2006年高考 电磁感应1.[重庆卷.21] 两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如题21图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。
质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R 。
整个装置处于磁感应强度大小为B ,方向竖直向上的匀强磁场中。
当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度V 1沿导轨匀速运动时,cd 杆也正好以速率向下V 2匀速运动。
重力加速度为g 。
以下说法正确的是A .ab 杆所受拉力F 的大小为μmg +2212B L V RB .cd 杆所受摩擦力为零C . 回路中的电流强度为12()2BL V V RD .μ与大小的关系为μ=2212RmgB L V2.[全国卷II .20] 如图所示,位于同一水平面内的、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C .F 与安培力的合力的功率D .iE3.[上海物理卷.12] 如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R 1和R 2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab ,质量为m ,导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab 沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v 时,受到安培力的大小为F .此时(A )电阻R 1消耗的热功率为Fv /3.(B )电阻 R 。
消耗的热功率为 Fv /6. (C )整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ. (D )整个装置消耗的机械功率为(F +μmgcosθ)v·4、[天津卷.20] 在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图2变化时,图3中正确表示线圈 感应电动势E 变化的是图1图25. [广东物理卷.10] 如图4所示,用一根长为L 质量不计的细杆与一个上弧长为22x 、下弧长为d 0的金属线框的中点联结并悬挂于O 点,悬点正下方存在一个上弧长为2l 0、下弧长为2d 0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d 0《L 。
先将线框拉开到如图4所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦。
下列说法正确的是 A .金属线框进入磁场时感应电流的方向为:a →b →c →d →a B .金属线框离开磁场时感应电流的方向为:a →d →c →b →aC .金属线框dc 边进入磁场与ab 边离开磁场的速度大小总是相等D .金属线框最终将在磁场内做简谐运动6.[北京卷.24] (20分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。
图1是平静海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。
如图2所示,通道尺寸a =2.0m ,b =0.15m 、c =0.10m 。
工作时,在通道内沿z 轴正方向加B =8.0T 的匀强磁场;沿x 轴正方向加匀强电场,使两金属板间的电压U =99.6V ;海水沿y 轴正方向流过通道。
已知海水的电阻率ρ=0.22Ω·m 。
(1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向;(2)船以v s =5.0m /s 的速度匀速前进。
若以船为参照物,海水以5.0m /s 的速率涌入进水口由于通道的截面积小球进水口的截面积,在通道内海水速率增加到v d =8.0m /s 。
求此时两金属板间的感应电动势U 感。
(3)船行驶时,通道中海水两侧的电压U /=U -U 感计算,海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力。
当船以v s =5.0m /s 的船速度匀速前进时,求海水推力的功率。
7.[上海物理卷.22] (14分)如图所示,将边长为a 、质量为m 、电阻为R 的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b 、磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进人磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f 且线框不发生转动.求: (1)线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V 2; (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v 1;(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q . 1AD 2BD 3BC 4A 5D 6、【解析】: (20分)(1)根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ,其中I 1=R U , R =ρacb 则F t =8.796==B pU Bb R Uac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) (2)U 感=Bu 感b =9.6 V(3)根据欧姆定律,I 2=600)('4=-=pbacb Bv U R UA a2E -E 0-2E 000000ABCD图3D.A. B.C.安培推力F 2=I 2Bb =720 N 对船的推力F =80%F 2=576 N推力的功率P =v s =80%F 2v s =2 880 W7、【解析】(1)由于线框匀速进入磁场,则合力为零。
有 mg =f +22B a vR解得:v =22()mg f RB a- (2)设线框离开磁场能上升的最大高度为h ,则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中 (mg +f )×h =2112mv (mg -f )×h =2212mv解得:v 1=2(3)在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中,根据能量守恒定律可得解得:Q =2443()()()2m mg f mg f R mg b a B a+--+ 【备考提示】:题目考查了电磁感应现象、导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则、动能定理和能量转化和守恒定律,而线框在磁场中的运动是典型的非匀变速直线运动,功能关系和能量守恒定律是解决该类问题的首选,备考复习中一定要突出能量在磁场问题中的应用。
2007年高考试题 电磁感应1、2007年全国1 21.如图所示,LOO ’L ’为一折线,它所形成的两个角∠LOO ′ 和∠OO ′L ′ 均为450。
折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直于纸面向里.一边长为l 的正方形导线框沿垂直于OO′ 的方向以 速度v 作匀速直线运动,在t =0时刻恰好位于图中所示的位置。
以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够 正确表示电流—时间(I —t )关系的是(时间以l /v 为单位) ( )21.如在PQ 、QR 区域存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,bc 边与磁场的边界P 重合。
导线框与磁场区域的尺寸如图所示。
从t =0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。
以a →b →c →d →e →f 为线框中电动势的正方向。
以下四个ε-t 关系示意图中正确的是( )tεB .tεA .3、四川15.如图所示,矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时 ( ) A .线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流 B .线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势 C .线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同,都是a →b →c →dD 线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力4、山东21.用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。
在每个线框进入磁场的过程中,M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是 ( )A. U a <U b <U c <U dB. U a <U b <U d <U cC. U a =U b <U c =U dD. U b <U a <U d <U c5、海南物理3.在如图所示的电路中,a 、b 为两个完全相同的灯泡,L 为自感线圈,E 为电源,S 为开关,关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是 ( )A.合上开关,a 先亮,b 后亮;断开开关,a 、b 同时熄灭 B.合上开关,b 先亮,a 后亮;断开开关,a 先熄灭,b 后熄灭 C.合上开关,b 先亮,a 后亮;断开开关,a 、b 同时熄灭 D.合上开关,a 、b 同时亮;断开开关,b 先熄灭,a 后熄灭 6、宁夏20、电阻R 、电容C 与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N 极朝下,如图所示。
现使磁铁开始自由下落,在N 极接近线圈上端的过程中,流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是 ( )A .从a 到b ,上极板带正电B .从a 到b ,下极板带正电C .从b 到a ,上极板带正电D .从b 到a ,下极板带正电7、海南物理15.据报道,最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示。
炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接。
开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出。
设两导轨之间的距离10.0=w m ,导轨长L=5.0m ,炮弹质量kg m 30.0=。
导轨上的电流I 的方向如图中箭头所示。
可以认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向垂直于纸面向里。
若炮弹出口速度为s m v /100.23⨯=,求通过导轨的电流I 。
忽略摩擦力与重力的影响。
8、四川23.(16分)tεD .t εC .d c baM N M N MN MN如图所示,P 、Q 为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L 1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B 1的匀强磁场中。
一导体杆ef 垂直于P 、Q 放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动。
质量为m 、每边电阻均为r 、边长为L 2的正方形金属框abcd 置于竖直平面内,两顶点a 、b 通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小为B 2的匀强磁场垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态。
不计其余电阻和细导线对a 、b 点的作用力。
(1)通过ab 边的电流I ab 是多大? (2)导体杆ef 的运动速度v 是多大?9、2007天津24.(18分)两根光滑的长直金属导轨MN 、M′ N′平行置于同一水平面内,导轨间距为l ,电阻不计,M 、M ′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R ,电容器的电容为C 。