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1、专题十二电磁感应考点一电磁感应现象楞次定律1. （2013课标11,19,6分）（多选）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是（）A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C. 法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电 流的磁通量的变化衣答案ABD考点二法拉第电磁感应定律自感2. （2013北京理综，17,
2、6分）如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产 生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1 : E2分别为（）A. c-a,2 ： 1B.a-c,2 : 1C.a* ： 2D.c-a,1 ： 2衣答案C3. （2013浙江理综,15,6分）磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势,其E-t关系如图所示。如果只将刷卡速度改为景线圈中的E-t关 系图可能是（）E*ACD答案
3、D4. （2013四川理综,7,6分）（多选）如图所示,边长为L、不可形变的正 方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域,其磁感应强度B随时间 t的变化关系为B=kt（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R=R0、R2=罗。 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（）A. R2两端的电压为;B. 电容器的a极板带正电C. 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kL2 衣答案AC5. （2013重庆理综,7,15分）小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如题7图所示。
4、 在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为q,磁铁两极之间的磁场可视为 水平匀强磁场，其余区域磁场不计。直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R。若让 铜条水平且垂直于磁场,以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2,铜条在磁场中 的长度为L。（1）判断铜条所受安培力的方向,G和G2哪个大？（2）求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小。衣答案（1）安培力方向竖直向上,g2G(2)F 安=62-圣=1 十考点三电磁感应中的综合问题6. （2013天津理综,3,6分）如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab 边
5、长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次 匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边 平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量 为q第二次bc边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框导 体横截面的电荷量为42，则（）A.Q1Q2,q1=q2 B.Q1Q2,q1q2C.Q1=Q2,q1=q2 D.Q1=Q2,q1q2。答案A与时间t的关系图线,可能正确的是（)衣答案A8.（2013课标11,16,6分）如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的；x X X X正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d（d
6、L）的条形匀强磁场区域，磁场L| XXXX的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右 一|； X X X X运动。t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过1!； XXXX磁场区域。下列v-t图像中，可能正确描述上述过程的是（）| X X X X衣答案D9. （2013安徽理综,16,6分）如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置， 倾角为37，宽度为0.5m,电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为 1Q。一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为 1Q,两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存 在着垂直于导轨平面
7、的匀强磁场,磁感应强度为0.8T。将导体棒MN 由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运A.2.5m/s 1WC.7.5m/s 9WB.5m/s 1WD.15m/s 9W动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g取10m/s2sin37=0.6）（）衣答案B10. （2013山东理综,18,5分）将一段导线绕成图甲所示的 闭合回路，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I中。回路的圆环区域内有垂 直纸面的磁场II,以向里为磁场II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，
8、能正确反映F 随时间t变化的图像是（）7. （2013课标I ,17,6分）如图，在水平面（纸面）内有三根相同的均匀金属棒ab、 ac和MN,其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面 的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时,运动中MN 始终与zbac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i宣答案B11. (2013福建理综,18,6分)如图,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度 静止释放，用tt2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程 形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行,线框平面与磁场方向垂直。 设OO
9、下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下 )B*答案A12. (2013课标I ,25,19分)如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为0,间距为L。导轨上端接有一平 行板电容器,电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质 量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的 动摩擦因数为卜,重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：(1) 电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;(2) 金属棒的速度大小随时间变化的关系。* 答案(1)Q=C
10、BLv(2)v=m(sinH-cosH)m+B2 L2Cgt13. (2013天津理综,12,20分)超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国已研制出世界传输电流最大的 高温超导电缆并成功示范运行。(1) 超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零,这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圆 环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直于圆环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后 突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向，并说 明理由。(2) 为探究该圆环在超导状态的电阻率上限p,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时
11、 间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于AI的电流变化，其中MV,当电流的变化小于AI时，仪 器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S,环中定向移动电子的平均速率 为v,电子质量为m、电荷量为e。试用上述给出的各物理量,推导出p的表达式。(3) 若仍使用上述测量仪器,实验持续时间依旧为t,为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限p的 准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法。.答案(1)逆时针方向，理由见解析m?2.A/(2)p=7etl2(3) 见解析I解析(1)撤去磁场瞬间，环所围面积的磁通量突变为零，由楞次定律可知，环中电流的磁场方向应与原磁
12、场方向相同,即向上。由右手螺旋定则可知,环中电流的方向是沿逆时针方向。(2) 设圆环周长为1、电阻为R,由电阻定律得R=p；设t时间内环中电流释放焦耳热而损失的能量为AE,由焦耳定律得AE=l2Rt 设环中单位体积内定向移动电子数为n,则I=nevS式中n、e、S不变,只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化。电流变化大小取AI 时，相应定向移动电子的平均速率变化的大小为Av,则AI=neSAv 设环中定向移动电子减少的动能总和为AEu则kAEk=n1S jmu2-1m(v-Av)2 由于AII，可得AEk=2A I 根据能量守恒定律，得AE=AE 联立上述各式，得p= et/2
13、(3) 由p=T看出，在题设条件限制下，适当增大超导电流，可以使实验获得p的准确程度更高，通过增大etl2穿过该环的磁通量变化率可实现增大超导电流。14. (2013广东理综,36,18分)如图(a)所示，在垂直于匀强磁场B的平面内,半径为r的金属圆盘绕过圆心O的 轴转动，圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接。电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件。 流过电流表的电流I与圆盘角速度的关系如图(b)所示，其中ab段和bc段均为直线，且ab段过坐标原点。0代表圆盘逆时针转动。已知:R=3.0Q,B=1.0T,r=0.2m。忽略圆盘、电流表和导线的电阻。(1) 根据图(b)写出ab、bc段对
14、应的I与的关系式；(2) 求出图(b)中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc；(3) 分别求出ab、bc段流过P的电流Ip与其两端电压Up的关系式。图(a)图(b)衣答案见解析 .解析(1)由图像可知，在ab段I=10(-45rad/s 15rad/s) 在bc段I=-0.05(15rad/s 45rad/s) 100(2) 由题意可知,P两端的电压Up等于圆盘产生的电动势,Up=；Br2b 点时 b=15rad/sUb=：Br2 b=0.3Vc 点时 c=45rad/sUc=；Br2 c=0.9V(3) 由图像中电流变化规律可知电子元件P在b点时开始导通，则：在ab段Ip=0(-0.9VUP0.3V)在bc段I =I-即而 1=4-0.05100U =03 p 2联立可得Ip=-0.05(0.3VUp0.9V)
