1、复习效果检测(九)电磁感应(时间：60分钟满分：100分)高频考点题号错题统计电磁感应、楞次定律1、2、8法拉第电磁感应定律3、4、5、7电磁感应综合应用6、9、10、11、12、13一、单项选择题(每小题4分，共24分)1在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列说法正确的是()A牛顿首创了将实验和逻辑推理和谐结合起来的物理学研究方法B卡文迪许总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量的数值C法拉第提出了场的概念从而使人类摆脱了超距作用观点的困境D奥斯特最早发现了电磁感应现象为发明发电机提供了理论依据解析：选C伽利略首创了将实验和逻辑推理和谐结合起来的物理学研究方法
2、，选项A错误；牛顿总结出了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量的数值，选项B错误；法拉第提出了场的概念从而使人类摆脱了超距作用观点的困境，选项C正确；法拉第最早发现了电磁感应现象为发明发电机提供了理论依据，选项D错误2如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面则线框中感应电流的方向是()AabcdaBdcbadC先是dcbad，后是abcdaD先是abcda，后是dcbad解析：
3、选B线框从右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为dcbad，从最低点摆到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为dcbad，所以选B.3(2012重庆高考)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，t0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f的大小随时间t变化规律的是()解析：选B设正方形导线框电阻为R，边长为L0，磁感应强度为B，匀速运动的速度为v，则在A点由图中A到N过程，感应电动势EBLv，由L2vttan
4、45，I，fBIL，知f增大且斜率增大在O点由图中A到N过程，L不变，故f不变在B点由图中A到N过程，f减小且斜率减小初末两点f等于零，综合判断B项正确，A、C、D项错误4如图所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b.它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷把它们相连当圆盘a转动时()A圆盘b总是与a沿相同方向转动B圆盘b总是与a沿相反方向转动C若B1、B2同向，则a、b转向相同D若B1、B2反向，则a、b转向相同解析：选D当圆盘a转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入b盘中，在磁场中由于受安培力b盘会转动但若不知B1、B2的方向关系则b盘与a盘的
5、转向关系将无法确定故A、B错设B1、B2同向且向上a盘逆时针转动，则由右手定则可知a盘中的感应电流由aa，b盘受力将顺时针转动，故C错，同理可判定D项正确5(2014贵州六校联考)在边长为L的等边三角形区域abc内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个边长也为L的等边三角形导线框def在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边ef始终与磁场的底边界bc在同一直线上，如图所示取沿顺时针的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流随时间变化的图象是()解析：选B开始时三角形def右侧进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，电流方向为顺时针，即为正方向，当两等边三角形完全重合时，产生的感应电流达到最大值，而后
6、三角形def左侧切割磁感线，根据右手定则可知此时电流方向为负，排除选项A、C；由题意知三角形def匀速运动，设其速度大小为v，则产生的感应电动势的瞬时值为eBlvB(vttan )vBv2ttan ，可见e与t成正比，进而可知i与t成正比，选项B正确D错误6(2013福建高考)如图所示，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t1、t2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下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律()解析：选A线框
7、未进入磁场时和完全进入磁场时均做自由落体运动只有ab边进入磁场时受安培力和重力，若F安mg，则线框匀速通过磁场，D有可能若F安mg，则线框做加速度减小的减速运动，当F安mg时匀速运动，B有可能若F安mg，则线框做加速度减小的加速运动，C有可能综上所述，A不可能二、多项选择题(每小题6分，共24分)7如图所示为新一代炊具电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物下列相关说法中正确的是()A锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B恒
8、定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果解析：选CD由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故C、D正确8(2014汕头模拟)如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()A线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B穿过线圈a的磁通量变大C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力FN将增大解析：选AD若将滑动
9、变阻器的滑片P向下滑动，螺线管b中电流增大，根据楞次定律，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，穿过线圈a的磁通量变大，线圈a有缩小的趋势，A正确，B、C错误线圈a对水平桌面的压力FN将增大，D正确9(2014泰州模拟)如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n100匝，线圈面积S200 cm2，线圈的电阻r1 ，线圈外接一个阻值R4 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示下列说法中正确的是()A线圈中的感应电流方向为逆时针方向B电阻R两端的电压随时间均匀增大C线圈电阻R消耗的功率为4104 WD前4 s内通过R的电荷量为4104 C解析：选AC由楞次
10、定律，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，选项A正确；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势恒定为EnSB/t0.1 V，电阻R两端的电压不随时间变化，选项B错误；回路中电流IE/(Rr)0.02 A，线圈电阻r消耗的功率为PI2r4104 W，选项C正确；前4 s内通过R的电荷量为qIt0.08 C，选项D错误10(2014安徽师大附中模拟)如图所示，光滑斜面的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为l1，bc边的边长为l2，线框的质量为m，电阻为R，线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮与重物相连，重物质量为M，斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为
11、B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab边始终平行底边，则下列说法正确的是()A线框进入磁场前运动的加速度为B线框进入磁场时匀速运动的速度为C线框做匀速运动的总时间为D该匀速运动过程产生的焦耳热为(Mgmgsin )l2解析：选BD由牛顿第二定律，Mgmgsin (Mm)a，解得线框进入磁场前运动的加速度为a，选项A错误；由平衡条件，Mgmgsin F安0，F安BIl1，IE/R，EBl1v，联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为v，选项B正确线框做匀速运动的总时间为tl2/v，选项C错误；由能量守恒定律，该匀速运动过程产生的焦耳热等于系统重力势能的减小，
12、为(Mgmgsin )l2，选项D正确三、计算题(本题3小题，共52分)11(16分)(2014连云港摸底)如图所示，用PM、QN是两根半径为d的光滑的圆弧轨道，其间距为L，O、P连线水平，M、N在同一水平高度，圆弧轨道电阻不计，在其上端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为m、电阻为r的金属棒从轨道的顶端P处由静止开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg，求：(1)棒到达最低点时金属棒两端的电压；(2)棒下滑过程中金属棒产生的热量；(3)棒下滑过程中通过金属棒的电荷量解析：(1)在轨道的最低点MN处，FN2m
13、g，FNmgm，解得：v.导体切割磁感线产生的感应电动势，EBLv，棒到达最低点时金属棒两端的电压，UEBL.(2)对棒下滑过程中，由能量守恒定律，mgdQmv2，解得Qmgd.金属棒产生的热量Qr，Qmgd.(3)由qIt，IE/(Rr)，E/t，BLd，联立解得qBLd/(Rr)答案：(1)BL(2)mgd(3)BLd/(Rr)12(18分)2010年上海世博会某国家馆内，有一“发电”地板，利用游人走过此处，踩踏地板发电其原因是地板下有一发电装置，如图甲所示，装置的主要结构是一个截面半径为r、匝数为n的线圈，紧固在与地板相连的塑料圆筒P上磁场的磁感线沿半径方向均匀分布，图乙为横截面俯视图轻
14、质地板四角各连接有一个劲度系数为k的复位弹簧(图中只画出其中的两个)当地板上下往返运动时，便能发电若线圈所在位置磁感应强度大小为B，线圈的总电阻为R0，现用它向一个电阻为R的小灯泡供电为了便于研究，将某人走过时地板发生的位移时间变化的规律简化为图丙所示(取地板初始位置x0，竖直向下为位移的正方向，且弹簧始终处在弹性限度内)(1)取图乙中逆时针方向电流为正方向，请在图丁所示坐标系中画出线圈中感应电流i随时间t变化的图线，并标明相应纵坐标要求写出相关的计算和判断过程；(2)tt0/2时地板受到的压力；(3)求人踩踏一次地板所做的功解析：(1)0t0时间，地板向下做匀速运动，其速度vx0/t0，线圈
15、切割磁感线产生的感应电动势enB2rv2nBrx0/t0，感应电流ie/R2nBrx0/Rt0；t02t0时间，地板向上做匀速运动，其速度vx0/t0，线圈切割磁感线产生的感应电动势enB2rv2nBrx0/t0，感应电流ie/R2nBrx0/Rt0；(2)tt0/2时，地板向下位移x0/2，弹簧弹力kx0/2，安培力F安nBi2r2nBir，由平衡条件可知，地板受到的压力F2kx0.(3)由功能关系可得人踩踏一次地板所做的功W2i2Rt08n2B22r2x/Rt0.答案：(1)见解析(2)2kx0(3)13(18分)如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1.0 m，
16、导轨平面与水平面成37角，下端连接阻值为R1.5 的电阻匀强磁场的磁感应强度的大小B0.4 T、方向与导轨平面垂直质量为m0.2 kg、电阻r0.5 的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25(已知sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2)(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)求金属棒稳定下滑时的速度大小及此时ab两端的电压Uab为多少；(3)当金属棒下滑速度达到稳定时，机械能转化为电能的效率是多少(保留2位有效数字)解析：(1)金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律：mgsin mgcos ma由式解得a10(0.60.250.8)m/s24 m/s2.(2)设金属棒运动达到稳定时速度为v，棒在沿导轨方向受力平衡mgsin mgcos BIL0由欧姆定律有：IUabIR由代入数据解得：v10 m/sUab3 V.(3)当金属棒下滑速度达到稳定时，装置的电功率P电I2(Rr)装置的机械功率P机mgvsin 机械能转化为电能的效率代入数据解得：0.6767%.答案：(1)4 m/s2(2)v10 m/sUab3 V(3)67%
