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1、专题限时训练11电磁感应时间：45分钟一、单项选择题1利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路，公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输下列说法正确的是(B)AIC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流DIC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自
2、身的数据信息解析：IC卡工作所需要的能量来源于读卡机，IC卡本身没有能量，选项A错误；根据IC卡设计原理，只有读卡机发射特定的电磁波时，IC卡才能有效工作，选项B正确；若读卡机发射的电磁波偏离特定频率，根据电磁感应的原理，线圈L中也会有感应电流，但电容C不能达到一定的电压，IC卡不能有效工作，选项C错误；IC卡可以向读卡机传输自身的数据信息，否则读卡机不能正常工作，选项D错误2.(2018福建质检)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象如图所示，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针实验中可能观察到的现象是(C)A用一节电池作电源小磁针不
3、偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转B线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转C线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转D线圈A和电池断开瞬间，小磁针不偏转解析：根据“磁生电”即电磁感应现象的产生条件，只有线圈B中磁通量变化时才能在线圈B中产生感应电流，因此无论线圈B匝数多少，线圈A中电池多少，都不能在线圈B中产生感应电流，选项A、B错误；只有在线圈A和电池连接或断开的瞬间，线圈B中才能产生感应电流，电流产生磁场，使导线下面平行放置的小磁针发生偏转，选项C正确，D错误3(2018潍坊联考)两个不可形变的正方形导体框a、b连成如图所示的回路，并固定在竖直平面(纸面)内导体框a内固定一小圆环
4、c，a与c在同一竖直面内，圆环c中通入如图乙所示的电流(规定逆时针方向为电流的正方向)，导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中，则MN边在匀强磁场中受到的安培力(B)1A01s内，方向向下B13s内，方向向下C35s内，先逐渐减小后逐渐增大D第4s末，大小为零解析：根据it图象可知，在06s内MN边都有大小恒定的电流通过，由FBIl可知，安培力的大小是恒定的，选项C、D均错；01s、35s内电流的方向由NM；13s、56s内电流的方向由MN，对以上情况可用左手定则判断出MN边的安培力方向，01s、35s内安培力方向向上，13s、56s内安培力方向向下，故选项B正确、A错误4某同学为了验证
5、断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(C)A电源的内阻较大C线圈电阻偏大B小灯泡电阻偏大D线圈的自感系数较大磁感应强度随时间的变化率B的大小应为(C)解析：从实物连接图中可以看出，线圈L与小灯泡并联，断开开关S时，小灯泡A中原来的电流立即消失，线圈L与小灯泡组成闭合回路，由于自感，线圈中的电流逐渐变小，使小灯泡中的电流变为反向且与线圈中电流相同
6、小灯泡未闪亮说明断开S前，流过线圈的电流较小，原因可能是线圈电阻偏大，故选项C正确5.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框运动过程中同样大小的电流，tA.4B0B.2B0C.B0D.B02r1解析：线框匀速转动时产生的感应电动势E1B0rvB0r22B0r2.当磁感应强度大22C理想电压表的示数为Br3R2线，因此感应电动势大小为Br，选项B错误；
7、由图可知，在磁场内部的半根辐条相当于22应电流大小相等，必须E1E2，即B0rr，解得，选项C正确，A、B、2B1BtSr2小随时间线性变化时，产生的感应电动势E2t2t，要使两次产生的感11BBB02ttD错误6.(2018北京朝阳区模拟)物理课上，老师做了一个“电磁阻尼”实验：如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间后才停下来；如果在磁铁下方放一个固定的铝质圆环，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来某同学另找器材再次探究此实验他安装好器材，经反复实验后发现：磁铁下方放置圆环，并没有对磁铁的振动产生影响，对比老师演示的实验，其原因可
8、能是(D)A该同学所用弹簧的劲度系数太小B该同学所用磁铁的质量太小C该同学所用磁铁的磁性太强D该同学所用圆环的材料与老师用的不同解析：圆环没有对磁铁的振动产生影响，是由于没有发生电磁感应现象，因此原因只可能是该同学所用圆环的材料不是金属，与老师用的材料不同，选项D正确二、多项选择题7.如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上，现使辐条以角速度绕OR点逆时针转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触，R12，S处于闭合状
9、态，不计其他电阻，则下列判断正确的是(AC)A通过R1的电流方向为自下而上B感应电动势大小为2Br2164Br2D理想电流表的示数为解析：由右手定则可知辐条中心为电源的正极、圆环边缘为电源的负极，因此通过R1的电流方向为自下而上，选项A正确；由题意可知，始终有长度为r的辐条在转动切割磁场1233R场B的作用力大小之比为，选项B正确；由E，qIt，得q，如图为B1电源，磁场外部的半根辐条与R1并联，因此理想电压表的示数为6Br2，选项C正确；理想Br2电流表的示数为，选项D错误8电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到
10、音箱发出声音下列说法正确的有(BCD)A选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B取走磁体，电吉他将不能正常工作C增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化B解析：按照题意，磁体附近的金属弦被磁化，铜质弦不具备这种“本领”，所以A项错误；取走磁体，导体不能切割磁感线，所以电吉他将不能正常工作，项正确；根据法拉第电磁感应定律判断C项正确；弦振动过程中，靠近或远离，由楞次定律知，线圈中的电流方向不断变化，D项正确9.如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻R.Ox轴平行于金属导轨，在0x4m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度B随坐
11、标x(以m为单位)的分布规律为B0.80.2x(T)金属棒ab在外力作用下从x0处沿导轨运动，金属棒始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻设在金属棒从x11m经x22m到x33m的过程中，R的电功率保持不变，则金属棒(BCD)A在x1与x3处的电动势之比为B在x1与x3处受到磁场B的作用力大小之比为C从x1到x2与从x2到x3的过程中通过R的电荷量之比为D从x1到x2与从x2到x3的过程中R产生的焦耳热之比为解析：由于金属棒在运动过程中，R的电功率不变，则由PI2R知电路中电流I不变，又根据EIR知在x1与x3处电动势相同，选项A错误；由题意知在x1、x2、x3处的磁感应强度分别为0
12、.6T、0.4T、0.2T，设导轨间距为L，由FBIL知金属棒在x1与x3处受到磁tR随x变化的图象，图线与坐标轴所围的面积与L的乘积表示回路磁通量的变化量，可知金属棒从x1到x2与从x2到x3的过程中通过R的电荷量之比为，选项C正确；根据QI2Rt和qIt可知金属棒从x1到x2与从x2到x3的过程所用的时间之比为产生的焦耳热之比为，选项D正确，则R4C金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F度为v时，安培力大小为FBIL，又I，解得F，选项C正确；金属棒下落过S(4rr)2210.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒
13、和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示除电阻R外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放则(AC)A释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为abB2L2vRD电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量解析：金属棒刚释放时，弹簧处于原长，弹力为零，又因此时速度为零，没有感应电流，金属棒不受安培力作用，只受到重力作用，其加速度应等于重力加速度，选项A正确；金属棒向下运动时，由右手定则可知，流过电阻R的电流方向为ba，选项B错误；金属棒速BLvB2L2vRR程中，由能量守恒定律知，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能
14、、金属棒的动能(速度不为零时)以及电阻R上产生的热量，选项D错误三、计算题11(2018上海闸北期末)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量分布均匀的直导体棒AB置于圆形导轨上，BA的延长线过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示整个装置位于一磁感应强度大小为B的匀强磁场中，方向垂直于导轨平面竖直向下在内、外圆导轨间对称地接有三个阻值均为R的电阻直导体棒在垂直作用于其中点的水平外力F作用下，以角速度绕O点顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导体棒和导轨电阻均可忽略求：(1)导体棒产生的感应电动势；(2)流过导体棒的感应电流；(3)外力F的大小解析：(1)
15、法1：t时间内导体棒扫过的面积为t3r2t22BS3Br2ttE感25法2：E感BLvBrBr2.E感29Br2I总R总R2R(3)法1：外力FBI总LB2R2Rr2r322R(2)三个电阻为并联关系，R总33Br2.39Br29B2r3rE感I总9B2r32R法2：FP.vv答案：(1)Br2(2)(3)R1R2，BIdm2a0，39Br29B2r322R2R12(2018山东青岛市一模)如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左面部分水平，右面部分为半径r0.5m的竖直半圆，两导轨间距离d0.3m，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B1T的匀强磁场中，两导轨电阻不计有两根长度均为d
16、的金属棒ab、cd，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒ab、cd的质量分别为m10.2kg、m20.1kg，电阻分别为R10.1、R20.2.现让ab棒以v010m/s的初速度开始水平向右运动，cd棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP，cd棒进入圆轨道前两棒未相碰，重力加速度g取10m/s2，求：(1)ab棒开始向右运动时cd棒的加速度a0；(2)cd棒刚进入半圆轨道时ab棒的速度大小v1；(3)cd棒进入半圆轨道前ab棒克服安培力做的功W.E解析：(1)ab棒开始向右运动时，设回路中电流为I，有EBdv0，I解得：a030m/s2.(2)设cd棒刚进入半圆轨道时的速度为v2，系统动量守恒，有m1v0m1v1m2v2112m2v2m2g2r2m2v2Pv2Pm2gm2r解得：v17.5m/s.1110(3)由动能定理得2m1v22m1v2W解得：W4.375J.6答案：(1)30m/s2(2)7.5m/s(3)4.375J7
高考物理二轮复习专题限时训练电磁感应
