1、考点高分解题综合训练1 如图11-28所示的虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度匀速转动，设线框中感应电流方向以顺时针方向为正方向，那么在下列选项中能正确描述线框从图所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是 ( ) 1.Aks5u高考资 源网解析：线框开始转动时没有进入磁场，故开始一段没有感应电流，当线圈进入磁场后，由于是匀速转动的，磁通量均匀变化，感应电流在一段时间内大小不变.2 一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，翼长为b，该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B1，竖直分量为B2，驾驶员左侧机翼的端点用A表
2、示，右侧机翼的端点用B表示，用表示飞机产生的感应电动势，则 ( ) A =B1vb，且A点电势低于B点电势 B=B1vb，且A点电势高于B点电势 C=B2vb，且A点电势低于B点电势 D =B2vb，且A点电势高于B点电势2.Cks5u高考资 源网解析：飞机水平飞行，切割的是地磁线的竖直分量，切割的长度应为机翼长，故E=B2vb，北半球的地磁竖直分量是向下的，依右手定则知：A点电势低于B点电势.3 如图11-29所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流随时间t的变化关系如图乙所示，在OT/2时间内，直导线中电流向上，则在T/2T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是
3、 ( ) A感应电流方向为顺时针，线框所受安培力的合力方向向左 B感应电流方向为逆时针，线框所受安培力的合力方向向右 C感应电流方向为顺时针，线框所受安培力的合力方向向右 D感应电流方向为逆时针，线框所受安培力的合力方向向左3.Cks5u高考资 源网解析：在丁/2T时间内，直导线的电流向下，由右手定则知线圈处的磁场垂直纸面向外且增加，根据楞次定律得感应电流为顺时针方向，感应电流应阻碍磁通量的增加，因此线圈必有向右运动的趋势，安培力向右.4如图ll-30所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个大小、质量完全一样的水平导体圆盘，它们彼此用导线相连，当圆盘a转动时，圆盘b将 ( ) A 总是
4、与a沿相同的方向转动 B 总是与a沿相反的方向转动 C若B1、B2同向，a、b转向相同D若B1、B2反向，a、b转向相同4.Dks5u高考资 源网解析：圆盘a转动时，切割磁感线产生感应电流，b盘中的电流由于安培力的作用而发生转动，若B1、B2方向相同(如同向上)，由图可得a、b盘的转动方向相反；若B1、B2方向相反，由图可知a、b盘的转动方向相同，故只有D正确.5 物理实验中，常用一种叫“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图11-31所示，探测线圈与冲击电流计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，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R，若将线圈放在被测匀强磁场中，开
5、始线圈平面与磁场垂直现把探测线圈翻转180o，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为 ( )A qR/s BqR/nS CqR/2nS Dqn/2S5.Cks5u高考资 源网解析：线圈翻转180o，磁通量变化=2BS，因，变形后可求B.6 如图11-32所示，虚线框aBCD内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc，磁场方向垂直于纸面；实线框a bcd是一正方形导线框，ab边与ab边平行，若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平行于ab边的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样速率沿平行于bc的方 向拉出过程中外力所做的功，则 ( ) A W1=W2 B
6、W2=2W1 CW1=2W2 DW2=4W16.Bks5u高考资 源网解析：设导线框运动速度为v，电阻为R，由于导线框被匀速拉出磁场区域，所以外力做的功等于安培力做的功，W1= 同理可得： bc，由于ab=2bc则W2=2M1. 7 如图11-33所示，一根长导线弯曲成形，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内在电流J增大的过程中，下列叙述正确的是 ( ) A 金属环中无感应电流产生B 金属环中有逆时针方向的感应电流 C 悬挂金属环C的竖直线中拉力变大 D 金属环C仍能保持静止状态7.BCDks5u高考资 源网解析：电流J增大，穿过C的磁感线垂直于纸面向里并增大
7、，由楞次定律知金属环中有逆时针方向的感应电流，B正确；环的上半部分中电流方向与上边电流方向相反，互相排斥，下半部分中电流方向与上边电流方向相同，互相吸引，但二者的合力向下，故C正确；受力仍平衡，故D正确.8如图11-34甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M向N，在两轨间存在着竖直方向的磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t=O时导线恰好静止，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是 ( ) A在最初的一个周期内，导线在导轨上做机械振动 B在最初的一个周期内，导线一直向左运动 C在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小
8、 D在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小8.ADks5u高考资 源网解析：由F=BIL=BmILcost可以判断AD正确.9 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图11-35所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是 ( )9.Bks5u高考资 源网解析：A图线框下边切割磁感线， ，B中ab边切割磁感线， ，CD中故B正确.10 如图11-36所示，电路中除电阻R外，其余电阻均不计，足够长的导电轨道水平放置且光滑，金属棒MN水平放在导轨上，磁场方向如
9、图所示，当开关S闭合后，下列关于能量转化的描述正确的是 ( ) A电源输出的能量等于MN获得的能量 B导体MN从开始到运动稳定，电源输出的能量等于电阻R所产生的热量 C导体MN运动稳定后，电源不再输出能量D导体MN运动稳定后，电源输出的能量等于导体MN的动能和电阻R产生的热量之和10.Cks5u高考资 源网解析：电源输出的能量等于MN获得的动能以及电阻R上消耗的电能，当MN运动稳定后，MN产生的感应电动势与电源的电动势必须相等，否则回路中仍有电流，MN仍受安培力，MN仍将做减速运动.所以当MN稳定后，MN匀速运动，电源不再输出能量.11 如图ll-37所示，水平放置的光滑金属导轨宽L，均匀变化
10、的磁场垂直穿过其平面，方向如图所示，磁感应强度的变化规律B(t)=kt，k为大于O的恒定比例系数，金属棒ab的电阻为R，从t=O开始棒在水平外力作用下从导轨最左端以v的速度向右匀速运动，其他电阻不计，则下列说法正确的 ( ) A t秒末回路的电动势为kLvtB t秒末棒ab受到水平外力大小 C在t秒内外力做的功全部转化为R上产生的焦年热 D由于ab匀速运动，故电路中是恒定的感应电流11.BCks5u高考资 源网解析：回路产生的感应电动势应为两部分之和，一是导体棒切割产生的，另一部分是回路的磁感应强度的变化引起的，即 ，所以AD均错，棒匀速运动，所施加的外力与安培力相等，根据能量守恒知C也正确.
11、12 两根足够长的光滑平行导轨与水平面的夹角=30o，宽度L=0.2 m导轨间有与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度B=0.5 T，如图11-38所示，在导轨间接有R=02的电阻，一质量m=0.01 kg、电阻不计的导体棒ab，与导轨垂直放置无初速释放后与导轨保持良好接触并能沿导轨向下滑动(g取10m/s2)(1)求ab棒的最大速度； (2)若将电阻R换成平行板电容器，其他条件不变，试判定ab棒的运动性质若电容C=1 F，求ab棒释放后，4s内系统损失的机械能.12.ks5u高考资 源网解析：(1)设某时刻ab棒的速度为v，则ab棒所受安培力：由牛顿第二定律得：即：当(2)设t时刻ab棒的加速
12、度为a，速度为v，产生的感应电动势为E；(t+t)时刻(t0)，ab棒的速度为(v+v)，感应电动势为E，则E=BL(v+v).出时间内流过a棒截面的电荷量：则曲棒受到的安培力：由牛顿第二定律，t时刻对棒有：带入数据解得a=2.5 m/s2故棒做匀加速直线运动.当t=4s时，系统损失的机械能：13 一个“”形金属导轨PMNQ质量为M=020 k，放在光滑绝缘的水平面上，处于匀强磁场中，在导轨上搭放有一根质量为m=0.60 k的金属棒CD与MN边平行，CD棒左边靠着固定在水平面上的卡口a、b旁，卡口能阻止CD棒向左运动匀强磁场以图11-39中虚线为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧磁场方向水平向右
13、，磁感应强度大小均为B=0.80 T已知导轨MN段长为0.50 m，电阻0.40，金属棒CD的电阻是0.20，其余电阻不计，棒CD与导轨间的动摩擦因数是0.20，若在导轨上作用一个方向向左、大小为2.0 N的水平力，设导轨足够长，求： (1)导轨运动的最大加速度； (2)导轨运动的最大速度； (3)定性画出回路中感应电流随时间变化的图线13.ks5u高考资 源网解析：(1)对CD棒：mg=BIL+N；对MN有：F-BIL-n=Ma即：在最开始时刻时，I=0，a最大且a=4.0 m/s2.(2)当a=O时，导轨运动速度达到最大由式得IM=2.5 A将IM=2.5A代人得：Vm=3.75m/s.(
14、3)从刚拉动导轨开始计时，t=O时，v0=0，I=0，当t=t1，v达到最大，I达到2.5 A，电流I随时间t的变化图线如图所示.14如图11-40所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条足够长的平行金属导轨，其电阻不计间距为L，导轨平面与磁场方向垂直ab、cd为两根垂直导轨放置的、电阻都为R、质量都为m的金属棒棒cd用能承受最大拉力为T0的水平细线拉住，棒cd与导轨间的最大静摩擦力为厂棒ab与导轨间的摩擦不计，在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速直线运动，求： (1)线断以前水平拉力F随时间t的变化规律；(2)经多长时间细线将被拉断.14.ks5u高考资 源网
15、解析：(1)在时刻t，棒中感应电流为 ，由牛顿第二定律F-BIL=ma，得： (2)细线拉断时满足： ；故 15 如下图11-41所示，cd、ef是两根电阻不计的光滑金属导轨，其所在平面与水平面之间的夹角为60o将两导轨用开关S连接，在两导轨间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B可在导轨上自由滑动的金属棒ab长为L、质量为m、电阻为R，设导轨足够长，则： (1)先将开关S断开金属棒ab由静止开始释放后，经过多长时间S接通，ab必将做匀速运动?(2)若先将开关S闭合，将金属棒由静止开始释放，在运动过程中ab上的最大热功率为多大?15.ks5u高考资 源网解析：(1)开关S断开时，金属棒
16、ab沿导轨匀加速下滑。设下滑加速度为a，由牛顿第二定律得mgsin 60o=ma设经过时间t，闭合开关S后它将做匀速直线运动，此时，棒处于平衡状态，则有：解以上两式得： (2)当闭合开关S后，金属棒先做加速度减小的加速运动，直到速度达到最大vm后，再做匀速运动，在速度最大时的电流最大，热功率也就最大.解以上各式得：16 如图11-42所示，两根相互平行的光滑金属导轨位于水平面内，相距为L=0.5 m，在导轨的一端接有阻值为R=0.30的电阻，在xO一侧存在一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B=1 T，一质量为m=2 kg的金属杆垂直放在导轨上，金属杆的电阻r=0.20，导轨电阻不计，当金属杆
17、以v0=4 m/s的初速度进入磁场的同时，受到一个水平向右的外力作用，且外力的功率恒为18 w，经过2 s金属杆达到最大速度，求： (1)金属杆达到的最大速度vm； (2)在这2 s时间内回路产生的热量Q； (3)当速度变为5 m/s时，金属杆的加速度a16.(1)6 m/s(2)Q=16 J(3)0.55 m/s2 ks5u高考资 源网解析：(1)金属杆达到的最大速度时，外力与安培力相等，则F=BImL，外力的功率P=Fvm.根据感应电动势公式和闭合电路欧姆定律可得：由以上三式可得：(2)金属杆从开始到达最大速度的过程中，根据动能定理可得： 又WF=Pt克服安培力做的功等于回路产生的电能，即
18、W安=Q故得 Q=16 J.(3)当v=5 m/s时，由牛顿第二定律得：FBIL=ma且F=P/v 将数据代入可得a=0.55 m/s2.考点小资料关于线圈匝数n的选用 在磁场和电磁感应问题中，经常会遇到线圈的匝数对于n匝线圈到底什么情况下选用n，什么情况下不该选用n，某些同学对此很茫然，其实这个问题也有规律可循 一、感应电动势和安培力F的大小跟匝数n有关 不论是用切割式=nBlv，还是用法拉第电磁感应定律=nt求感应电动势，每一匝线圈(或线圈的一部分)，都相当于一个电源而线圈匝数越多，意味着串联的电源越多说明E与匝数n有关同样，由于匝数多，通有同方向电流的导线也多，导线在磁场中受到的安培力就
19、大，所以求安培力F时也要用匝数n 例1如图1所示，矩形线圈长为L，宽为d，质量为 m，匝数为”，总电阻为R，放在垂直纸面向里的匀强磁场区域上方H处，线圈平面与竖直面重合，线圈自由落下，当线圈的下边刚进入磁场时便做匀速运动，求磁感应强度B ks5u高考资 源网解析：因矩形线圈下边进入匀强磁场区域，有n条直导线切割磁感线，故E=nBdv 每匝线圈中的感应电流I= E/R n匝线圈所受的安培力F=nBI1d 由题意可知 F=mg 又由机械能守恒可知 由上述五式得 二、直接应用公式求磁通量=BScos、磁通量的变化量=2-1磁通量的变化率=/t时，匝数n无用。因为题目中直接告诉了磁感应强度B 从公式=
20、BScos中可以看出，即使线圈的匝数很多，但线圈所围面积S不因匝数多而变大，反之，匝数少，S也不会变小，说明磁通量大小不受线圈匝数多少的影响同理，、/t的大小，也不受线圈匝数多少的影响所以，直接用公式求、/t，即使题中有匝数n，解题时也不必选用，n为多余的 例2一个面积S=4lO-2匝数n=lOO的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度B随时间的变化率为B/t=2 T/s，则穿过线圈的磁通量的变化率为多少? ks5u高考资 源网解析：根据磁通量变化率的定义得：题设n=100匝是多余的 三、线圈电阻R与匝数n的选用 导线的电阻R=l/S，即电阻R与导线长度成正比，线圈匝数不同
21、，导线总长度L也就不同因此，当题意明确导线的总电阻为R时，不必选用匝数n求R总(如例1)若明确每一匝线圈电阻为R，或笼统隐含时，求电阻值时要选用匝数n 例3 一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30o角，磁感应强度随时间均匀变化，在下列办法中(如需改绕线圈用原规格导线)用哪一种办法可以使线圈中的感应电流增加一倍 ( ) A把线圈半径增加1倍 B把线圈匝数增加1倍 C把线圈面积增加1倍 D改变线圈轴线对磁场的方向 ks5u高考资 源网解析：设线圈横截面积为S，线圈半径为r根据题意得： 至于R，因题意没有明确，所以要选用匝数n来求出， 由两式得： 显然只有当r增加1倍时，线圈中的感应电流I才增加1倍，故正确选项为A.w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u
