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1、专题十二 电磁感应2012年高考题组1(2012 )以下叙述正确的是( )A法拉第发现了电磁感应现象B惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大C牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因D感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果2(2012 海南)如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置释放,环经过磁铁到达位置。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则( )AT1mg,T2mg BT1 mg,T2 mgCT1mg,T2 mg DT1 mg,T2mg3(2012 北京)物理课上
2、,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图,她把一个带铁芯的线圈I、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是( )电源+-L铁芯套环SA线圈接在了直流电源上 B电源电压过高C所选线圈的匝数过多 D所用套环的材料与老师的不同BF4(2012 上海)正方形导线框处于匀强磁场中,磁场方向垂直框平面,磁感应强度随时间均匀增加,变化率为k。导体框质量为m、边长为L,总电阻为R,在恒定外力F作用下由静止开始运动
3、。导体框在磁场中的加速度大小为 ,导体框中感应电流做功的功率为 。LSNabSNG5(2012 上海)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端;当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转。俯视线圈,其绕向为 (填“顺时针”或“逆时针”)。(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转。俯视线圈,其绕向为_(填“顺时针”或“逆时针”)。6(2012 全国课标)如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,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B0
4、。使该线B00O框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为( )A B C D Pab电源输出7(2012 四川)如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈a和b,则( )A线圈a输入正弦交变电流,线圈b可输出恒定电流B线圈a输入恒定电流,穿过线圈b的磁通量一定为零C线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D线圈a的磁场变化时,线圈b中一定有电场8(2012 四川)半径为右端开小口的导体圆环和长为2的导体直杆,单位长度电阻均为
5、R0。圆环水平固定放置,整个内部区域分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,杆的位置由确定,如图所示。则( )A=0时,杆产生的电动势为2BavvBaOCDB时,杆产生的电动势为C=0时,杆受的安培力大小为D时,杆受的安培力大小为9(2012 福建)如图甲,在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在此区域内,沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管,环心O在区域中心。一质量为m、带电量为q(q0)的小球,在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动。已知磁感应强度大小B随
6、时间t的变化关系如图乙所示,其中。设小球在运动过程中电量保持不变,对原磁场的影响可忽略。(1)在t=0到t=T0 这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,求小球的速度大小v0;(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中,将产生涡旋电场,其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆,同一条电场线上各点的场强大小相等。试求t=T0 到t=1.5T0 这段时间内:细管内涡旋电场的场强大小E;电场力对小球做的功W。Orm, qOB02B0BT0 1.5T0 2T0 t 甲 乙i10(2012 全国课标)如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行。已知在t
7、=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化的图线可能是( )t1tiOt1tiOt1tiOt1tiO A B C DNSOx11(2012 福建)如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。若取磁铁中心O为坐标原点,建立竖直向下正方向的x轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( ) A B C DxiOI-IxiOI-IxiOI-IxiOI-IMMN
8、PNPQQv12(2012 重庆)如图所示,正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场,在外力作用下,一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动,t=0时刻,其四个顶点M、N、P、Q恰好在磁场边界中点,下列图象中能反映线框所受安培力的大小随时间变化规律的是( ) A B C DtfOtfOtfOtfOBmRL13(2012 山东)如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,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,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v的速
9、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( )AP=2mgv sin BP=3 mgv sin C当导体棒速度达到时加速度大小为D在速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功RaBMN14(2012 天津)如图所示,一对光滑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=0. 3 的电阻,一质量m=0. 1 kg,电阻r=0. 1 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=0. 4 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
10、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,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求(1)棒在匀加速运动过程中,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WF。15(2012 浙江)为了提高自行车夜间行驶的安全性,小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示,自行车后轮由半径r1=5. 010-2 m的金属内圈、半径r2=0. 40 m的金属外圈和绝缘幅条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条,每根金属条的中间均串联有一电阻值为
11、R的小灯泡。在支架上装有磁铁,形成了磁感应强度B=0. 10 T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场,其内半径为r1、外半径为r2、张角。后轮以角速度相对于转轴转动。若不计其它电阻,忽略磁场的边缘效应。(1)当金属条ab进入“扇形”磁场时,求感应电动势E,并指出ab上的电流方向;(2)当金属条ab进入“扇形”磁场时,画出“闪烁”装置的电路图;(3)从金属条ab进入“扇形”磁场时开始,经计算画出轮子转一圈过程中,内圈与外圈之间电势差Uab随时间t变化的Uab-t图象;(4)若选择的是“1. 5 V、0. 3 A”的小灯泡,该“闪烁”装置能否正常工作?有同学提出,通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径
12、r2、角速度和张角等物理量的大小,优化前同学的设计方案,请给出你的评价。r2r1abB16(2012 广东)如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上。导轨平面与水平面的夹角为,并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中。左侧是水平放置、间距为d的平行金属板。R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻。(1)调节Rx=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v。(2)改变Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的Rx。RdRxabBl17(2012 江苏)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为,磁场均沿半径方向匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场。在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r,外接电阻为R。求:(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F;(3)外接电阻上电流的有效值I。RabcB磁极磁极铁芯BefabcdBPQF18(2012 上海)如图,质量为M 的足够长金属导轨abcd放在光