高考物理二輪復(fù)習(xí)第一部分專題十電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用限時集訓(xùn)

1、專題限時集訓(xùn)(十)電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用(對應(yīng)學(xué)生用書第135頁)(建議用時：40分鐘)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分在每小題給出的四個選項中，第15題只有一項符合題目要求，第68題有多項符合題目要求全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1如圖1023，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動，在運(yùn)動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：17214173】圖1023APQRS中沿順時針方向，T中沿

2、逆時針方向BPQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向CPQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向DPQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向DPQ向右運(yùn)動，導(dǎo)體切割磁感線，根據(jù)右手定則，可知電流由Q流向P，即逆時針方向，根據(jù)楞次定律可知，通過T的磁場減弱，則T的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場應(yīng)指向紙面里面，則感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針2如圖1024所示，將一鋁管豎立在水平桌面上，把一塊直徑比鋁管內(nèi)徑小一些的圓柱形的強(qiáng)磁鐵從鋁管上端由靜止釋放，強(qiáng)磁鐵在鋁管中始終與管壁不接觸則強(qiáng)磁鐵在下落過程中()圖1024A若增加強(qiáng)磁鐵的磁性，可使其到達(dá)鋁管底部的速度變小B鋁管對水平桌面的壓力一定逐漸變大C強(qiáng)磁鐵落到鋁管底部的動能等

3、于減少的重力勢能D強(qiáng)磁鐵先加速后減速下落A磁鐵通過鋁管時，導(dǎo)致鋁管的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流阻礙磁鐵相對于鋁管的運(yùn)動；結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律可知，磁鐵的磁場越強(qiáng)、磁鐵運(yùn)動的速度越快，則感應(yīng)電流越大，感應(yīng)電流對磁鐵的阻礙作用也越大，所以若增加強(qiáng)磁鐵的磁性，可使其到達(dá)鋁管底部的速度變小，故A正確磁鐵在整個下落過程中，由楞次定律“來拒去留”可知，鋁管對桌面的壓力大于鋁管的重力；同時，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律可知，磁鐵運(yùn)動的速度越快，則感應(yīng)電流越大，感應(yīng)電流對磁鐵的阻礙作用也越大，所以磁鐵將向下做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動磁鐵可能一直向下做加速運(yùn)動，也可能磁鐵先向下做加速運(yùn)動，最后做勻速

4、直線運(yùn)動，不可能出現(xiàn)減速運(yùn)動；若磁鐵先向下做加速運(yùn)動，最后做勻速直線運(yùn)動，則鋁管對水平桌面的壓力先逐漸變大，最后保持不變，故B錯誤，D錯誤磁鐵在整個下落過程中，除重力做功外，還有產(chǎn)生感應(yīng)電流對應(yīng)的安培力做功，導(dǎo)致減小的重力勢能，部分轉(zhuǎn)化為動能外，還有部分產(chǎn)生內(nèi)能，動能的增加量小于重力勢能的減少量，故C錯誤3(2017咸陽二模)如圖1025所示，一呈半正弦形狀的閉合線框abc，acl，勻速穿過邊界寬度也為l的相鄰磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，整個過程線框中感應(yīng)電流圖象為(取順時針方向?yàn)檎较?()圖1025B線框從左邊磁場進(jìn)入右邊磁場的過程中，兩邊都切割磁感線，磁通量變化得更快，感應(yīng)電動勢更

5、大，感應(yīng)電流方向沿逆時針，為負(fù)，選項B正確4在如圖1026甲所示的電路中，電阻R1R22R，圓形金屬線圈半徑為r1，線圈導(dǎo)線的電阻為R，半徑為r2(r20)變化，C2中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2，一質(zhì)量為m、電阻為r、長度為L的金屬桿AB穿過區(qū)域C2的圓心垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，并恰能保持靜止則()圖1030A通過金屬桿的電流大小為B通過金屬桿的電流方向?yàn)閺腂到AC定值電阻的阻值為RrD整個電路的熱功率PBCD根據(jù)題述金屬桿恰能保持靜止，由平衡條件可得：mgB2I2a，通過金屬桿的電流大小為I，選項A錯誤由楞次定律可知，通過金屬桿的電流方向?yàn)閺腂到A，選項B正確根據(jù)區(qū)域C1中磁場

6、的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間按B1bkt(k0)變化，可知k，C1中磁場變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢Ea2ka2，由閉合電路歐姆定律，EI(rR)，聯(lián)立解得定值電阻的阻值為Rr，選項C正確整個電路的熱功率PEIka2，選項D正確二、計算題(共2小題，32分)9(14分)(2016全國甲卷T24)如圖1031所示，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上t0時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動t0時刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計，兩者始終保持垂直且接觸良好

7、，兩者之間的動摩擦因數(shù)為重力加速度大小為g求：圖1031(1)金屬桿在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的電動勢的大?。?2)電阻的阻值【解析】(1)設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場前的加速度大小為a，由牛頓第二定律得maFmg設(shè)金屬桿到達(dá)磁場左邊界時的速度為v，由運(yùn)動學(xué)公式有vat0當(dāng)金屬桿以速度v在磁場中運(yùn)動時，由法拉第電磁感應(yīng)定律，桿中的電動勢為EBlv聯(lián)立式可得EBlt0(2)設(shè)金屬桿在磁場區(qū)域中勻速運(yùn)動時，金屬桿中的電流為I，根據(jù)歐姆定律I式中R為電阻的阻值金屬桿所受的安培力為fBlI因金屬桿做勻速運(yùn)動，由牛頓運(yùn)動定律得Fmgf0聯(lián)立式得R【答案】(1)Blt0(2)10(18分)如圖1032甲所示，兩根平行光滑金屬

8、導(dǎo)軌相距L1 m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角30，導(dǎo)軌的下端PQ間接有R8 的電阻相距x6 m的MN和PQ間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化情況如圖乙所示將阻值r2 的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，使導(dǎo)體棒從t0時由靜止釋放，t1 s時導(dǎo)體棒恰好運(yùn)動到MN，開始勻速下滑g取10 m/s2求：甲乙圖1032(1)01 s內(nèi)回路中的感應(yīng)電動勢；(2)導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量；(3)02 s時間內(nèi)導(dǎo)體棒所產(chǎn)生的熱量 【導(dǎo)學(xué)號：17214175】【解析】(1)01 s內(nèi)，磁場均勻變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律有：E1S由圖象得2 T/s，且SLx6 m2代入解得：E112 V(2)導(dǎo)體棒從靜止開始做勻加速運(yùn)動，加速度 agsin 1005 m/s25 m/s2t1 s末進(jìn)入磁場區(qū)域的速度為 vat151 m/s5 m/s導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢 E2BLv215 V10 V根據(jù)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場區(qū)域做勻速運(yùn)動，可知導(dǎo)體受到的合力為零，有：mgsin F安BIL根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I聯(lián)立以上各式得：m04 kg(3)在01 s內(nèi)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E112 V根據(jù)閉合