高三物理月考、联考、模拟试题汇编电磁感应大题

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1、电磁感应1 .（黑龙江哈九中高三上学期期末考试物理试题全解全析）如图，连接两个定值电阻的平行金属导轨与水平面成。角，Ri = R2 = 2R,匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab质量为m,棒的电阻也为2R,棒与导轨之间的动摩擦因数为因导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为 v时，定值电阻R2消耗的电功率为P,下列正确的是（ ）A.此时重力的功率为 mg v cos 0B.此装置消耗的机械功率为mg v cos 0C.导体棒受到的安培力的大小为6 P / vD.导体棒受到的安培力的大小为8 P / v【答案】C;【解析】根据功率计算公式，则此时重力的功率为mg v sin 0,即选项A不正

2、确；由于摩擦力f= mgcos 0 ,故因摩擦而消耗的热功率为mgvcos 0 ,由法拉第电磁感应定律得E=BLv,回路总电流I=E/3R ,导体棒滑动中受到安培力F=BIL ,故整个装置消耗的机械功率为（F+（i mgcos0 ） v,即选项B不正确.由于Ri = R2 = 2R,棒的电阻也为 2R,当上滑的速度为 v时，定值电阻 R2消耗的电功率 为P,则定值电阻 Ri消耗的电功率也为 P,根据电路的基本特点，此时导体棒 ab消耗的电 功率应该为4P,故整个电路消耗的电功率为6P,同时克服安培力做功转化为电功率，所以导体棒受到的安培力的大小为F=6P / v ,即选项C正确，而D错误.【考

3、点】电磁感应.2.（黑龙江哈九中高三上学期期末考试物理试题全解全析）如图，在倾角为。的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的宽度 MJ和JG均为L, 一个质量为 m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当 ab边刚越过GH进入 磁场I区时，恰好以速度vi做匀速直线运动；当 ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度 v2做匀速直线运动，从 ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线 框的机械能减少量为 E,重力对线框做功的绝对值为Wi,安培力对线框做功的绝对值为W2,下列说法中正确的有（）MH日NA. V2 : vi = i : 2B.

4、V2 ： vi=1 : 4C.从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，W2等于D.从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框动能变化量为W1-W2【答案】BCD ;【解析】当ab边刚越过GH进入磁场I区时，恰好以速度vi做匀速直线运动，则由法拉第电磁感应定律得Ei=BL vi ,回路总电流I i=Ei/R ,导体棒滑动中受到安培力_ 2 2B2L2Vi.一八一一一Fi=BIiL mgsin ;当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度RV2做匀速直线运动， 此时正方形导线框的两边均切割磁感线，故这是典型的双电源问题，同理有E2=2BLV2,回路总电流I 2=E2/R

5、,导体棒滑动中受到安培力2, 2L4B L V2,，一r,r,.人F2=2BI2L 2 mgsin ,故容易得到 V2 ： vi =i ： 4 ,即选项 B正确.R从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中， 线框的机械能减少量为 E,根据能量 守恒定律，则线框的机械能减少量等于回路中产生的焦耳热，而电磁感应问题中克服安培力做功级全部转化为焦耳热，故有安培力对线框做功的绝对值W2等于线框的机械能减少量E.在这个过程中，线框白机械能减少了E W2,同时线框的重力势能减少了Wi,根据动能定理，得线框动能变化量为合外力做功，即为Wi-W2.【考点】电磁感应.3. （i3分）如图i2所示的平行板器件

6、中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度Bi=0.40T ,方向垂直纸面向里， 电场强度E=2.0X i05V/m , PQ为板间中线.紧 靠平行板右侧边缘 xOy坐标系的第一象限内， 有垂直纸面向外的匀强磁场， 磁感应强度 B2=0.25T,磁场边界 AO和y轴的夹角/ AOy=45. 一束带电量 q=8.0 X i0-i9C的正离子 从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0, 0.2m）的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过 x轴时的速度方向与 x轴正方向夹角在45 90之间.则：（i）离子运动的速度为多大？ （2）离子的质量应在什么范围内？（3）

7、现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应代入数据解得v=5.0Xi05m/s（2）设离子的质量为 m,如图所示，当通过 x轴时的速度方向与 x轴正方向夹角为45时，由几何关系可知运动半径ri=0.2m（i分）（2分）当通过x轴时的速度方向与 x轴正方向夹角为 90时，由几何关系可知运动半径r2=0.1m由牛顿r4.0解得乙r.n.u0.5由于r2g m 8.0 10 26 kg甲图14（2分）（1分）第12题（2）答图（3）如图所示，由几何关系可知使离子不能打到x轴上的最大半径（1分）设使离子都不能打到 x轴上，最小的磁感应强度大小为Bo,则2vqvB0 mi

8、（1分）. 2 1T 代入数据解得B0= （13分）如图14甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成0= 30角，上端连接阻值 R= 1.5 的电阻；质量为 m=0.2kg、阻值r =0.5 的金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,g=10m/s2 求：（1）当t=1s时，外力F的大小和方向;=0.60T贝U B2 R.60T （或 B20.60T） （1 分

9、）(2) 4s后，撤去外力 F,金属棒将由静止开始下滑，这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机，在显示器显示的电压达到某一恒定值后，记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距207.90cm,求棒下滑该距离过程中电阻R上产生的焦耳热。答案4 .解：(1)。3s内，由法拉第电磁感应定律:E L1L2 2V 2 分由闭合电路欧姆定律：I 1 分R rt=ls 时，F安BIL10.5N 1 分对ab棒受力分析，由平衡条件：F mg sin 30 F安=0 1 分F 0.5N 1 分外力F大小为0.5N,方向沿导轨斜面向上 1分(2)棒沿导轨下滑切割磁感线，有E B L1V 1 分,

10、Er ，又 I 下滑稳定时，有R r.一 0 mg sin 30 B I L1 1 分由能量守恒定律012mgSsin 30 mv Q总 1 分2又 Qr -R-Q总 1分R r. Qr 1.5J5.如图所示，足够长的水平导体框架的宽度L=0. 5m,电阻忽略不计，定值电阻 R=2QO磁感应强度B=0. 8 T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m=0. 2 kg、有效电阻r=2Q的导体棒MN垂直跨放在框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数尸0. 5,导体棒在水平恒力 F=1. 2N的作用下由静止开始沿框架运动，求： (1)导体棒在运动 过程中的最大速度 V为多少？ ( 2)若导体棒从开始

11、运动到刚开始匀速运动这一过程中 滑行的位移为20米，求此过程中回路电阻产生的焦耳热Q以及流过电阻R的电量q各为多少? ( g取10 m/s2)BMN5.【答案】（1） 5m/s；（2） 1. 5J;（3） 2C;【解析】（1）导体棒在运动过程中出现最大速度时，加速度为零，则当物体开始做匀速运动时，有：F mg F安 0又：F安 BIL,IRE7,EBLv解得 v 5 m/s（2）设在此过程中流过电阻BLxR的电量为q,则根据法拉第电磁感应定律得q R r R r设克服安培力做的功为=2CW,Fx mgx则由动能定理，则：12-mv 解得：W=1.5J2【考点】电磁感应.6.、（16分）如图所示

12、，两条间距l=1m的光滑金属导轨制成倾角37 的斜面和水平面，上端用阻值为R=4Q的电阻连接。在斜面导轨区域和水平导轨区域内分别有垂直于斜面和水平面的匀强磁场 Bi和B2,且Bi =B2=0.5T。ab和cd是质量均为 m=0.1kg ,电阻均为r=4 的两根金属棒，ab置于斜面导轨上，cd置于水平导轨上，均与导轨垂直且接触良好。已知t=0时刻起，cd棒在外力作用下开始水平向右运动（cd棒始终在水平导轨上运动）= 0.6 0.2t （N）沿斜面向上的力作用，处于静止状态。不计导轨的电阻，试求：(1)(2)(3)(4)流过ab棒的电流强度Iab随时间t变化的函数关系;分析并说明cd棒在磁场B2中

13、做何种运动；t=0时刻起，1s内通过cd棒的电量q;若t=0时刻起,1.2s内作用在cd棒上外力做功为 W=16J,则这段时间内电阻 R上产生的焦耳热Qr多大?答案6. （16分）解：（1） ab棒平衡，则F + Fa= mgsin37(2分)（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）0.6-0.2t+0.5 招bX1 = 0.1 10X0.6得 Iab=0.4t （A）（2） cd棒上电流Icd=2Iab=0.8t （A），则回路中电源电动势E=Icdcd棒切割磁感线，产生的感应电动势为E= BLv联立得，cd棒的速度v=9.6t所以，cd棒做初速为零的匀加速直线运动。1 c 1（3） cd棒

14、的加速度为 a=9.6m/s2, 1s 内的位移为 S= -at2 = -X9.6 12=4.8m(1 分)根据JE 吧，（1分）R总R总tR总t得4=和=驳 0.5 1 4.8=0.4C（2 分）R总6（4） t= 1.2s 时，cd 棒的速度 v= at= 11.52m/s（1 分）1 一八根据动能定理 W W安= mv20（2分）（1分）1得1.2s内克服安培力做功W安=1620.1 11.522= 9.36J回路中产生的焦耳热 Q= W安=9.36J电阻R上产生的焦耳热 Qr= Q/6 = 1.56J（1分）7.（上海市卢湾区高三上学期期末考试）如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带

15、电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为do油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中， 在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度U时，带电油滴恰好V1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为能以速度V2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为p,已测量出油的直径为 D （油1滴可看做球体，球体体积公式V=兀D3）,重力加速度为go6（1）设油滴受到气体的阻力 f=kv,其中k为阻力系数，求k的大小；（2）求油滴所带电

16、荷量。答案7、（12分）（1）油滴速度为 vi时所受阻力f1=kv1,油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有f1=mg , （2分）11 Cm= pV= upD3 （2J）贝 Uk= pp D3g（ 2 分）（2）设油滴所带电荷量为 q,油滴受到的电场力 5电=4=49，（2分）d，油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，kv2 +mg=qU（2分）d3则油滴所带电荷量q= 二gd（V1 V（2分）6Uv18.（北京市西城区高三第一学期期末考试）（11分）如图所示，相距为 R的两块平行金属板M、N正对着放置，&、陵分别为M、N板上的小孔，si、S2、。三点共线，它们的连 线垂直M、N,且S

17、2O=Ro以。为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板，板上各点到 O点的距离以及板两端点的距离都为2R,板两端点的连线垂直 M、N板。质量为m、带电量为+q的粒子，经Si进入M、N间的电场后，通过 S2进入磁场。粒子在 si处的速度和粒子所受的重力均不计。（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小工（2）若粒子恰好打在收集板 D的中点上，求 M、N间的电压值Uo；(3)当M、N间的电压不同时，粒子从si到打在的最小值。D上经历的时间t会不同，求tM R ND答案8.解：(1)粒子从si到达S2的过程中，根据动能定理得qU1 2一mv

18、2解得粒子进入磁场时速度的大小(2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有2vqvB mr由 得加速电压U与轨迹半径r的关系为2 2U以2m当粒子打在收集板 D的中点时,粒子在磁场中运动的半径 ro=R对应电压UoqB2R22m【1分】【1分】【1分】【1分】【1分】(3) M、N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越 短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短， 所以当粒子打在收集板 D的右端时，对应时间t最短。 【1分】根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径r = J3 R【1分】由得粒子进入磁场时速

19、度的大小粒子在电场中经历的时间粒子在磁场中经历的时间t2qBrv mR 2 . 3mv 3qB2【1分】3R 一3 上v 3qB【1分】粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间t3 - 3m【1分】v 3qB粒子从S1到打在收集板 D上经历的最短时间t= t 1+ t2+ t3=（33一）m【1分】3qB9.（上海市浦东新区高三第一学期质量抽测试卷） 金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导轨间距为 角为%匀强磁场的宽度为 d,磁感应强度大小为 的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起，（14分）如图所示，两平行的足够长光滑1,导轨电阻忽略不计，导轨所在平面的倾B、方向与导轨平面垂直向下。长度为 2

20、d 总质量为m,置于导轨上。导体棒中通以大小恒为I的电流，方向如图所示（由外接恒流源产生，图中未图出）。线框的边长为 d（d 1）,电阻为R,下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为go问：（1）线框从开始运动到完全进入磁场区域的过程中，通过线框的电量为多少？（2）装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q是多少？（3）线框第一次向下运动即将离开磁场下边界时线框上边所受的的安培力Fa多大？（4）经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离Xm是多少？答案9. （14分）解：（1）通过线框

21、的电量为Bd2q I t t （3 分）t R RR（2）设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，作用在线框上的安培力做功为W由动能定理mg sin 4d W BIld 0且Q = -W解得Q=4mgdsin a-BIld（4 分）（3）设线框第一次向下运动刚离开磁场下边界时的速度为 动能定理_ ,_12mgsin 2d BIld 0 - mviVi ,则接着又向下运动 2d ,由得Vi2BIld 4mgd sin2 .22 2安培力Fa BId B典d旦9工 J2BIld -4mg恒二（4分） RR R m（4）经过足够长时间后，线框在磁场下边界与最大距离Xm之间往复运动。由动能定

22、理 mgsin aXm- BIl （xm-d）=0Bild八解得Xm （3分）BIl mgsin10.（湖北省新洲二中高三元月月理科综合试题部分）（20分）如图所示，电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置，其上端接一阻值为3的定值电阻R.在水平虚线Li、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B、磁场区域的高度为 d 0.5m .导体棒a的质量ma 0.2kg ,电阻Ra 3 ；导体棒b的质量mb 0.1kg ,电阻Rb 6 .它们分别从图中 M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时a正好进入磁场.设重力加速度为g=10 m/s2.（不计a、

23、b之间的作用，整个运动过程中a、b棒始终与金属导轨接触良好）求：（1）在整个过程中a、b两棒克服安培力分别做的功；（2） a进入磁场白速度与 b进入磁场的速度之比：（3）分别求出M点和N点距虚线L1的高度.答案10. （20分）解（1）因a、b在磁场中匀速运动，其安培力等于各自的重力，由功的公式得Wa magd 1.0 J（3 分）Wb mbgd 0.5 J（3 分）（2） b在磁场中匀速运动时：速度为Vb,总电阻R1=7.5 Qb中的电流IbuBLvbB2L2VbRimbg（1分）（2分）同理，a棒在磁场中匀速运动时：速度为va,总电阻R2=5 Q2 , 2B L VaR2mag由以上各式得

24、：出3Va 4（3） v2 2ghhb9h 16 aVa Vb gtd Vbt,_4由得 ham=1.33 m33hb m=0.75 m4（2分）（2分）（1分）（1分）（1分）（2分）（2分）11.（吉林省东北师大附中高三第三次摸底考试试题）（14分）如图，xoy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场，一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点 O以速度Vo沿x轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的M （ 2j3a , a）点时，撤去电场，粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域（图中未画出），又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过 M点。已知磁场方向垂直 xoy平面（纸面）

25、向里， 磁感应强度大小为 B,不计粒子的重力。试求：电场强度的大小；N点的坐标；矩形磁场的最小面积。答案11. （14分）如图是粒子的运动过程示意图。粒子从。到M做类平抛运动，设时间为 t,则有273a Vot （1 分）1 qEt22 m6qa（1分）（1分）V0x粒子运动到M点时速度为v,与x方向的夹角为 ，则qEtm3Tv0（i分）2.3Vo（1分）tanVy, 3，即 30（1 分）vo3由题意知，粒子从 P点进入磁场，从 N点离开磁场,2粒子在磁场中以 O点为圆心做匀速圆周运动，设半径为R,则qBv m （1分）R解得粒子做圆周运动的半径为R mv 空mv0（1分）qB 3qB1由几何关系知，-PMN 30（1分）所以N点的纵坐标为yz _R_ a 2mvL a （1分） tanqB横坐标为xN 2.3a即N点的坐标为（23a , 2mv0 a ）（1分）qB当矩形磁场为图示虚线矩形时的面积最小。则矩形的两个边长分别为4 3mv0八L 2R （1 分）3qB3m%（1加L2 R Rsin （ 刃）qB所以矩形磁场的最小面积为Smin分）L1L22 24m v0-2r 2q b（1