcosθ) D．上滑过程中导体棒损失的机械能为mv/2－mgs sinθ

8．如图所示，光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L。QM之间接有阻值为R的电阻，其余部分电阻不计。一质量为m，电阻为R的金属棒ab放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行，最后停在导轨上。由以上条件，在此过程中可求出的物理量有（ ）

A．电阻R上产生的焦耳热 B．通过电阻R的总电荷量 C．ab棒运动的位移 D．ab棒运动的时间

9.如图，宽为L=1m的U形导体框架abcd水平放置，匀强磁场方向竖直且随时间不断变化。长为L=1m导体棒MN垂直放置于某处，t=0s时起向右运动，闭合电路中始终没有电流。取导轨最左端x=0，已知导体棒t1=1s时x1=1m，速度v1=1m/s，磁场B1=4.5T，磁场变化率大小(t2=1s时，x2=3m，磁场为B2，磁场变化率大小为(为v2=2m/s。以下正确的是（ ）

22

2

22

B)1；tB)2，速度tBB)1=3 T/s，B2=2.5 T， B．()1=4.5 T/s，B2=1.5T， ttBBC． ()2=1T/s， D． ()2=2 T/s，

ttA．(

10．动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象，图甲所示是话筒原理，图乙所示是录音机的录音、放音原理图，由图可知: 其中正确的是（ ） A．话筒工作时录音磁铁不动，线圈振动而产生感应电流. B．录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流

C．录音机放音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场 D．录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场

11．如图所示是磁悬浮的原理，图中P是柱形磁铁，Q是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环Q水平放在磁铁P上，它就能在磁力的作用下县浮的磁铁P的上方，下列叙述正确的是 （ ）

A．Q放入磁场的过程中，将产生感应电流，稳定后，感应电流消失 B．Q放入磁场的过程中，将产生感应电流，稳定后，感应电流仍存在 C．如果P的N极朝上，Q中感应电流的方向如图所示

D．如果P的S极朝上，Q中感应电流的方向与图中所示的方向相反

12．某匀强磁场垂直穿过一个线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图线所示。若在某1s内穿过线圈中磁通量的变化量为零，则该1s 开始的时刻是 （ ）

A．第0.2s B。第0.8 s

12C．第 s D。第 s 33

13．如图所示电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从B端迅速滑向A端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1 ；P从A端迅速滑向B端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0。则 ( )

A.I1I2I0 B.I1I0I2

C.I1I2I0 D.I1I0I2

14．现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如右图连接．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动变阻器的滑

A 片P向左加速滑动时，电流计指针向右

0 2 2 偏转．由此可以推断( B )

P A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右

B ＋ － 加速滑动，都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．滑动变阻器的片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在 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

15．如图，两根平行的光滑导轨竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab接在两导轨之间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下落过程中始终保持与导轨接触良好，设导轨足够长，电阻不计。ab下落一段时间后开关闭合，从开关闭合开始计时，ab下滑速度v随时间变化的图象不可能是（ ）

16．如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdef位于纸面内，况的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t=0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势ε的正方向，以下四个ε-t关系示意图中正确的是 ( )

17．如图所示，光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中．磁感应强度为B，导轨宽度为L。QM之间接有阻值为R的电阻，其余部分电阻不计。一质量为M，电阻为R的金属棒ab放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行，最后停在导轨上。由以上条件，在此过程中可求出的物理量有（ ）

B A．电阻R上产生的焦耳热 a P Q B．通过电阻R的总电量

v0 C．ab棒运动的位移

M N D．ab棒的运动时间 b

18.如图所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于一个交变的磁场中，磁感应强度的变化规律为

BB0sint。下列说法正确的是( )

A、线框中会产生方向不断变化的交变电流 B、在t2时刻，线框中感应电流将达到最大值

C、对应磁感应强度B＝B0的时刻，线框中感应电流也一定为零

D、若只增大磁场交变频率，则线框中感应电流的频率也将同倍数增加，但有效值不变

19．如图所示，在水平面内固定一个“U”形金属框架，框架上置一金属杆ab，不计 它们间的摩擦，在竖直方向有匀强磁场，则( ) a A．若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向右移动 B．若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动 C．若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动 b D．若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向右移动

20．如图20所示，竖直面内的水平虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一 正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回到原处，运动过程中线圈平面始 终垂直于磁场，且上下两边保持水平，不计空气阻力，则( ) A．上升过程中克服磁场力做的功大于下降过程中克服磁场力做的功 B．上升过程中克服磁场力做的功等于下降过程中克服磁场力做的功 C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率

D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率

21．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力 （ ）

a b B t A

B t B

B t C

B 图20

t D

d

c 0 0 0 0

22.如图所示，水平放置的光滑金属框abcd单位长度电阻为r，bc=L，ab=cd=2L。长度为L的导体杆MN放在金属框上，并以匀速v从最左端向右平动。导体杆MN单位长度电阻值为2r。整个空间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面(abcd平面)向里。求： （1）当导体杆MN的位移s1L时，MN两端的电压多大？ 2（2）在上述位置外力F的大小是多少？

（3）当导体杆MN的位移s2为多大时金属框上消耗的电功率最大？最大功率为多少？

M a b × × × × × × v × × × B × × × × × × × × × c d N

23.如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为0.5m，处在竖直向下、磁感应强度大小B1=0.5T的匀强磁场中。导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为0.1kg的正方形金属框abcd置于竖直平面内，其边长为0.1m，每边电阻均为0.1Ω。线框的两顶点a、b通过细导线与导轨相连。磁感应强度大小B2=1T的匀

强磁场垂直金属框abcd向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点

2

的作用力，g=10 m/s，求：

B1 ⑴通过ab边的电流Iab是多大？

e ⑵导体杆ef的运动速度v是多大？ Q

v P f a B2 b c d 24．如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ与水平面夹角为，设导轨足够长。导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=0.80T，与导轨上端相连的电源电动势E=4.5V，内阻r=0.4Ω，水平放置的导体棒ab的电阻R=1.5Ω，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动，与导轨下端相连的电阻R1=1.0Ω，电路中其它电阻不计。当单刀双掷开关S与1接通时，导体棒刚好保持静止状态，求： （1）磁场的方向；

（2）S与1接通时，导体棒的发热功率；

（3）当开关S与2接通后，导体棒ab在运动过程中，单位时间（1s）内扫过的最 大面积。

25.如图甲所示，在虚线框两侧区域存在有大小为B、方向分别为水平向左和水平向右的匀强磁场。用薄金属条制成的闭合正方形框aa’b’b边长为L，质量为m，电阻为R。现将金属方框水平地放在磁场中，aa’边、bb’边分别位于左、右两边的磁场中，方向均与磁场方向垂直，乙图是从上向下看的俯视图。金属方框由静止开始下落，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。

（1）请根据乙图指出下落时方框中感应电流的方向； （2）求方框下落的最大速度vm（设磁场区域在竖直方向足够长）；

（3）当方框下落的加速度为 时，求方框内感应电流的功

2率P；

B a’ 甲

b’ B B a(a’) b(b’) B ga 乙

b （4）从静止开始经过时间t，方框下落高度为h，速度为vt（vt26.如图所示，两根足够长固定平行金属导轨位于倾角30的斜面上，导轨上、下端各接有阻值R20的电阻，导轨电阻忽略不计，导轨宽度L2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B1T。质量m0.1kg、连入电路的电阻r10的金属棒ab在较高处由静止释放，当金属棒ab下滑高度h3m时，速度恰好达到最大值

v2m/s。金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直

且与导轨良好接触g取10m/s。求：

（1）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量。

（2）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的热量。

2

第4课时 电磁感应单元测试答案

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11111117 11221 2 3 4 5 6 BBCBAD CABBACB B B B D C ABC 8 9 0 1 A BAA C C D C D D D C D D C 22.解析：（1）导体棒MN运动时产生的感应电动势为

BLv 导体棒MN的电阻为

rMN2Lr 当导体杆MN的位移s1

此时MN两端的电压为

L时,导体杆右侧金属框的电阻为 2

M a b × × × × × × v × × × B × × × × × × × × × c d N R4Lr

UMNR2BLv

RrMN3（2）在上述位置时感应电流大小为

IRrMNBLvBv 6Lr6r

B2Lv安培力大小FABIL

6rB2LvFFA

6r2由于导体杆做匀速运动，外力F等于安培力，即

（3）金属框上消耗的电功率为

B2L2v2RB2L2v2P R222224LrR4RLr4LrRrMNR4LrR4L2r2当 R，即R2Lr时，P最大。

R此时有 R5LS2r2Lr

可得

s23L 2

B2L2v2B2Lv2此时最大功率为 Pm 8Lr8r

23.解析：⑴设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有：

Iab3I 4Icd1I 4金属框受重力和安培力，处于静止状态，有： mgB2IabL2B2IdcL2

3mg

4B2L2mg⑵由⑴可得： I

B2L2联立三式解得：Iab设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有：E＝B1L1v

设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则：

R3r 4E R3mgr310.1联立解得：v3m/s

4B1B2L1L240.510.50.1根据闭合电路欧姆定律，有：I

24. 解析：（1）磁场的方向:垂直斜面向下

（2）当S与1接通时

I总ER总E4.54.5A RR10.40.6rRR1R11I总4.51.8A

RR11.5122导体棒上的电流I导体棒的发热功率pIR1.81.54.86W （3）S与1接通时，导体棒平衡有：

F安mgsin0

BILmgsin0

S与2接通后，导体棒切割磁感线产生电流，最后匀速运动单位时间内扫过面积最大

匀速运动时F安mgsin0

'I'BLv R得单位时间扫过最大面积为

I'RmgsinRBILRIR1.81.5SLv23.3753.4m2 2BB0.8BLBL

25.解析：（1）顺时针方向

（2）最大速度时方框受到的安培力与重力平衡

2BLvm 4B2L2vm

F安 = 2 BIL = 2B L = = mg

R Rvm =

mgR

4B2L2（3）ma = mg - F安 = mg - 2 BIL

mgm2g2R2

I = P= IR =

4BL16B2L21

（4）mgh = mvt2+ I02Rt I=

2

26.解析：（1）金属棒ab机械能的减少量Emgh2mgh-mvt2

2Rt

12mv2.8J ① 2（2）速度最大时金属棒ab产生的电动势eBLv ② 产生的电流 Ie/(rR/2) ③ 此时的安培力 FBIL ④ 由题意可知，受摩擦力 fmgsin30F ⑤

由能量守恒得，损失的机械能等于金属棒ab克服摩擦力做功和产生的电热之和 电热 QEfh/sin30 ⑥ 上端电阻R中产生的热量QRQ/4 ⑦ 联立①②③④⑤⑥⑦式得：QR0.55J ⑧