2011年高考物理试题汇编（电磁感应）

2011普通高校招生考试试题汇编-电磁感应 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）U=BLv得： 6.如图，EOF和 为空间一匀强磁场 的边界，其中EO∥ ，FO∥ ，且EO⊥OF； 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 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 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 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ACD 16（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）MN和 动量守恒：mv1-2mv2=0 求出： ① （2）当MN和 的加速度为零时，速度最大 对 受力平衡： ② ③ ④ 由①——④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=0.1Ω，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）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 ① 棒cd在共点力作用下平衡，则 ② 由①②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 ③ 代入数据解得 F=0.2N ④ （3）设在时间t内棒cd产生Q=0.1J热量，由焦耳定律可知 ⑤ 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 ⑥ 由闭合电路欧姆定律知 ⑦ 由运动学公式知，在时间t内，棒ab沿导轨的位移 x=vt ⑧ 力F做的功 W=Fx ⑨ 综合上述各式，代入数据解得 W=0.4J 23（2011浙江）.（16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μ=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C 19（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：AD 28（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))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=1.5Ω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=0.5Ω，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。由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确。 (2分) （1分） ∴ （1分） 22（2011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。