1、第四章電磁感應（時間 60 分鐘，滿分 100 分）、選擇題（本題共 9 小題，每小題 7 分，共 63 分。每小題至少有一個選項符合題意,選對但不全的得 3 分，有錯選的得 0 分）（2011 廣東高考）將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方關于線圈中產生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是解析：由法拉第電磁感應定律知：E=n#，可見感應電動勢的大小與線圈的匝數有關,C 正確；感應電流產生的磁場阻礙原磁場的變化，當原磁場增大時，感應電流產生的磁場與其相反，D 錯誤。答案：C解析：當電流I不斷增加時，它的磁場不斷增強，穿過A、B線圈的磁通量不斷增加,fz根據楞次定律，感應

2、電流受到的力將使導線圈向阻礙磁通量增加的方向運動，離直導線，A向左、B向右運動。答案：A1.向垂直，A.感應電動勢的大小與線圈的匝數無關B. 穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大C. 穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D.感應電流產生的磁場方向與原磁場方向始終相同A 錯誤；感應電動勢的大小取決于磁通量的變化快慢,而與磁通量的2.如圖 1 所示，當直導線中電流不斷增加時，A B兩輕導線圈的運動情況是（A.A向左,B向右B.A向右,C. 均向左D.均向右即導線圈要遠B向左23.如圖 2 所示，虛線上方空間有垂直線框平面的勻強磁場，直角扇形導線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度3勻速轉動。設線框

3、中感應電流方向以逆時針為正，那么在圖中能正確描述線框從圖中所示位置開始轉動一周的過程中線框內感應電流隨時間變化情況的是o解析：直角扇形導線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度3勻速轉動,進入磁場的過( )D.3程中，穿過閉合回路的磁通量均勻增加，故產生的感應電流恒定，完全進入磁場后沒有感應電流產生，由此就可判斷 A 對。答案：A4. 如圖 4 所示，要使圖中cd應（A. 向右加速運動C. 向左加速運動X XX XX XK X X XabX XB.向右減速運動D.向左減速運動4ab方向相反的電流，,、一，.，. ，、，.、一.Blv,當cd向左運動時，與cd相連的線圈中產生與ab中方向相同的電流，且

4、由lcd=R知，v解析：由右手定則知當cd向右運動時，與cd相連的線圈中產生與增加，led變大，A、D 對，B、C答案：AD5.如圖 5 所示，A B、C 為三只相同的燈泡，且燈泡的額定電壓均大于電源電動勢，電源內阻不計，L是一個直流電阻不計、自感系數較大的線圈，先將Ki、K2合上，穩定后突然斷開此后過程中各燈均無損壞，則以下說法中正確的是A. C 燈亮度保持不變A.C 燈閃亮一下后逐漸恢復到原來的亮度B 燈亮度保持不變D. B 燈后來的功率是原來的一半B.C.解析：Ki、K2均閉合，穩定后 A 燈不亮，通過線圈的電流是B、C 兩燈的和。突然斷開ab段直導線中有向右的電流，則導線圖 44通過線

5、圈的電流減小，線圈中產生的自感電動勢與原電流的方向相同,C 燈閃亮一下后逐漸恢復到原來的亮度，選項A 錯誤，B 正確。穩定后通過 B 燈的電流是原來的一半，故 B燈后來的功率是原來的1/4 ,選項 C D 錯誤。答案：B6.（2011 江蘇高考）如圖 6 所示，水平面內有一平行金屬 導軌，導軌光滑且電阻不計。勻強磁場與導軌平面垂直。阻值 為R的導體棒垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好。t= 0時，將開關 S 由 1 擲到 2。q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度。下列圖像正確的是（X X X X5解析：當開關由 1 擲到 2，電容器放電，導體棒因受安培力而向

6、右加速，導體棒向右運 動產生感應電動勢， 最終達到電容器兩端電壓和導體棒兩端電壓相等，電容器的帶電量保持不變，導體棒的速度不變，但不等于零，A、C 錯，最終導體棒加速度以及棒中電流為零，B錯，D 對。答案：D7在豎直向上的勻強磁場中， 水平放置一個不變形的單匝金屬圓形線圈， 線圈所圍的 面積為 0.1 m2,線圈電阻為 1Q。規定線圈中感應電流I的正方向從上往下看是順時針方正確的是（）A. 在時間 05 s 內，I的最大值為 0.1 AB. 在第 4 s 時刻，I的方向為逆時針C.前 2 s 內，通過線圈某截面的總電荷量為0.01 CD. 第 3 s 內，線圈的發熱功率最大向，如圖 8 甲所示

7、。磁場的磁感應強度B隨時間t的解析：由B-1圖線可知,E=7TSi=R可得:Im= 0.01 A , A錯誤；第 4 s 時，B正均勻減小，由楞次定律可知,I為逆時針方向，B正確；由q=帚可圖 7/?/T乙6得，前 2 s 內，通過線圈某截面的總電荷量?msq= 0.01 C, C 正確;R第 3 s 內，B不變,=0，故線圈發熱功率為 0, D 錯誤。答案：BC8.如圖 9 所示，勻強磁場的方向垂直于電路所在的平面，導體棒ab與電路接觸良好。當ab在外力F作用下從左向右做勻加速直線運動時，若不計摩擦和導線的電阻，整個過程中，燈泡L 未被燒壞，電容器C未被擊穿，則該過程中（）7B. 感應電動勢

8、變大C. 燈泡 L 的亮度變大D.電容器兩極板間的電場強度減小解析：根據電路的連接方式知電容器兩端的電壓等于燈泡兩端的電壓，當導體棒向右做勻加速運動時產生的感應電動勢增大，燈泡的亮度變大，電容器兩極板間的電場強度增大，選項 B、C 正確，D 錯誤。根據右手定則可知電容器的上極板帶正電，選項A 錯誤。答案：BC9.如圖 10 所示，連接兩個定值電阻的平行金屬導軌與水平面成B角，R=F2= 2R,勻強磁場垂直穿過導軌平面。有一導體棒ab,質量為m棒的電阻為 2R,棒與導軌之間的動摩擦因數為卩。導體棒ab沿導軌向上滑動，當上滑的速度為v時，定值電阻F2消耗的電功率為P,下列說法正確的是（）A.此時重

9、力的功率為mgxcos0B.此裝置消耗的機械功率為 卩mgvcos0一 、6PC.導體棒受到安培力的大小為-v 8PD.導體棒受到安培力的大小為Pv解析：根據功率計算公式，此時重力的功率為mgviin0, A 錯；摩擦力Ff=卩mgcos0,因摩擦而消耗的熱功率為卩mgvcos0,由法拉第電磁感應定律得E=BLv,回路中的總電流EB2L2vBVvI= 3R,導體棒滑動時受到安培力F=BIL= 3R，整個裝置消耗的機械功率為（3R+卩mcpos0）v, B 錯；由于R=R?= 2R棒的電阻也為 2R當上滑的速度為v時，定值電阻R消耗的電功率為P,則定值電阻R消耗的電功率也為P,此時導體棒ab消耗

10、的電功率應該 為 4P,整個電路消耗的電功率為6P,即安培力做功的功率為 6P,所以導體棒受到的安培力6P的大小為F= , C 對、D 錯。vF jr答案：C二、計算題（本題共 3 小題，共 37 分。解答過程應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟）10. （10 分） （2012 天津高考）如圖 11 所示，一對光滑的平行金 屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距I= 0.5 m，左端接有阻值R=0.3Q的電阻，一質量 m= 0.1 kg,電阻r= 0.1Q的金屬棒MN放置8在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B= 0.4圖 11T。棒在水平向右的外力作用下，由靜止

11、開始以a= 2 m/s2的加速度做勻加速運動，當9棒的位移x= 9 m 時撤去外力，棒繼續運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產 生的焦耳熱比Q:02= 2: 1。導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩 端與導軌保持良好接觸。求：(2)撤去外力后回路中產生的焦耳熱- - (感應電動勢為E，由法拉第電磁感應定律得E=H其中=BIx_ E設回路中的平均電流為I，由閉合電路的歐姆定律得I=-R十r則通過電阻R的電荷量為q=It聯立式，代入數據得q= 4.5 C(2)設撤去外力時棒的速度為V,對棒的勻加速運動過程，由運動學公式得v2= 2ax一 12設棒在撤去外力后的運動過程中

12、安培力做功為W由動能定理得W0 ?mv撤去外力后回路中產生的焦耳熱Q=W聯立式，代入數據得0= 1.8 J答案：(1)4.5 C (2)1.8 J11. (13 分)如圖 12 所示，面積為 0.2 吊的 100 匝線圈A處在磁場中，磁場方向垂直于線圈平面。磁感應強度隨時間變化的規律是B= (6 0.2t) T，已知電路中的R= 4Q,R=6Q,電容C= 30 卩 F,線圈A的電阻不計。求圖 12(1)閉合 S 后，通過F2的電流大小和方向；閉合 S 一段時間后，斷開 S, S 斷開后通過F2的電荷量是多少?B解析：(1)由于磁感應強度隨時間均勻變化，根據B= (6 0.2t) T 可知石=0

13、.2 T/s,所以線圈中感應電動勢的大小為E=n貯=nS=100 x0.2x0.2 V=4V,通過R的電流(1)棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電何量q；解析：(1)設棒勻加速運動的時間為t，回路的磁通量變化量為，回路中的平均TI10為I= 4 十十 6 A = 0.4 A，由楞次定律可知電流的方向由上向下。R+ Ra 4 十 611（2）閉合 S 一段時間后，電容器被充上一定的電荷量，此時其電壓U=IR2= 0.4X6 V=2.4 V,斷開 S,電容器將放電，通過F2的電荷量就是C原來所帶的電荷量，Q=CU= 30X10-6X2.4 C=7.2X10一5C。_ 5答案：（1）0.4 A 由上向下（2）7.2X10 C12.（14 分）如圖 13 甲所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距I= 0.20 m電阻R= 1.0Q;有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感應強度B= 0.5 T 的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道向下。現用一解析：導體桿在軌道上做初速度為零的勻加速直線運動,間，則桿切割磁感線產生的感應電動勢為E=Blv=BlatE閉合回