1、高三物理模拟试题分类汇编电磁感应高三物理模拟试题分类汇编：选修3-2电磁感应（一）（2011丰台二模）如图所示，匀强磁场中有两条水平放置的电阻可忽略的光滑平行金属轨道，轨道左端接一个阻值为R的电阻，R两端与电压传感器相连。一根导体棒(电阻为r)垂直轨道放置，从t=0时刻起对其施加一向右的水平恒力F，使其由静止开始向右运动。用电压传感器瞬时采集电阻R两端的电压U，并用计算机绘制出U-t图象。若施加在导体棒上的水平恒力持续作用一段时间后撤去，那么计算机绘制的图象可能是答案：A（2011海淀二模）如图2所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，铝框可以绕竖直的转轴自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直的转轴
2、旋转，观察到铝框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释，下列说法中正确的是A铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的B铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的C铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大D铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力均为零答案：A（2011东城二模）如图所示，相距为d的两水平虚线p1、p2表示方向垂直纸面向里的匀强磁场的上下边界，磁场的磁感应强度为B。正方形线框abcd的边长为L(Ld)、质量为m、电阻为R，线框处在磁场正上方，ab边与虚线p1相距h。线框由静止释放，下落过程中线框平面始终在竖直平面内，线框的ab
3、边刚进人磁场时的速度和ab边刚离开磁场时的速度相同。在线框从进入到全部穿过磁场的过程中，下列说法正确的是A线框克服安培力所做的功为mgdB线框克服安培力所做的功为mgLC线框的最小速度为D线框的最小速度为（2011朝阳二模）如图所示的电路中，A1、A2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，它的电阻与定值电阻R相等。下列说法正确的是（）A闭合开关S，A1先亮、A2后亮，最后它们一样亮B闭合开关S，A1、A2始终一样亮C断开开关S，A1、A2都要过一会才熄灭D断开开关S，A2立刻熄灭，A1过一会才熄灭答案：C（2011朝阳二模）如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导
4、体，环形导体所围的面积为S。在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示。则在0一t0时间内电容器 (）A上极板带正电，所带电荷量为B上极板带正电，所带电荷量为C上极板带负电，所带电荷量为D上极板带负电，所带电荷量为答案：A（2011西城二模）一个足够长的竖直放置的磁铁结构如图所示。在图1中磁铁的两个磁极分别为同心的圆形和圆环形。在两极之间的缝隙中，存在辐射状的磁场，磁场方向水平向外，某点的磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比。用横截面积一定的细金属丝制成的圆形单匝线圈，从某高度被无初速释放，在磁极缝隙间下落的过程中，线圈平面始终水平且保持与磁极共
5、轴。线圈被释放后，A线圈中没有感应电流，线圈做自由落体运动B在图1俯视图中，线圈中感应电流沿逆时针方向C线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越小D线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越大答案：D（2011海淀二模）（16分）如图10所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的长方形线框abcd放在光滑的水平桌面上，线框边长分别为L和2L，其中ab段的电阻为R。在宽度为2L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向下。线框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通过匀强磁场区域，线框平面始终与磁场方向垂直。求：(1）在线框的cd边刚进入磁场时，ab边两端的电压Uab；(2）为维持线框匀速运动，
6、水平拉力F的大小；(3）在线框通过磁场的整个过程中，bc边金属导线上产生的电热Qbc。答案：（16分）解：（1）cd边进入磁场时产生的感应电动势为(2分）整个回路的电阻R总=6R (1分）回路中的电流(2分）ab边两端电压的大小为(2分）(2）为维持线框匀速运动，外力应始终等于安培力，即：F=F安(2分）线框所受安培力为水平拉力(2分）(3）整个线框通过磁场的过程中所经历的时间为(2分）整个过程中bc段金属导线上产生的电热为(3分）用其他方法计算正确的同样给分。（2011石景山一模）如图1所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成角，M、P两端接有阻值为R的定值电阻。阻值为r的金属棒a
7、b垂直导轨放置，其它部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。从t=0时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力F，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直，且接触良好，通过R的感应电流随时间t变化的图象如图2所示。下面分别给出了穿过回路abPM的磁通量、磁通量的变化率、棒两端的电势差和通过棒的电荷量q随时间变化的图象，其中正确的是答案：B（2011西城二模）（16分）如图所示，两根足够长的光滑平行导轨与水平面成=60角，导轨间距为L。将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m的导体棒MN垂直导轨水平
8、放置在导轨上，导体棒与两根导轨都接触良好。重力加速度为g。(1）若磁场方向垂直导轨平面向上，当电阻箱接入电路的电阻为R1时，闭合开关后，导体棒MN恰能静止在导轨上。请确定MN中电流I1的大小和方向；(2）若磁场方向竖直向上，当电阻箱接入电路的电阻为R2时，闭合开关后，导体棒MN也恰能静止在导轨上，请确定MN中的电流I2的大小； (3）导轨的电阻可忽略，而电源内阻、导体棒MN的电阻均不能忽略，求电源的电动势。答案：（16分）(1）磁场方向垂直于轨道面时，MN受力如答图1所示。（1分）根据物体平衡条件可得F1=mgsin(2分）又安培力F1=BI1L(2分）解得电流强度I1=(1分）电流方向由M指
9、向N(2分）(2）磁场方向竖直向上时，MN受力如答图2所示。（1分）根据物体平衡条件可得F2cos=mgsin(2分）又安培力F2=BI2L解得(1分）(3）设除电阻箱外，电路中其他电阻为r（定值）。根据闭合电路欧姆定律，当电阻箱接入电路的电阻为R1时，有I1=(1分）当电阻箱接入电路的电阻为R2时，有I2=(1分）解得E=(2分）（2011昌平二模）（18分）轻质细线吊着一质量为m=0.64kg、边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈abcd，线圈总电阻为R=1。边长为L2正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所
10、示，从t=0开始经t0时间细线开始松驰，取g=10ms2。求：在04s内，穿过线圈abcd磁通量的变化及线圈中产生的感应电动势E；在前4s时间内线圈abcd的电功率；求t0的值。答案：（18分）解： (2分）解得：=0.16Wb (2分）1由法拉第电磁感应定律得： (2分）解得：E=0.4V (2分）， (2分）代入数据得：P=0.16W (2分）分析线圈受力可知，当细线松弛时有： (2分）=4T (2分）由图像知：B=1+0.5t，解得：t0=6s (2分）（2011东城一模）如图所示，正方形闭合导线框处在磁感应强度恒定的匀强磁场中，C、E、D、F为线框中的四个顶点，图（a）中的线框绕E点转
11、动，图（b）中的线框向右平动，磁场足够大。下列判断正确的是A图（a）线框中有感应电流产生，C点电势比D点低B图（a）线框中无感应电流产生，C、D两点电势相等C图（b）线框中有感应电流产生，C点电势比D点低D图（b）线框中无感应电流产生，C、D两点电势相等（2011西城一模）如图所示的电路可以用来“研究电磁感应现象”。干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B串联成另一个电路。线圈A、B套在同一个闭合铁芯上，且它们的匝数足够多。从开关闭合时开始计时，流经电流计的电流大小i随时间t变化的图象是答案：B（2011海淀零模）如图5所示，水平面内两根光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相
12、连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。若对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动并依次通过位置b和c。若导轨与金属棒的电阻不计，a到b与b到c的距离相等，则下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是(）A金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1:2B金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1: C在从a到b与从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1:1D在从a到b与从b到c的两个过程中，通过金属棒的横截面的电量之比为1:2答案：A（2011海淀一模）如图3所示，平行金属导轨MN和PQ与水
13、平面成角，导轨两端各与阻值均为R的固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。质量为m、电阻为R/2的导体棒以一定的初速度沿导轨向上滑动，在滑动过程中导体棒与金属导轨始终垂直并接触良好。已知t1时刻导体棒上滑的速度为v1，此时电阻R1消耗的电功率为P1；t2时刻导体棒上滑的速度为v2，此时电阻R2消耗的电功率为P2，忽略平行金属导轨MN和PQ的电阻且不计空气阻力。则At1时刻导体棒受到的安培力的大小为6P1/v1Bt2时刻导体棒克服安培力做功的功率为4P2Ct1t2这段时间内导体棒克服安培力做的功为4P1(t2-t1)Dt1t2这段时间内导体棒受到的安培力的冲量大小为m(v1-v2)答案
14、：B（2011海淀一模反馈）如图所示，平行金属导轨MN和PQ与水平面成角，导轨两端各与阻值均为R的固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。质量为m、电阻为R/2的导体棒以一定的初速度沿导轨向上滑动，在滑动过程中导体棒与金属导轨始终垂直并接触良好。已知t1时刻导体棒上滑的速度为v1，此时导体棒所受安培力的功率为P1；t2时刻导体棒上滑的速度为v2，此时电阻R2消耗的电功率为P2，忽略平行金属导轨MN和PQ的电阻且不计空气阻力。则()At1时刻电阻R1的功率为P1/2Bt2时刻导体棒的电功率为4P2Ct2时刻导体棒受到的安培力为4P2/v2Dt1t2这段时间内整个回路产生的电热答案：C（
15、2011朝阳一模）如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场垂直，且bc边与磁场边界MN重合。当t=0时，对线框施加一水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t=t0时，线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间变化的图线。由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小为A B C D 答案：B图4(2011怀柔一模）如图4所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象.下面是对于它们在录音、放音过程
16、中主要工作原理的描述，正确的是 A放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应 B录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应 C放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用 D录音和放音的主要原理都是电磁感应答案：A（2011丰台一模）（16分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m。导轨平面与水平面成37角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B=0.4T。质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直且保持良好接触，它们间的动摩擦因数为=0.25。金属棒沿导轨由静止开始下滑，当金属棒下滑速度达
17、到稳定时，速度大小为10m/s。（取g10m/s2，sin370.6，cos370.8）。求：(1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；(2）当金属棒下滑速度达到稳定时电阻R消耗的功率；(3）电阻R的阻值。(1）（4分）金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律(2分）得：a10（0.60.250.8）m/s24m/s2(2分）(2）（6分）设金属棒运动达到稳定时，设速度为v，所受安培力为F，棒沿导轨方向受力平衡，根据物体平稳条件(2分）将上式代入即得F0.8N此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率PFv(2分）P=0.810W=8W(2分）(3）（6分）设电路中电流为I，
18、感应电动势为E=0.4110V=4V(2分）， A=2A(2分），=2(2分）（2011延庆一模）如图所示，M1N1、M2N2是两根处于同一水平面内的平行导轨，导轨间距离是d=0.5m，导轨左端接有定值电阻R=2，质量为m=0.1kg的滑块垂直于导轨，可在导轨上左右滑动并与导轨有良好的接触，滑动过程中滑块与导轨间的摩擦力恒为f=1N，滑块用绝缘细线与质量为M=0.2kg的重物连接，细线跨过光滑的定滑轮，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度是B=2T，将滑块由静止释放。设导轨足够长，磁场足够大，M未落地，且不计导轨和滑块的电阻。g=10m/s2，求：(1）滑块能获得的最大动能(2）
19、滑块的加速度为a=2m/s2时的速度(3）设滑块从开始运动到获得最大速度的过程中，电流在电阻R上所做的电功是w=0.8J，求此过程中滑块滑动的距离解：（1）Mg=f+BId-（2分）I=E/R-（1分）E=BdVm-（1分）联立解之并代入动能表达式：EK=mVm2/2=0.2J-（2分）(2）Mg-f-BId=(M+m)a-（3分）I=E/RE=BdV联立解之：V=RMg-f-(M+m)a/B2d2=0.8m/s-（3分）(3）Mgx-fx-w=（m+M）Vm2/2-（3分）x=（m+M）(Mg-f)R2/2B4d4+w/(Mg-f)=1.4m-（3分）（2011怀柔一模）（20分）随着越来越
20、高的摩天大楼在世界各地的落成，而今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经不适应现代生活的需求。这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加，这些钢索会由于承受不了自身的重力，还没有挂电梯就会被拉断。为此，科学技术人员开发一种利用磁力的电梯，用磁动力来解决这个问题。如图10所示是磁动力电梯示意图，即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面交替排列的匀强磁场B1和B2，B1=B2=1.0T，B1和B2的方向相反，两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯轿厢固定在如图所示的金属框abcd内（电梯轿厢在图中未画出），并且与之绝缘。已知电梯载人时的总质量 图10为4.75103kg，所受阻力f=500N
21、，金属框垂直轨道的边长，两磁场的宽度均与金属框的边长相同，金属框整个回路的电阻，g取10m/s2。假如设计要求电梯以的速度匀速上升，求： (1）金属框中感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向；(2）磁场向上运动速度的大小；(3）该磁动力电梯以速度向上匀速运动时，提升轿厢的效率。(1）（8分）因金属框匀速运动，所以金属框受到的安培力等于重力与阻力之和，设当电梯向上用匀速运动时，金属框中感应电流大小为I(3分） （3分） 由式得金属框中感应电流(1分） 图示时刻回路中感应电流沿逆时针方向（1分）(2）（7分）金属框中感应电动势（3分） 金属框中感应电流大小（3分） 由式得（1分）(3）（5分）金属框中的热功率为：（1分） 重力功率为：（1分） 阻力的功率为：（1分） 提升轿厢的效率（1分） （1分）
