2012高三物理精练(45).doc

2012高三物理精选精练（45）
1．下列关于感应电动势大小的说法中，正确的是(　　)
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
解析：选D.由法拉第电磁感应定律E＝n知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量的大小、磁通量的变化和磁感应强度无关，故只有D项正确．
2．(2011年陕西汉中调研)一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图9－1－11所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍(　　)

图9－1－11
A．把线圈匝数增加一倍
B．把线圈面积增加一倍
C．把线圈半径增加一倍
D．改变线圈与磁场方向的夹角
解析：选C.设导线的电阻率为ρ，横截面积为S0，线圈的半径为r，则I＝＝＝＝··sinθ.可见将r增加一倍，I增加一倍，将线圈与磁场方向的夹角改变时，sinθ不能变为原来的2倍(因sinθ最大值为1)，若将线圈的面积增加一倍，半径r增加到原来的倍，电流也增加到原来的倍，I与线圈匝数无关．综上所述，只有C正确．
3．(2011年福建调研)如图9－1－12所示，半径为r的半圆形金属导线(CD为直径)处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，有关导线中产生感应电动势的大小，下列说法中错误的是(　　)

图9－1－12
A．导线从图示位置开始绕CD以角速度ω匀速转动时E＝πr2Bωsinωt
B．导线在纸面内沿与CD成45°角以速度v斜向下匀速运动时E＝rBv
C．导线不动，匀强磁场以速度v水平向左匀速运动时E＝0
D．导线在纸面内以速度v水平向右运动，同时匀强磁场以速度v沿CD方向向上匀速运动时E＝2Brv
解析：选C.半圆形导线CAD在匀强磁场中以角速度ω绕CD匀速转动时，E＝BSωsinωt＝πr2Bωsinωt，A正确；半圆形导线的长度等效为2r，当它在纸面内沿与CD成45°角以速度v斜向下匀速运动时其切割磁感线的有效长度为r，则感应电动势的大小E＝rBv，B正确；导线不动，匀强磁场以速度v水平向左匀速运动时，等效为导线在纸面内沿垂直CD方向以速度v向右匀速运动，则E＝2Brv，C错误；导线在纸面内以速度v水平向右运动，同时匀强磁场以速度v沿CD方向向上匀速运动，等效为导线在纸面内以大小为v、方向与CD成45°斜向下匀速运动，则感应电动势的大小E＝2rBv，D正确．
4．(2010年高考安徽卷)如图9－1－13所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)．两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2.不计空气阻力，则(　　)

图9－1－13

A．v1 <v2，Q1< Q2　　　　　 B．v1＝v2，Q1＝Q2
C．v1 <v2，Q1>Q2 D．v1＝v2，Q1< Q2
解析：选D.由于从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流同时受到磁场的安培力F＝，又R＝ρ(ρ为材料的电阻率，l为线圈的边长)，所以安培力F＝，此时加速度a＝g－，且m＝ρ0S·4l(ρ0为材料的密度)，所以加速度a＝g－是定值，线圈Ⅰ和Ⅱ同步运动，落地速度相等v1＝v2.由能量守恒可得：Q＝mg(h＋H)－mv2(H是磁场区域的高度)，Ⅰ为细导线，m小，产生的热量小，所以Q1< Q2.正确选项为D.

5．半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B＝0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a＝0.4 m，b＝0.6 m，金属圆环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2 Ω，一金属棒MN与金属圆环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计．

图9－1－14

(1)若棒以v0＝5 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬间(如图9－1－14所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流．
(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为＝ T/s，求L1的功率．
解析：(1)棒通过圆环直径时切割磁感线的有效长度L＝2a，棒中产生的感应电动势为
E＝BLv＝B·2av0＝0.2×0.8×5 V＝0.8 V.
当不计棒和圆环的电阻时，直径OO′两端的电压U＝E＝0.8 V，通过灯L1的电流为I1＝＝ A＝0.4 A.
(2)右半圆环上翻90°后，穿过回路的磁场有效面积为原来的一半，S′＝πa2，磁场变化时回路中产生的感应电动势为
E′＝＝＝πa2× V＝0.32 V.
由于L1、L2两灯相同，圆环电阻不计，所以每个灯的电压均为U′＝E′，L1的功率为P1＝＝＝1.28×10－2 W.
答案：(1)0.8 V　0.4 A　(2)1.28×10－2 W

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