10电磁感应-天津11年高考物理试题分类解析（测试卷及答案解析）.docx

天津11年高考（2010-2020）物理试题分类解析 10电磁感应 2020新高考第11题 11.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求 （1）在到时间内，金属框中的感应电动势E； （2）时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向； （3）在到时间内，金属框中电流的电功率P。 【答案】（1）0.08V；（2）0.016N，方向垂直于ab向左；（3）0.064W 【解析】（1）在到的时间内，磁感应强度的变化量，设穿过金属框的磁通量变化量为，有① 由于磁场均匀变化，金属框中产生的电动势是恒定的，有② 联立①②式，代入数据，解得③ （2）设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有④ 由图可知，时，磁感应强度为，金属框ab边受到的安培力⑤ 联立①②④⑤式，代入数据，解得⑥，方向垂直于ab向左。⑦ （3）在到时间内，金属框中电流电功率⑧ 联立①②④⑧式，代入数据，解得⑨ 2010年题 11.（18分）如图所示，质量m1=0.1kg，电阻R1=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2. (1)求框架开始运动时ab速度v的大小； （2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小。 【答案与解析】 （1）对框架的压力 ① 框架受水平面的支持力 ② 依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力 ③ 中的感应电动势 ④ 中电流 ⑤ 受到的安培力 F ⑥ 框架开始运动时 ⑦ 由上述各式代入数据解得 ⑧ （2）闭合回路中产生的总热量 ⑨ 由能量守恒定律，得 ⑩ 代入数据解得 ⑾ 注意⑨、⑩两式，安培力对导体棒ab做的功等于闭合回路中产生的总热量。 本题考查电磁感应与力学的综合知识和分析解决问题的能力。 2011年第4题 4．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线 垂直的转轴匀速转动，如图1所示。产生的 交变电动势的图像如图2所示，则 A．=0．005s时线框的磁通量变化率为零 B．=0．01s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311V D．线框产生的交变电动势频率为100HZ 【答案】4．B 2011年第11题 11．（18分）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止。取g=10m/s2，问 （1）通过棒cd的电流I是多少，方向如何？ （2）棒ab受到的力F多大？ （3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？ 【解析】11．（8分） （1）棒cd受到的安培力 ① 棒cd在共点力作用下平衡，则 ② 由①②式，代入数据得 I=1A ③ 根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c ④ （2）棒ab与棒cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd 对棒ab，由共点力平衡知 ⑤ 代入数据解得 F=0.2N （3）设在时间t内棒cd产生Q=0.1J热量，由焦耳定律知 ⑥ Q=I2Rt ⑦ 设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势 E=Blv ⑧ 由闭合电路欧姆定律知 I ⑨ 由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移 x=vt ⑩ 力F做的功 W=Fx eq \o\ac(○,11) 综合上述各式，代入数据解得 W=0.4J eq \o\ac(○,12) 2012年11题 11．（18分）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻，一质量m=0.1