1、1(2011江苏高考)如图917所示，固定的水平长直导线中通有电流 I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中()A穿过线框的磁通量保持不变 图917B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零D线框的机械能不断增大解析：当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化，A错误，B正确；因线框上下两边所在处的磁场强弱不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D错误。答案：B2如图918所示，有两个相邻的有界匀强
2、磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域。 图918 若以逆时针方向为电流的正方向，在图919的四个图像中，线框中感应电流i与线框移动的位移x的关系图像正确的是()图919解析：由楞次定律可以判断电流方向，在导线框同时处在两个磁场中时的某个时刻产生的感应电动势、感应电流是进、出磁场时的2倍，对比选项中各图像可知选项C正确。答案：C3双选用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径。如图920所示，在ab的左侧存在一个
3、均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率k(kW2，q1q2BW1W2，q1q2CW1W2，q1W2，q1q2解析：通过导线横截面的电荷量为qt，与时间无关，故q1q2；设导线框竖边长为L1，横边长为L2，则外力克服安培力做功为WBL1L2，因为t1W2，选项A正确。答案：A5(2011海南高考)如图6，EOF和EOF为空间一匀强磁场的边界，其中EOEO，FOFO，且EOOF；OO为EOF的角平分线，OO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OO方向匀速通过磁场，t0时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向为正，则
4、如图7中的感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是() 图6图7解析：根据楞次定律，线框刚进入磁场时感应电流沿逆时针方向，故C、D错误。再根据EBLv，线框通过磁场的过程中，导体切割磁感线的有效长度发生变化，感应电动势先增大，后不变，再减小，然后再反向增大，后不变，再减小，故A错误，B正确。答案：B6双选等离子气流由左方连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接。线圈A内有随图8乙所示的变化磁场。且磁场B的正方向规定为向左，如图8甲所示，则下列说法正确的是()图8A01 s内ab、cd导线互相排斥B12 s内ab、cd导线互相排斥C23 s
5、内ab、cd导线互相排斥D34 s内ab、cd导线互相排斥解析：由左侧电路可以判断ab中电流方向由a到b；由右侧电路及图乙可以判断，02 s内cd中电流为由c到d，跟ab中电流同向，因此ab、cd相互吸引，选项A、B错误；24 s内cd中电流为由d到c，跟ab中电流反向，因此ab、cd相互排斥，选项C、D正确。答案：CD7(2011安徽高考)如图9所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为()A. B. 图9C. D.解析：线框转动的角速度为，进磁场
6、的过程用时周期，出磁场的过程用时周期，进、出磁场时产生的感应电流大小都为I，则转动一周产生的感应电流的有效值满足：I2RT()2RT，解得I，D项正确。答案：D8双选如图10所示，相距为d的两水平虚线L1、L2之间有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd的边长为L(LBIL，则f刚开始时沿斜面向上，若t0时刻，mgsinBIL，则f刚开始时沿斜面向下，C、D都有可能。答案：B二、计算题(本题共3个小题，共37分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)10(10分)如图13甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀
7、强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积S200 cm2，匝数n1 000，线圈电阻r1.0 。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻R4.0 。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：图13(1)t2.0 s时刻，通过电阻R的感应电流大小；(2)在t5.0 s时刻，电阻R消耗的电功率；(3)06.0 s内整个闭合电路中产生的热量。解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，04.0 s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电流。t2.0 s时的感应电动势E1nn根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流I1解得I10.2 A.(2)由图像可知，在4.06.0 s时间内，线圈中产生
8、的感应电动势E2nn根据闭合电路欧姆定律，t5.0 s时闭合回路中的感应电流I20.8 A电阻消耗的电功率P2IR2.56 W。(3)根据焦耳定律，04.0 s内闭合电路中产生的热量Q1I(rR)t10.8 J406.0 s内闭合电路中产生的热量Q2I(rR)t26.4 J。06.0 s内闭合电路中产生的热量QQ1Q27.2 J。答案：(1)0.2 A(2)2.56 W(3)7.2 J11(12分)如图14所示，半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板C和D，两板间距离为L，在C、D板中央各有一个小孔O2、O3。O1、O2、O3在
9、同一水平直线上，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距也为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为M的均匀直导体棒ab放在两导轨上，并与导轨垂直，闭合回路，导轨与导体棒的电阻不计，二者之间的摩擦不计。整套装置处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，磁场方向垂直于斜面向上。整个装置处在真空室中，有一电荷量为q、质量为m的粒子(重力不计)，以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域，最后从小孔O3射出。现释放导体棒ab，其沿着斜面下滑h后开始匀速运动，此时仍然从E点沿半径方向射入圆形磁场区域的相同粒子恰好不能从O3射出，而从圆形磁场的最高点
10、F射出。求：图14(1)圆形磁场的磁感应强度B。(2)导体棒ab的质量M。(3)导体棒ab下落h的整个过程中，导体棒ab克服安培力做的功为多少？解析：(1)在圆形磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知半径为r洛伦兹力提供向心力qv0Bm解得B。(2)根据题意粒子恰好不能从O3射出的条件为mvqUab导体棒ab做匀速运动时，MgsinBIL解得Mv。(3)设导体棒ab匀速运动时，速度大小为vm，则UabBLvm代入(2)中得：vm由能量守恒得：W克MghsinMv解得W克v。答案：(1)(2)(3)v12(15分)(2011四川高考)如图15所示，间距l0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b
11、2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B10.4 T、方向竖直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R0.3 、质量m10.1 kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m20.05 kg的小环。已知小环以a6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求图15(1)小环所受摩擦力的大小；(2)Q杆所受拉力的瞬时功率。解析：(1)设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律，有m2gFfm2a代入数据，得Ff0.2 N(2)设通过K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有FfB1I1l 设回路总电流为I，总电阻为R总，有I2I1R总R设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有IEB2lvFm1gsinB2Il拉力的瞬时功率为PFv联立以上方程，代入数据得P2 W答案：(1)0.2 N(2)2 W
