1、高考资源网（） 您身边的高考专家 电磁感应规律的综合应用一、选择题1.如图所示，光滑水平面上停着一辆小车，小车上固定着一闭合线圈，今有一条形磁铁自左向右平动穿过线圈，在磁铁穿过线圈过程中不受线圈以外的水平力作用，则( )A.线圈先受到向右的力，后受到向左的力B.线圈先受到向左的力，后受到向右的力C.小车获得向右的速度D.小车与磁铁组成的系统机械能守恒2.在光滑的桌面上放有一条形磁铁，条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质小圆环，如图所示.以下判断中正确的是( )A.释放圆环，环下落时环的机械能守恒B.释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大C.给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做减速
2、运动D.给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左的运动趋势3.如图所示，位于一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在的平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直.现用一平行于导轨的恒力F拉杆ab,使它由静止开始向右运动.杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计.用E表示回路中的感应电动势，i表示回路中的感应电流，在i随时间增大的过程中，电阻消耗的功率等于( )A.F的功率B.安培力的功率的绝对值来源：高考%资源网 KS%C.F与安培力的合力的功率D.iE4.（2009年安徽高考）如图甲所示，一个电阻为R、面积为S的矩形导线框a
3、bcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45角，o、o分别是ab边和cd边的中点.现将线框右半边obco绕oo逆时针旋转90到图乙所示位置.在这一过程中，导线中通过的电荷量是( )A. B. C. D.05.物理实验中，常用一种叫“冲击电流表”的仪器测定通过电路的电荷量.如图所示，探测线圈和冲击电流表串联后，可用来测定磁场的磁感应强度，已知线圈的匝数为n,面积为S，线圈与冲击电流表组成的回路电阻为R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180，冲击电流表测出通过线圈的电荷量为q,由上述数据可算出被测磁场的磁感应强度为( )
4、A. B. C. D. 6.如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计，现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动( )A.电容器两端的电压为零B.电阻两端的电压为BLvC.电容器所带电荷量为CBLvD.为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为7.如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aOb（在纸面内），磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于Oa、Ob放置.保持导轨之间
5、接触良好，金属导轨的电阻不计.现经历以下四个过程：以速度v移动d,使它与Ob的距离增大一倍；再以速率v移动c,使它与Oa的距离减小一半；然后，再以速率2v移动c,使它回到原处；最后以速率2v移动d,使它也回到原处.设上述四个过程中通过电阻R的电荷量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则( )A.Q1=Q2=Q3=Q4B.Q1=Q2=2Q3=2Q4C.2Q1=2Q2=Q3=Q4D.Q1Q2=Q3Q48.（2009年天津高考）如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导
6、轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于( )A.棒的机械能增加量B.棒的动能增加量C.棒的重力势能增加量D.电阻R上放出的热量来源：高考%资源网 KS%9.（2008年上海高考）如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势与导体棒位置x关系的图象是 ( )10.图中MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体.有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图，用I表示回路中的电流，则( )A.当AB不动而CD向右滑动时，I0且沿顺时针方向
7、B.当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I=0C.当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I=0D.当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I0且沿逆时针方向二、非选择题11.（2010年北京海淀模拟）如图所示，边长L=0.20 m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R0=1.0 ，金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN的电阻r=0.20 .导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.50 T，方向垂直导线框所在平面向里.金属棒MN与导线框接触良好，且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上，金属棒的中点始终在BD连线上.若金属棒
8、以v=4.0 m/s的速度向右匀速运动,当金属棒运动至AC的位置时，求（计算结果保留两位有效数字）：（1）金属棒产生的电动势大小；（2）金属棒MN上通过的电流大小和方向；（3）导线框消耗的电功率.12.（2009年四川高考）如图所示，直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上，挡板与台面均固定不动.线圈c1c2c3的匝数为n，其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍，其余电阻不计，线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁场的磁
9、感应强度B随时间均匀增大.质量为m的小滑块带正电，电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v0从p1位置出发，沿挡板运动并通过p5位置.若电容器两板间的电场为匀强电场，p1、p2在电场外，间距为l，其间小滑块与台面的动摩擦因数为，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g.求：（1）小滑块通过p2位置时的速度大小.（2）电容器两极板间电场强度的取值范围.（3）经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围.来源：高考%资源网 KS%参考解答1.解析:条形磁铁在插入线圈前，根据楞次定律线圈中将产生阻碍条形磁铁插入的力，这样小车会获得向前的“推力”；条形磁铁在离开线圈从其中拔出的过程中，根据楞次定律线圈中将产生阻
10、碍条形磁铁离开的力，这样小车会获得向前的“拉力”.故小车会获得向右的速度，AB错C正确.整个过程中将有机械能减少转化为电磁感应现象产生的电能.答案:C2.解析:释放圆环，穿过小圆环的磁通量不变，环中没有感应电流，与磁铁间没磁场力作用，所以环下落时环的机械能守恒，磁铁对桌面压力不变，仍等于重力.当磁铁向右运动时，根据楞次定律，穿过小圆环的磁通量减小，产生的感应电流将阻碍圆环与磁铁间的相对运动，故圆环将向右运动，同时磁铁也将受到向左的来自圆环的磁场力而做减速运动.答案:AC3.解析:ab棒在匀强磁场中运动，切割磁感线，产生感应电动势，产生感应电流，从而使ab棒在磁场中受到安培力作用，电路中所产生的
11、电能是通过克服安培力做功实现的，电流通过电阻产生热量，遵循能量守恒，所以电阻消耗的电功率就是ab棒上的电功率，P热=P电=iE.也就是安培力的功率，由于安培力做负功，所以为安培力做功的功率的绝对值，故BD正确.因为不知ab棒的运动情况，所以不知道F与安培力数值是否相等，A错.答案:BD4.解析:甲图中，磁通量1=BS,乙图中穿过线圈的磁通量等于零，根据公式q=,所以A正确.答案:A5.解析:根据法拉第电磁感应定律得：E=，根据欧姆定律得电流I=，又I=，解以上三个方程可得：B=答案:C6.解析:当导线MN匀速向右运动时，导线MN产生的感应电动势恒定，稳定后，对电容器不充电也不放电，无电流产生，
12、故电阻两端没有电压，电容器两板间的电压U=E=BLv,所以带电荷量Q=CU=CBLv,C正确.因为匀速运动后MN所受合力为零，且此时无电流，故不受安培力即无需拉力便可做匀速运动，D错.答案:C来源：高考%资源网 KS%7.解析:通过电阻R的电荷量Q=It=t,又由法拉第电磁感应定律E=可得Q=.设初时四根导轨所围成回路面积为S，磁感应强度为B，则移动d使它与Ob距离增大一倍时，S=S,Q1=；再移动c使它与Oa距离减小一半时，S=S，Q2=；同理可知过程中S均等于S，通过电阻的电荷量Q3=Q4=.故Q1=Q2=Q3=Q4，A选项正确.答案:A8.解析:棒加速上升时受到重力，拉力F及安培力.根据
13、机械能守恒的条件可知力F与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量，A选项正确.答案:A9.解析:在x=R左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成 角，则导体棒切割有效长度L=2Rsin ，电动势与有效长度成正比，故在x=R左侧，电动势与x的关系为正弦图象关系，由对称性可知在x=R 右侧与左侧的图象对称.答案:A10.解析:当AB不动而CD向右滑动时，根据右手定则，电流方向由D到C，闭合回路中将有逆时针方向的电流；当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，整个线圈平面的磁通量增大，将有逆时针方向的电流存在；如果两条导轨的运动方向相同，并且速度大小相等时，平面内的磁通量不发生变化，感
14、应电流值为零，如果速度不相等，将会有感应电流.答案:C二、非选择题11.解析:（1）金属棒产生的电动势大小为E=BLv=0.4 V=0.56 V.（2）金属棒运动到AC位置时，导线框左、右两侧电阻并联，其并联电阻大小为R并=1.0 ,根据闭合电路欧姆定律得I=0.47 A根据右手定则，电流方向从N到M.（3）导线框消耗的功率为：P框=I2R并=0.22 W.答案:(1)0.56 V(2)0.47 A,电流方向从N到M（3）0.22 W12.解析:（1）小滑块运动到位置p2时速度为v1,由动能定理有：-mgl=mv21-mv20v1=（2）由题意可知，电场方向如图，若小滑块能通过位置p，则小滑块
15、可沿挡板运动且通过位置p5,设小滑块在位置p的速度为v，受到的挡板的弹力为N,匀强电场的电场强度为E,由动能定理有:-mgl-2rEq=mv2-mv20当滑块在位置p时,由牛顿第二定律有:N+Eq=m由题意有:N0由以上三式可得:EE的取值范围:0E(3)设线圈产生的电动势为E1,其电阻为R,平行板电容器两端的电压为U,t时间内磁感应强度的变化量为B,得:U=Ed由法拉第电磁感应定律得：E1=n由全电路的欧姆定律得：E1=I(R+2R)U=2RI经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围：0B答案:（1） (2)0E(3)0B来源：高考%资源网 KS%w.w.w.k.s.5.u.c.o.m- 9 - 版权所有高考资源网