2019-2020年高考物理最近考题选 电磁感应.doc

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2019-2020年高考物理最近考题选 电磁感应 1、如图所示的圆形线圈共n匝，电阻为R，过线圈中心O垂直于线圈平面的直线上有A、B两点，A、B两点的距离为L，A、B关于O点对称。一条形磁铁开始放在A点，中心与O点重合，轴线与A、B所在直线重合，此时线圈中的磁通量为，将条形磁铁以速度v匀速向右移动，轴线始终与直线重合，磁铁中心到O点时线圈中的磁通量为，下列说法正确的是（ ） A.磁铁在A点时，通过一匝线圈的磁通量为 B.磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为 C.磁铁从A到B的过程中，线圈中磁通量的变化量为2 D.磁铁从A到B的过程中，通过线圈某一截面的电量不为零 答案 B 【命题立意】本题旨在考查法拉第电磁感应定律、楞次定律。 【解析】A、磁铁在A点时，线圈中的磁通量为，故通过一匝线圈的磁通量也为，与 匝数无关，故A错误； B、磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为 ，故B正确； C、D、磁通量先增加后减小，磁通量的变化量为零，故平均感应电动势为零，故平均感应电流为零，故通过线圈某一截面的电量为零，故C错误，D错误。 故选：B 2、如图所示，水平地面上固定着光滑平行导轨，导轨与电阻R连接，放在竖直向上的匀强磁场中，杆的初速度为，不计导轨及杆的电阻，则下列关于杆的速度与其运动位移之间的关系图像正确的是（ ） 答案 C 【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势。 【解析】导体棒受重力、支持力和向后的安培力； 感应电动势为： 感应电流为： 安培力为： 故：求和，有： 故： 故与是线性关系；故C正确，ABD错误。 故选：C 3、如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L导轨平面与水平面夹角为a导轨电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放 置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m电阻为R。两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中R2为一电阻箱，已知灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R，调节电阻箱使R2=12R，重力加速度为g，闭合开关S，现将金属棒由静止释放，求： (1)金属棒下滑的最大速度vm的大小； (2)当金属棒下滑距离为so时速度恰好达到最大，则金属棒由静止开始下滑2so的过程 中，整个电路产生的电热； 答案 （1）；（2） 【命题立意】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、电磁感应中的能量转化。 【解析】：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，达到最大时有： ① ② ③ 其中：④ 联立以上各式得金属棒下滑的最大速度：⑤ （2）由动能定理，有： 由于， 解得： 将⑤代入上式可得： （1）金属棒下滑的最大速度的大小是 （2）金属棒由静止开始下滑的过程中，整个电路产生的电热是 4、如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．当杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离，时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g．则此过程( ) A．轻杆在做匀加速直线运动 B．流过曲棒的电流从a→b C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D．恒力F做的功、安培力做的功与摩擦力做的功三者之和等于杆动能的变化量 答案 A、轻杆在恒力作用下作加速运动，速度增大，产生感应电动势和感应电流增大，安培力增大，合外力减小，加速度减小，当合外力为零作匀速运动，所以轻杆做加速度减小的变加速直线运动，故A错误； B、由右手定则判断知流过棒的电流从，故B错误； CD、根据动能定理得：恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于杆动能的变化量，而摩擦力做负功，安培力也做负功，则知恒力F做的功与摩擦力做的功之和大于杆动能的变化量，故C错误，D正确。 故选：D 5、如图甲所示，一个匝数n=100的圆形导体线圈，面积S1=0.4m2，电阻r=1Ω．在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．有一个R=2Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，求在0～4s时间内电阻R上产生的焦耳热. 答案 18J 6、在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度HP及PN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，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是( ) A．当ab边刚越过JP时，导线框具有加速度大小为a=gsinθ B．导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4：1 C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少 D．从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能 答案 BD 7、如图所示，两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中，磁场和导轨平面垂直，金属杆ab与导轨接触良好可沿导轨滑动，开始时电键S断开，当ab杆由静止下滑一段时间后闭合S，则从S闭合开始计时，ab杆的速度v与时间t的关系图象可能正确的是( ) 答案 ACD 8、如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成—个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环a、b与长直金属杆导通，在外力F作用下，正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动。杆的电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是L／2。在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感应强度为B。现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，在运动过程中导线和杆组成的平面始终与磁场垂直。t=0 时刻导线从O点进入磁场，直到全部穿过磁场，外力F所做功为( ) A． B． C． D． 答案 C 9、如图所示，粗细均匀的金属丝制成长方形导线框abcd（ad>ab），处于匀强磁场中。同种材料同样规格的金属丝MN可与导线框保持良好的接触并做无摩擦滑动。当MN在外力作用下从导线框左端向右匀速运动移动到右端的过程中，导线框消耗的电功率的变化情况是( ) A．始终增大 B．先增大后减小 C．先减小后增大 D．增大减小，再增大再减小 答案 D 10、为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在，如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器RB所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将(　　) A．I变大，U变小 B．I变小，U变小 C．I变大，U变大 D．I变小，U变大 答案 A 11、如图所示电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0，则（ ） A．I1=I2=I0 B．I1>I0>I2 C．I1=I2> I0 D．I11 m时θ＝ 【名师解析】 25、如图甲所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角θ=37，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg有一定阻值的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。（sin37=0.6，cos37=0.8）。求： （1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ （2）cd离NQ的距离s （3）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量 （4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）。 答案 26、如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1 m，底部接入一阻值为R=0.4Ω的定值电阻，上端开口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.2，ab连入导轨间的电阻r=0.1Ω，电路中其余电阻不计。现用一质量为M=2.86kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连。由静止释放M，当M下落高度h=2.0 m时，ab开始匀速运动（运动中ab始终垂直导轨，并接触良好）。不计空气阻力，sin53=0.8，cos53=0.6，取g=10m/s2。求： （1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度vm； （2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR和流过电阻R的总电荷量q。 答案 27、如图所示，一轨道的倾斜部分和水平部分都处于磁感应强度为B的匀强磁场中，且磁场方向都与轨道平面垂直，水平轨道足够长。一质量为m的水平金属棒ab，从静止开始沿轨道下滑，运动过程中金属棒ab始终保持与轨道垂直且接触良好。金属棒从斜轨道转入水平轨道时无机械能损失。关于ab棒运动的速度时间图像，可能正确的是（ ） 答案 CD 28、如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场垂直，且bc边与磁场边界MN重合。当t=0时，对线框施加一水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t=t0时，线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间变化的图线。由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小为（ ） A． B． C． D． 答案 B 29、如图，正方形线框的边长为L，电容器的电容量为C．正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场以k 的变化率均匀减弱时，则（ ） A. 线圈产生的感应电动势大小为kL2 B. 电压表没有读数 C. a 点的电势高于b 点的电势 D. 电容器所带的电荷量为零 答案 BC 30、如图甲所示，在xOy坐标系中，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，紧靠极板的右边缘的等边△FGH区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，F、H位于y轴上，边界FG、HG关于x轴对称．位于极板左侧的粒子源沿x轴向右接连发射质量为m、电荷量为＋q、速度相同的带电粒子，现在0～3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压，已知t＝0时刻进入两板间的粒子恰好在t0时刻射入磁场且恰好不会从边界HG、FG射出磁场区域，上述l、m、q、t0为已知量，U0＝，不考虑粒子的重力及粒子间的相互影响，将PQ间电场视为匀强电场，求： (1)t＝0时刻进入两板间的带电粒子射入磁场时的速度； (2)匀强磁场的磁感应强度； (3)t＝t0时刻进入两板间的带电粒子在匀强磁场中运动的时间． 答案 (1)速度大小，与y轴负方向夹角为45　(2) (3) 解析　(1)t＝0时刻进入电场的粒子t0时刻刚好射出电场 带电粒子沿x轴分速度大小为v0＝ y轴负方向偏移距离y＝t＝l 设粒子离开电场沿y轴负方向的分速度为vy，则有 l＝t0 射入磁场的速度大小v1＝＝，与y轴负方向夹角为45 (2)如图所示，设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1，由几何关系得 R1＝l qv1B＝m B＝ (3)t0时刻进入两板间的带电粒子在两板间做匀速直线运动，在2t0时刻沿x方向进入磁场，进入磁场后做匀速圆周运动，如图所示，设半径为R2 R2＝＝l T＝＝πt0 设△FGH边长为a，则由几何关系得 2R1＋＝asin 60 a＝l 因(－R2)sin 60>R2，粒子不会从FG边射出磁场 粒子在磁场中运动时间 t＝T＝