2017北京一模二模物理试题分类--电磁感应

中央民族大学附属中学赵子强微信175485203第1页共15页2017北京一模二模试题分类--电磁感应及综合（2017昌平二）20．图6（甲）为手机及无线充电板。图（乙）为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，若在t1到t2时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由B1均匀增加到B2。下列说法正确的是A．c点的电势高于d点的电势B．受电线圈中感应电流方向由d到cC．c、d之间的电势差为1212ttSBBn）（D．c、d之间的电势差为1212ttBBn）（（2017东城二）18．如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，在导线框右侧有一边长为2L、磁感应强度为B、方向竖直向下的正方形匀强磁场区域。磁场的左边界与导线框的ab边平行。在导线框以速度v匀速向右穿过磁场区域的全过程中A．感应电动势的大小为RBLv2B．感应电流的方向始终沿abcda方向C．导线框受到的安培力先向左后向右D．导线框克服安培力做功RvLB322（2017顺义一）19．与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。下列说法中正确的是A．若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作B．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作Bbacd中央民族大学附属中学赵子强微信175485203第2页共15页C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号（2017东城一）19．用如图所示的器材“研究电磁感应现象”。闭合开关时灵敏电流计指针向左偏转。在保持开关闭合的状态下，A．将线圈1全部放入线圈2中，然后向左较快或较慢推动滑片时，灵敏电流计指针均向左偏转，且偏转角度不同B．将线圈1全部放入线圈2中，然后向右较快或较慢推动滑片时，灵敏电流计指针均向左偏转，且偏转角度不同C．滑片置于中间位置不动，将线圈1从线圈2中的同一位置较快或较慢抽出，灵敏电流计的指针偏转方向不同，偏转角度也不同D．滑片置于中间位置不动，将线圈1从图示位置较快或较慢放入线圈2中，灵敏电流计的指针偏转方向相同，偏转角度也相同（2017海淀一）19．课堂上，老师演示了一个有趣的电磁现象：将一铝管竖立，把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的强磁铁从铝管上端由静止释放，强磁铁在铝管中始终与管壁不接触。可以观察到，相比强磁铁自由下落，强磁铁在铝管中的下落会延缓许多。下课后，好奇的小明将一块较厚的泡沫塑料垫在电子秤上，再将这个铝管竖直固定在泡沫塑料上（用以消除电子秤内部铁磁性材料与磁铁相互作用的影响），如图4所示，重复上述实验操作。在强磁铁由静止释放至落到泡沫塑料上之前，关于电子秤示数的变化，下列情况可能发生的是A．始终不变B．先变小后变大C．不断变大D．先变大后变小（2017丰台一）18．如图所示，一水平面内固定两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨上面横放着两根完全相同的铜棒ab和cd，构成矩形回路，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场B。开始时，棒cd静止，棒ab有一个向左的初速度v0，则关于两棒以后的运动，下列说法正确的是A．ab棒做匀减速直线运动，cd棒做匀加速直线运动B．ab棒减小的动量等于cd棒增加的动量C．ab棒减小的动能等于cd棒增加的动能D．两棒一直运动，机械能不断转化为电能（2017石景山一）22．（16分）如图所示，固定于水平面上的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中。t=0时，磁感应强度为B0，此时金属棒MN的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。已知金属棒MN的电阻为r，金属框架DE段的电阻为R，其他电阻不计。tO图乙B0Bt1B1MNB0CDEFl图甲Bdcbav铝管强磁铁图4线圈1线圈2中央民族大学附属中学赵子强微信175485203第3页共15页（1）若金属棒MN保持静止，磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，求回路中的感应电动势。（2）若磁感应强度B0保持不变，金属棒MN以速度v0贴着金属框架向右匀速运动，会产生感应电动势，相当于电源。用电池、电阻等符号画出这个装置的等效电路图，并求通过回路的电流大小。（3）若金属棒MN以速度v0贴着金属框架向右匀速运动，为使回路中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导B与t的关系式。（1）由法拉第电磁感应定律Et（2分）2210BlBl（1分）1tt（1分）解得2101BBlEt（2分）（2）等效电路图如答图2所示（2分）导体棒切割产生电动势00EBlv（1分）由闭合电路欧姆定律EIRr（1分）解得00BlvIRr（2分）（3）不产生感应电流，即磁通量的变化为零0（1分）2000BllvtBl（1分）解得00=BlBlvt（2分）（2017西城一）22．（16分）如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l=0.40m，电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R=0.40Ω的定值电阻，导体杆ab的质量为m=0.10kg、电阻r=0.10Ω，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B=0.50T的匀强磁场中。导体杆ab在水平向右的拉力F作用下，沿导轨做速度v=2.0m/s的匀速直线运动。求：答图2RErFBMRPabNQ中央民族大学附属中学赵子强微信175485203第4页共15页（1）通过电阻R的电流I的大小及方向；（2）拉力F的大小；（3）撤去拉力F后，电阻R上产生的焦耳热QR。22．（16分）（1）（6分）ab杆切割磁感线产生感应电动势E=Blv根据全电路欧姆定律rREI代入数据解得I=0.80A，方向从M到P（2）（4分）杆做匀速直线运动，拉力等于安培力根据安培力公式有F=BIl代入数据解得F=0.16N（3）（6分）撤去拉力后，根据能量守恒电路中产生的焦耳热210.2J2Qmv根据焦耳定律Q=I2R总t可知RRQQRr代入数据解得QR=0.16J（2017朝阳一）22．（16分）足够长的平行光滑金属导轨水平放置，间距L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻，导轨所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T，其俯视图如图所示。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，其电阻r=1Ω，与导轨接触良好，导轨电阻不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s。求：（1）通过导体棒的电流I的大小；（2）导体棒两端的电压U，并指出M、N两点哪一点的电势高；（3）拉力F的功率PF以及整个电路的热功率PQ。22．（16分）解：（1）导体棒MN产生的感应电动势EBLv2V通过导体棒的电流为：1AEIRr（5分）（2）导体棒两端的电压1VUIRN点电势高于M点。（5分）（3）导体棒所受安培力的大小为F安BIL0.4N由于导体棒做匀速运动，所以拉力FF安，则：拉力F的功率PFFv2W由于外力做功全部转化为焦耳热，则电路的热功率PQPF2W（6分）22（16分）（2017平谷一模）........................................................................FNRM中央民族大学附属中学赵子强微信175485203第5页共15页如图所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距L＝0.50m，导轨上端接有电阻R＝0.40Ω，导轨电阻忽略不计．导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界，磁感应强度B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面向外．电阻r＝0.20Ω的金属杆MN，从静止开始沿着金属导轨下落，下落一定高度后以v=6.0m/s的速度进入匀强磁场区，且进入磁场区域后恰能匀速运动，金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好．不计空气阻力．金属杆进入磁场区域后，求：（1）感应电动势的大小；（2）金属杆所受安培力的大小和重力做功的功率；（3）M、N两端的电压；22（1）感应电动势：E=BLv--------------------------------------3分解得：E＝1.2V--------------------------------1分（2）感应电流：rREI------------------------------2分解得：I＝2.0A金属杆所受安培力：F安=BIL---------------------------2分解得：F安=0.40N------------------------------1分重力大小：G＝F安-------------------------------1分重力的功率：PG=Gv----------------------------2分解得：PG=2.4W------------------------1分（3）M、N两端的电压：UMN=IR-------------------------2分解得：U＝0.80V---------------------1分23．（18分）电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。（1）如图1所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为l。金属棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为e。a.请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN切割磁感RNMBMN图1v中央民族大学附属中学赵子强微信175485203第6页共15页线产生的感应电动势E1；b．在金属棒产生电动势的过程中，请说明是什么力充当非静电力，并求出这个非静电力F1的大小。（2）由于磁场变化而产生的感应电动势，也是通过非静电力做功而实现的。在磁场变化时产生的电场与静电场不同，它的电场线是闭合的，我们把这样的电场叫做感生电场，也称涡旋电场。在涡旋电场中电场力做功与路径有关，正因为如此，它是一种非静电力。如图2所示，空间存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B0，磁场区域半径为R。一半径为r的圆形导线环放置在纸面内，其圆心O与圆形磁场区域的中心重合。已知电子的电荷量为e。a.如果磁感应强度Bt随时间t的变化关系为Bt=B0+kt。求圆形导线环中的感应电动势E2的大小；b．上述感应电动势中的非静电力来自于涡旋电场对电子的作用。求上述导线环中电子所受非静电力F2的大小。23．（18分）（1）a.（5分）在△t内金属棒由原来的位置MN移到M1N1，如图所示。这个过程中金属框和棒所围面积的变化量是s=lvt则穿过闭合电路的磁通量的变化量是=Bs=Blvt根据法拉第电磁感应定律1Et由此得到感应电动势E1=Blvb.（4分）金属棒MN向右切割磁感线时，棒中的电子受到沿棒向下的洛仑兹力，是这个力充当了非静电力。非静电力的大小F1=Bev（2）a.（4分）由Bt=B0+kt得=Bkt根据法拉第电磁感应定律2Et解得222rBErktb.（5分）在很短的时间内电子的位移为△s，非静电力对电子做的功为F2s电子沿着导线环运动一周，非静电力做的功22=2WFsFr非根据电动势定义2WEe非图2OrRBMNvM1N1BMNvF1中央民族大学附属中学赵子强微信175485203第7页共15页联立解得2=2kreF（2017朝阳二）23．（18分）在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感