2012高考专题12 电磁感应 分类汇物理真题 编 精校版 6页

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 Ⅰ Ⅱ ‎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Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ。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（ ）‎ A．T1＞mg，T2＞mg　 B．T1< mg，T2< mg C．T1＞mg，T2< mg　 D．T1< mg，T2＞mg ‎3．（2012 北京）物理课上，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 S A．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 B F ‎4．（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。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 。‎ L S N a b S N G ‎5．（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。使该线B0‎ ‎0‎ O ω 框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω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． ‎ P a b 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θ确定，如图所示。则（ ）‎ A．θ=0时，杆产生的电动势为2Bav v B a O θ C D B．时，杆产生的电动势为 C．θ=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（q＞0）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：‎ ‎①细管内涡旋电场的场强大小E；‎ ‎②电场力对小球做的功W。‎ O r m, q O B0‎ ‎2B0‎ B T0 1.5T0 2T0 t ‎ 甲 乙 i ‎10．（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=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（ ）‎ t1‎ t i O t1‎ t i O t1‎ t i O t1‎ t i O ‎ A B C D N S O x ‎11．（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 D x i O I ‎-I x i O I ‎-I x i O I ‎-I x i O I ‎-I M M′‎ N P N′‎ P′‎ Q Q′‎ v ‎12．（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 D t f O t f O t f O t f O B m θ θ R L ‎13．（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θ，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（ ）‎ A．P=2mgv sin θ ‎ B．P=3 mgv sin θ ‎ 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 R a B M N ‎14．（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 Ω的电阻，一质量m=0. ‎1 kg，电阻r=0. 1 Ω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. 0×10‎-2 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r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。‎θ r2‎ r1‎ a b B ω ‎16．（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θ，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。‎ R d Rx a b B l θ ‎17．（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α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ω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。‎ R a b c B α ω 磁极 磁极 铁芯 B e f a b c d B P Q F ‎18．（2012 上海）如图，质量为M 的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B。在t＝0时，一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。‎ ‎（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；‎ ‎（2）经过多少时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？‎ ‎（3）某一过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力做功为W，求导轨动能的增加量。‎