《2011年高考物理 电磁感应试题汇编》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2011年高考物理 电磁感应试题汇编(7页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、2011普通高校招生考试试题汇编-电磁感应24(2011全国卷1)(15分)(注意:在试题卷上作答无效) 如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L1电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求: (1)磁感应强度的大小: (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。解析:每个灯上的额定电流为额定电压为:(1)最后MN匀速运动故:B2IL=mg求出
2、: (2)U=BLv得:6.如图,EOF和为空间一匀强磁场的边界,其中EO,FO,且EOOF;为EOF的角平分线,间的距离为l;磁场方向垂直于纸面向里。一边长为l的正方形导线框沿方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与实践t的关系图线可能正确的是7(2011海南)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系
3、D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系解析:考察科学史,选ACD16(2011海南).如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。求(1)细线少断后,任意时刻两杆运动的速度之比;(2)两杆分别达到的最大速度。解析:设某时刻MN和速度分别为v1、v2。(1)M
4、N和动量守恒:mv1-2mv2=0 求出:(2)当MN和的加速度为零时,速度最大对受力平衡: 由得:、11(2011天津)(18分)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为0.02kg,电阻均为R=0.1,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2,问:(1)通过cd棒的电流I是多少,方向如何?(2)
5、棒ab受到的力F多大?(3)棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?11(18分)(1)棒cd受到的安培力 棒cd在共点力作用下平衡,则 由式代入数据解得 I=1A,方向由右手定则可知由d到c。(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd对棒ab由共点力平衡有 代入数据解得 F=0.2N(3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1J热量,由焦耳定律可知 设ab棒匀速运动的速度大小为v,则产生的感应电动势 E=Blv由闭合电路欧姆定律知 由运动学公式知,在时间t内,棒ab沿导轨的位移 x=vt力F做的功 W=Fx综合上述各式,代入数据解得 W=0.4J23(2011浙江).(1
6、6分)如图甲所示,在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导,在“U”型导轨右侧l=0.5m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变化规律如图乙所示。在t=0时刻,质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/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=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取)。(1)通过计算分析4s内导体棒的运动情况;(2)计算4s内回路中电流的大小,并判断电流方向;(3)计算4s内回路产生的焦耳热。23.答案:(1)导体棒在前做匀减速运动,在后以后一直保持静止。(2),电
7、流方向是顺时针方向。(3)解析:(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动,有 代入数据解得:,导体棒没有进入磁场区域。导体棒在末已经停止运动,以后一直保持静止,离左端位置仍为(2)前磁通量不变,回路电动势和电流分别为,后回路产生的电动势为回路的总长度为,因此回路的总电阻为电流为根据楞次定律,在回路中的电流方向是顺时针方向(3)前电流为零,后有恒定电流,焦耳热为15(2011广东).将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化
8、越快,感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析:由E=,AB错,C正确。B原与B感的方向可相同亦可相反。D错。选C19(2011北京)某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因是A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大 13(2011上海)如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同
9、心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a(A)顺时针加速旋转 (B)顺时针减速旋转(C)逆时针加速旋转 (D)逆时针减速旋转20(2011上海).如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于点,将圆环拉至位置后无初速释放,在圆环从摆向的过程中(A)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针(B)感应电流方向一直是逆时针(C)安培力方向始终与速度方向相反(D)安培力方向始终沿水平方向答案:AD28(2011上海)(5 分)在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a
10、)中,得到图线如图(b)所示。(1)(多选题)在实验中需保持不变的是( )(A)挡光片的宽度 (B)小车的释放位置(C)导轨倾斜的角度 (D)光电门的位置(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验,在图(b)中画出实验图线。28(1) A,D (3分)(2)见图 (2分)32(2011上海)(14 分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m,两导轨间距L=0.75 m,导轨倾角为30,导轨上端ab接一阻值R=1.5的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦
11、耳热。(取)求:(1)金属棒在此过程中克服安培力的功;(2)金属棒下滑速度时的加速度(3)为求金属棒下滑的最大速度,有同学解答如下:由动能定理,。由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。32答案.(14分)(1)下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热,由于,因此 (1分)(2分)(2)金属棒下滑时受重力和安培力 (1分)由牛顿第二定律 (3分) (2分)(3)此解法正确。 (1分)金属棒下滑时舞重力和安培力作用,其运动满足上式表明,加速度随速度增加而减小,棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速,当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以
12、得到棒的末速度,因此上述解法正确。 (2分) (1分) (1分)22(201山东).如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒、,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度处。磁场宽为3,方向与导轨平面垂直。先由静止释放,刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放,两导体棒与导轨始终保持良好接触。用表示的加速度,表示的动能,、分别表示、相对释放点的位移。图乙中正确的是答案:BD解析:开始c的加速度为,刚进入磁场即匀速运动,加速度为0,在下落h的过程中,匀速下降了,进入磁场后,、又只在重力作用下运动,加速度为,一起运动了h,出磁场,这时c的加速度仍为,因此A错误,B正确;出磁场后,这时受到重力和向上的安培力,并且合力向上,开始做减速运动,当运动了2h后,出磁场,又做加速运动,所以C错误,D正确。