2019-2020年高考物理二轮复习 专题整合突破四 电路和电磁感应 第11讲 电磁感应规律及应用效果自评.doc

《2019-2020年高考物理二轮复习 专题整合突破四 电路和电磁感应 第11讲 电磁感应规律及应用效果自评.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020年高考物理二轮复习 专题整合突破四 电路和电磁感应 第11讲 电磁感应规律及应用效果自评.doc（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

2019-2020年高考物理二轮复习 专题整合突破四 电路和电磁感应 第11讲 电磁感应规律及应用效果自评 1．[xx江西一模]如右图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，在选项图中，线框中感应电流i与线框移动的位移x的关系图象正确的是(　　) 答案　C 解析　线框从开始进入到全部进入第一个磁场时，磁通量向里增大，则由楞次定律可知，电流方向为逆时针，故B一定错误；因切割的有效长度均匀增大，故由E＝BLv可知，电动势也均匀增加；而在全部进入第一部分磁场时，磁通量达最大，该瞬间变化率为零，故电动势也为零，故A错误；当线圈开始进入第二段磁场后，线圈中磁通量向里减小，则可知电流为顺时针，故D错误，C正确；故选C。 2．[xx菏泽一模](多选)用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径。如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率＝kt(k<0)。则(　　) A．圆环中产生逆时针方向的感应电流 B．圆环具有扩张的趋势 C．圆环中感应电流的大小为 D．图中a、b两点间的电势差Uab＝|kπr2| 答案　BD 解析　磁通量向里，减小，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中感应电流的方向为顺时针，所以A错误。由楞次定律可知，为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，所以B选项正确。由法拉第电磁感应定律可知E＝＝k，感应电流I＝＝＝，故C选项错误。由闭合电路欧姆定律可知，ab间的电势差为Uab＝||＝|kπr2|，D选项正确。 3．[xx山东模拟](多选)如图所示，间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角θ＝30，导轨电阻不计，正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直导轨向上。甲、乙两金属杆电阻相同、质量均为m，垂直于导轨放置。起初甲金属杆处在磁场的上边界ab上，乙在甲上方距甲也为l处。现将两金属杆同时由静止释放，释放同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力，使甲金属杆始终以大小为a＝g的加速度沿导轨向下匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，重力加速度为g，则以下正确的是(　　) A．每根金属杆的电阻R＝ B．甲金属杆在磁场区域运动过程中，拉力对杆做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热 C．乙金属杆在磁场区域运动过程中，安培力的功率是P＝mg D．乙金属杆进入磁场直至出磁场过程中回路中通过的电量为Q＝m 答案　AB 解析　乙没进磁场前受力分析，由牛顿第二定律得mgsinθ＝ma2→a2＝g＝a甲，因此甲乙两杆相对静止，当乙刚进入磁场时做匀速运动，受力平衡，mgsinθ＝BIl，此时甲刚离开磁场，由运动学可知2al＝v2，由法拉第电磁感应定律得E＝Blv，而由欧姆定律可知I＝，以上各式联立得R＝，所以A选项正确。由于乙在磁场中做匀速直线运动，所以安培力的功率P＝mgsinθv＝mg，C选项错误。乙杆从进入磁场到出磁场的过程中通过回路的电量Q＝＝＝，D选项是错误的。列甲、乙两杆组成的系统的动能定理：2mgsinθl＋WF－W克＝2mv2，又由功能关系得Q热＝W克＝WF，所以B选项是正确的。 4．[xx山西联考](多选)如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以初速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中(　　) A．通过R的电流方向为由外向内 B．拉力F做的功为＋mgr C．R上产生的热量为 D．流过R的电量为 答案　ABC 解析　由右手定则可知，通过R的电流由外向内，A选项是正确的，由于棒做速度为v0的匀速圆周运动，所以它的角速度ω＝为定值，棒切割磁感线的有效速度为垂直磁感线的分速度，即v＝v0cosωt，由法拉第电磁感应定律可知E＝BLv＝BLv0cosωt也就是产生了余弦式交流电，求R上产生的热量时，必须用交流电的有效值E＝，所以Q热＝t，其中t＝＝＝，代入得Q热＝，所以C选项是正确的。流过R的电量：q＝＝，因此D选项是错误的。列棒从开始到ab过程中的动能定理：WF－mgr－W克安＝0，其中W克安＝Q热，代入得WF＝＋mgr，所以B选项是正确的。 5．[xx银川一模]如图所示，倾斜角θ＝30的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接。轨道宽度均为L＝1 m，电阻忽略不计。匀强磁场Ⅰ仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小B1＝1 T；匀强磁场Ⅱ仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小B2＝1 T。现将两质量均为m＝0.2 kg，电阻均为R＝0.5 Ω的相同导体棒ab和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放。取g＝10 m/s2。 (1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小； (2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，ab棒产生的焦耳热Q＝0.45 J，求该过程中通过cd棒横截面的电荷量； (3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h＝10 m，cd棒由静止释放后，为使cd棒中无感应电流，可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化，将cd棒开始运动的时刻记为t＝0，此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0＝1 T，试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内，磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式。 答案　(1)1 m/s　(2)1 C　(3)B＝(t< s) 解析　(1)cd棒匀速运动时速度最大，设为vm，棒中感应电动势为E，电流为I， 感应电动势：E＝BLvm，电流：I＝ 由平衡条件得：mgsinθ＝BIL，代入数据解得：vm＝1 m/s (2)设cd棒从开始运动到达最大速度的过程中经过的时间为t，通过的距离为x，cd棒中平均感应电动势为E1，平均电流为I1，通过cd棒横截面的电荷量为q，由能量守恒定律得：mgxsinθ＝mv＋2Q 电动势：E1＝，电流：I1＝，电荷量：q＝I1t 代入数据解得：q＝1 C (3)设cd棒开始运动时穿过回路的磁通量为Φ0，cd棒在倾斜轨道上下滑的过程中，设加速度大小为a，经过时间t通过的距离为x1，穿过回路的磁通量为Φ，cd棒在倾斜轨道上下滑时间为t0，则：Φ0＝B0L 加速度：a＝gsinθ，位移：x1＝at2 Φ＝BL(－x1)，＝at 解得：t0＝ s 为使cd棒中无感应电流，必须有：Φ0＝Φ 解得：B＝(t< s)。