1、2014届高考物理二轮复习专题演练：电磁感应问题的综合分析(一) (鲁科版)一、单项选择题1.(2013高考北京卷)如图所示，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E1；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E1E2分别为()Aca，21Bac，21Cac，12 Dca，12解析：选C.由右手定则判断可得，电阻R上的电流方向为ac，由EBlv知，E1Blv，E22Blv，则E1E212，故选项C正确2(2013高考浙江卷)磁卡的磁条中有用于存储
2、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Et关系如图所示如果只将刷卡速度改为，线圈中的Et关系图可能是()解析：选D.由公式EBlv可知，当刷卡速度减半时，线圈中的感应电动势最大值减半，且刷卡所用时间加倍，故本题正确选项为D.3.(2013安徽名校联考)如图所示，空间存在一个足够大的三角形区域(顶角为45)，区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一个顶角为45的三角形导体线框，自距离磁场左侧边界L处以平行于纸面向上的速度匀速通过了该区域，若以逆时针为正方向，回路中感应电流I随时间t的变化关系图象正确的是()解析：选D.三角形导体线框进入磁场时，三角
3、形线框切割磁感线的有效长度减小，感应电动势变小，感应电流变小，电流方向为逆时针；三角形线框离开磁场时，三角形线框切割磁感线的有效长度增加，感应电动势变大，感应电流变大，电流方向为顺时针选项D正确4.(2013高考福建卷)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.线框先做自由落体运动，因线框下落高度不同，故线框ab边刚进磁场时
4、，其所受安培力F安与重力mg的大小关系可分以下三种情况：当F安mg时，线框匀速进入磁场，其速度v，选项D有可能；当F安mg时，线框加速进入磁场，又因F安，因此a，即ag，速度v增大，a减小，线框做加速度逐渐减小的加速运动，选项C有可能；当F安mg时，线框减速进入磁场，ag，v减小，a减小，线框做加速度逐渐减小的减速运动，当线框未完全进入磁场而a减为零时，即此时F安mg，线框开始做匀速运动，当线框完全进入磁场后做匀加速直线运动，选项B有可能故不可能的只有选项A.5(2013高考天津卷)如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线
5、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q1；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q2，则()AQ1Q2，q1q2 BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2 DQ1Q2，q1q2解析：选A.根据法拉第电磁感应定律EBlv、欧姆定律I和焦耳定律QI2Rt，得线圈进入磁场产生的热量Q，因为lablbc，所以Q1Q2.根据E，I及qIt得q，故q1q2.选项A正确，选项B、C、D错误6.(2013安徽师大摸底)如图，光滑斜面的倾角为，斜面上放置一矩形导
6、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D.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a，选项A错误；由平衡条件，Mgmgsin F
7、安0，又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错误线框做匀速运动的总时间为t，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量，为(Mgmgsin )l2，选项D正确7.(2013南昌一模)如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大一个边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框沿垂直磁场方向，以速度v 从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为，则()A此时线框的电功率为B此时线框的加速度为C此过程通过线框截面的电荷量
8、为D此过程回路产生的电能为0.75mv2解析：选C.在题图中虚线位置，线框产生的电动势EBLv，电流I，由牛顿第二定律，线框的加速度a2，选项B错误；线框的电功率PI2R，选项A错误；由法拉第电磁感应定律和电流的定义，可得此过程通过线框截面的电荷量qIt，选项C正确；由能量守恒定律，可得回路产生的电能Wmv2mmv2，选项D错误8.(2013福建模拟)一个闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧是电阻为r的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场B1中；左侧是光滑的倾角为的平行导轨，宽度为d，其电阻不计磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能
9、静止在导轨上，分析下述判断不正确的是()A圆形导线中的磁场，可以向上均匀增强，也可以向下均匀减弱B导体棒ab受到的安培力大小为mgsin C回路中的感应电流为D圆形导线中的电热功率为(rR)解析：选D.导体棒此时恰好能静止在导轨上，依据平衡条件知导体棒ab受到的安培力大小为mgsin ，方向沿斜面向上，B正确；由左手定则判定电流方向为ba，再由楞次定律判定A正确；回路中的感应电流为I，C正确；由焦耳定律得圆形导线中的电热功率为Prr，D错二、非选择题9(2013石家庄质检)如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距l0.6 m，两导轨的左端用导线连接电阻R1及
10、理想电压表V，电阻r2 的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R2，已知R12 ，R21 ，导轨及导线电阻均不计在矩形区域CDFE内有竖直向上的磁场，CE0.2 m，磁感应强度随时间的变化如图乙所示开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力F，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场运动过程中电压表的示数始终保持不变求：(1)t0.1 s时电压表的读数；(2)恒力F的大小；(3)从t0时刻到金属棒运动出磁场过程中整个电路产生的热量解析：(1)设磁场宽度为dCE，在00.2 s时间内，有Eld0.6 V此时，R1与金属棒r并联，再与
11、R2串联RR并R21 1 2 UR并0.3 V.(2)金属棒进入磁场后，此时磁场稳定，金属棒切割磁感线，相当于电源，而外电路中R1与R2并联，则有I0.45 AF安BIl10.450.6 N0.27 N由于金属棒进入磁场后电压表示数始终不变，所以金属棒做匀速运动，有FF安0.27 N.(3)金属棒在00.2 s时间内，有Qt0.036 J金属棒进入磁场后，有Rr EIR1.2 V已知EBlv，得v2 m/st s0.1 sQEIt0.054 J(计算Q时，可用QFd0.054 J)Q总QQ0.036 J0.054 J0.09 J.答案：(1)0.3 V(2)0.27 N(3)0.09 J10.
12、如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，且处在磁感强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；(3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦
13、耳热Q.解析：(1)初始时刻，导体棒产生的感应电动势E1BLv0通过R的电流大小I1电流方向为ba.(2)回到初始位置时，导体棒产生的感应电动势为E2BLv感应电流I2导体棒受到的安培力大小FBIL，方向沿斜面向上根据牛顿第二定律，有：mgsin Fma解得agsin .(3)导体棒最终静止，有：mgsin kx压缩量x设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据能量守恒定律，有mvmgxsin EpQ0Q0mvEp电阻R上产生的焦耳热Q Q0mvEp答案：见解析11(2013银川一中二模)如图所示，一面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路，不计圆形金属线圈及导线的电阻线圈内存在一
14、个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场Bt.电阻R两端并联一对平行金属板M、N，两板间距为d，N板右侧xOy坐标系(坐标原点O在N板的下端)的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OA和y轴的夹角AOy45，AOx区域为无场区在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经过N板的小孔，从点Q(0，l)垂直y轴进入第一象限，经OA上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第一象限求：(1)平行金属板M、N获得的电压U；(2)yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B；(3)粒子从P点射出至到达x轴的时间解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，知感应电动势为ESkS.(2)因平行金属板M、N与电阻并联，故M、N两板间的电压为UUREkS带电粒子在M、N间做匀加速直线运动，有qUmv2带电粒子进入磁场区域的运动轨迹如图所示，有qvBm由几何关系可得rrcot 45l联立得B.(3)粒子在电场中，有datqma粒子在磁场中，有Tt2T粒子在第一象限的无场区中，有svt3由几何关系得sr粒子从P点射出至到达x轴的时间为tt1t2t3联立以上各式可得t .答案：(1)kS(2)(3)
