湖北省红安一中2020高三物理 模拟试题分类 电磁感应 30页

i O t T/2‎ T 图1‎ 电磁感应 ‎ A P O B P O B B C D P O B P O B 图2‎ ‎1.【2020•西城一模】在图2所示的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形。各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T。从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向。则在图2所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图1所示的是 ‎ ‎1.【答案】C ‎2.【2020•西城一模】如图所示，矩形单匝导线框abcd竖直放置，其下方有一磁感应强度为B的有界匀强磁场区域，该区域的上边界PP′水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直。已知线框ab边长为L1，ad边长为L2，线框质量为m，总电阻为R。现无初速地释放线框，在下落过程中线框所在平面始终与磁场垂直，且线框的ab边始终与PP′平行。重力加速度为g。若线框恰好匀速进入磁场，求：‎ ‎（1）dc边刚进入磁场时，线框受安培力的大小F；‎ ‎（2）dc边刚进入磁场时，线框速度的大小υ；‎ ‎（3）在线框从开始下落到ab边刚进入磁场的过程中，重力做的功W。‎ a d b c P P′‎ B L1‎ L2‎ ‎2.【解析】（1）由于线框匀速进入磁场，所以线框进入磁场时受安培力的大小F=mg ‎ ‎（2）线框dc边刚进入磁场时，‎ ‎ 感应电动势 E=BL1v ‎ ‎ 感应电流 ‎ dc边受安培力的大小 F=BIL1 ‎ 又 F=mg 解得线框速度的大小 v= ‎ ‎（3）在线框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中，重力做功W1，根据动能定理得 W1= ‎ 在线框从dc边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程中，重力做功W2，‎ W2=mgL2 ‎ 所以 W=W1 +W2=+mgL2 ‎ B I 图1‎ 图2‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ B0‎ ‎-B0‎ B/T ‎0‎ t/s ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎3.【2020•承德模拟】在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环．规定导体环中电流的正方向如图1所示，磁场向上为正．当磁感应强度 B 随时间 t ‎ 按图2变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是： ‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ I０‎ ‎-I０‎ i /A ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ A ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ I０‎ ‎-I０‎ i /A ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ C ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ I０‎ ‎-I０‎ i /A ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ D ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ I０‎ ‎-I０‎ i /A ‎0‎ t /s ‎ ‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ B t /s ‎ ‎ t /s ‎ ‎ t /s ‎ ‎ ‎3.【答案】C ‎4. 【2020•福州模拟】如图1所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，‎ 则在时刻 （ ）‎ ‎ A．线圈中的感应电动势最小 ‎ ‎ B．线圈中的感应电流最大 ‎ C．穿过线圈的磁通量最大 ‎ ‎ D．穿过线圈磁通量的变化率最小 ‎4.【答案】B ‎5.【2020•福州模拟】如图14所示两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面，且都是足够长，两金属杆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均为，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。回路总电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。现使杆ab受到F=5.5+1.25t（N）的水平外力作用，从水平导轨的最左端由静止开始向右做匀加速直线运动，杆ad也同时从静止开始沿竖直导轨向下运动。已知g取‎10m/s2，求：‎ ‎ （1）磁感应强度B的大小；‎ ‎ （2）cd杆下落过程达最大速度时，ab杆的速度大小。‎ ‎5.【解析】（1）对ab杆： f1=μmabg = 5N…… ‎ 当时，…………… ‎ 得m/s2 …………………… ‎ 所以杆由静止开始以m/s2 的加速度 沿导轨匀加速运动 ‎……………………………… ‎ ‎………………………………………………………………………… ‎ ‎ ………………………………………………………………………… ‎ ‎ ………………………………………………………………… ‎ 根据牛顿第二定律 －f1= maba …………………………………… ‎ 联立以上各式，解得 ‎ ‎…………………………………… ‎ 代入数据，解得B =0.5T…………………………………………………………… ‎ ‎（2）当cd杆下落过程达到最大速度时，cd杆平衡……… ‎ ‎……………………………………………………………… ‎ 联立以上两式并代入数据，解得…………………………………… ‎ ‎6.【2020•甘肃模拟】如图a所示，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ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在图b中能正确描述线框从图a中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（ ） ‎ 图a ω O B 图b i ‎0‎ t A i ‎0‎ t B i ‎0‎ t C i ‎0‎ t D ‎ ‎ ‎6.【答案】A ‎7.【2020•惠州模拟】在质量为的小车上, 竖直固定着一个质量为，高、总电阻、 匝矩形线圈，且小车与线圈的水平长度相同。现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动，速度为，随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图（1）所示。已知小车运动(包括线圈)的速度随车的位移变化的图象如图(2)所示。求:‎ ‎（1）小车的水平长度和磁场的宽度 ‎（2）小车的位移时线圈中的电流大小以及此时小车的加速度 ‎（3）线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量 ‎7.【解析】(1) 由图可知，从开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，受安培力作用，小车做减速运动，速度随位移减小，当时，线圈完全进入磁场，线圈中感应电流消失，小车做匀速运动。因此小车的水平长度。‎ 当时，线圈开始离开磁场 ，则 ‎ ‎（2）当时，由图象中可知线圈右边切割磁感线的速度 ‎ 由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流 ‎ 解得 ‎ 此时线圈所受安培力 ‎ 小车的加速度 ‎ ‎（3） 由图象可知，线圈左边离开磁场时，小车的速度为。‎ 线圈进入磁场和离开磁场时，克服安培力做功，线卷的动能减少，转化成电能消耗在线圈上产生电热。‎ ‎ ‎ 解得线圈电阻发热量Q=57.6J ‎ ‎8.【2020•海淀一模】在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场B1中，线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根体棒，导体棒与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场B2中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导轨平面向下，如图10甲所示。磁感应强度B1随时间的变化关系如图10乙所示，0~1.0s内磁场方向垂直线框平面向下。若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体所受的摩擦力随时间变化的图象是图11中的 （ ）‎ ‎8.【答案】D ‎9.【2020•海淀一模】光滑平先金属导轨M、N水平放置，导轨上放置一根与导轨垂直的导体棒PQ。导轨左端与由电容为C的电容器、单刀双掷开关和电动势为E的电源组成的电路相连接，如图13所示。在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出）。先将开关接在位置，使电容器充电并达到稳定后，再将开关拨到位置，导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动，设导轨足够长，则以下说法中正确的是 （ ）‎ ‎ A．空间存在的磁场方向竖直向下 ‎ B．导体棒向右做匀加速运动 ‎ C．当导体棒向右运动的速度达到最大时，电容器的电荷量为零 ‎ D．导体棒运动的过程中，通过导体棒的电荷量Q