（江蘇選考）2018版高考物理二輪復習 第一部分 專題四 電路和電磁感應 專題跟蹤檢測（二十一）掌握電磁感應中的四個重點題型_1

1、（江蘇選考）2018版高考物理二輪復習 第一部分 專題四 電路和電磁感應 專題跟蹤檢測（二十一）掌握電磁感應中的四個重點題型專題跟蹤檢測（二十一）掌握電磁感應中的四個重點題型一、選擇題(第15題為單項選擇題，第69題為多項選擇題)1.(2017鹽城期中)如圖所示的電路中，L是電阻不計的電感線圈，C是電容器，閉合開關S，待電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后再斷開開關S，LC回路中將產生電磁振蕩。如果規(guī)定電感L中的電流方向從a到b為正，斷開開關時刻為t0，選項圖中能正確表示電感線圈中的電流i隨時間t變化的規(guī)律的是()解析：選A閉合開關S電路達到穩(wěn)定時，電感線圈內有電流而電容器上沒有電流，流過電感線圈的電流是從a流

2、向b，斷開開關S瞬間，電流要減小，而電感線圈的感應電動勢阻礙電流減小，則電流方向不變，大小在慢慢減小，同時對電容器充電；當電容器充電完畢時，電流為零。接著電容器放電，電流方向與之前相反，大小在不斷增大，直到電容器放電完畢后，電流反向最大；之后電容器與電感線圈組成的LC回路重復以上的過程，在LC回路中產生電磁振蕩，回路中出現(xiàn)余弦式電流，故A正確，B、C、D錯誤。2如圖所示，水平面內有一平行金屬導軌，導軌光滑且電阻不計。勻強磁場與導軌平面垂直。阻值為R的導體棒垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好。在電容器充滿電后將開關S由1擲到2。電容器通過導體棒放電，下列說法正確的是()A導體棒受到向右的安培力

3、作用，做變加速運動B導體棒受到向左的安培力作用，做勻加速運動C電容器放電過程中，電場能轉化為導體棒的動能D電容器放電過程中，電場能轉化為焦耳熱解析：選A電容器充滿電后，上側極板是高電勢，電容器通過導體棒放電，導體棒中電流方向由上到下，由左手定則可判斷出導體棒受到向右的安培力作用。由于電容器放電電流逐漸減小，導體棒所受安培力逐漸減小，則其加速度逐漸減小，所以導體棒做變加速運動，A正確，B錯誤；根據(jù)能量守恒定律，電容器放電過程中，電容器儲存的電場能轉化為導體棒的動能和導體棒產生的焦耳熱，C、D錯誤。3.如圖所示，在豎直平面內有一金屬環(huán)，環(huán)半徑為0.5m，金屬環(huán)總電阻為2，在整個豎直平面內存在垂直紙

4、面向里的勻強磁場(勻強磁場未畫出)，磁感應強度為B1T，在環(huán)的最高點上方距環(huán)0.5m處A點用鉸鏈連接一長度為1.5m，電阻為3的導體棒AB，當導體棒AB擺到豎直位置時，導體棒B端的速度為3m/s。已知導體棒下擺過程中緊貼環(huán)面且與金屬環(huán)有良好接觸，則導體棒AB擺到豎直位置時，AB兩端的電壓大小為()A0.4VB0.65VC2.25VD4.5V解析：選B當導體棒擺到豎直位置時，由vr可得，導體棒與金屬環(huán)上側接觸處C點的速度為：vCvB3m/s1m/s，AC間電壓為：UACEACBLAC10.5V0.25V，CB段產生的感應電動勢為：ECBBLCB11V2V，金屬環(huán)兩側并聯(lián)，電阻為：R0.5，導體棒

5、CB段的電阻為：r2，則CB間電壓為：UCBECB2V0.4V，故AB兩端的電壓大小為：UABUACUCB(0.250.4)V0.65V，B正確。4如圖甲所示，光滑的導軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，軌道左側連接一定值電阻R，導體棒ab垂直導軌，導體棒ab和導軌的電阻不計。導體棒ab在水平外力的作用下運動，外力F隨時間t變化的關系如圖乙所示，在0t0時間內從靜止開始做勻加速直線運動，則在t0以后，導體棒ab的運動情況為()A一直做勻加速直線運動B做勻減速直線運動，直到速度為零C先做加速運動，最后做勻速直線運動D一直做勻速直線運動解析：選C設導體棒ab與導軌接觸間的長度為L，運動速度為v，則導

6、體棒ab所受安培力FBIL；因為導體棒ab在0t0時間內從靜止開始做勻加速直線運動，所以F2F；因為速度不能瞬變，所以t0以后，導體棒ab先做加速運動，故B、D錯誤；導體棒ab做加速運動，速度增大，F(xiàn)繼續(xù)增大，則合外力減小，加速度減小，故A錯誤；當速度增大到使FF2后，導體棒ab將做勻速直線運動，故C正確。5(2017揚中二模)如圖甲，水平放置的平行金屬導軌可分別與定值電阻R和平行板電容器C相連，導體棒MN置于導軌上且接觸良好，取向右為運動的正方向，MN沿導軌運動的xt圖像如圖乙所示；MN始終處于豎直向上的勻強磁場中，不計導軌和MN電阻，則0t2時間內()A若S接A，電容器a極板始終帶負電B若

7、S接A，t1時刻電容器兩極板電壓最大C若S接B，MN所受安培力方向先向左后向右D若S接B，t1時刻MN所受的安培力最大解析：選C在xt圖像中，圖像的斜率表示MN運動的速度，由題圖乙可知，0t1時間內斜率為正值、t1t2時間內斜率為負值，則說明0t2時間內MN先向右移動后向左移動。若S接A，MN通過金屬導軌與電容器連接，0t2時間內MN先向右運動后向左運動，根據(jù)右手定則可知，感應電流的方向先順時針后逆時針，可知電容器a極板先帶負電后帶正電，故A錯誤；若S接A，t1時刻MN瞬間靜止，即MN不切割磁感線，故MN中無感應電動勢產生，電容器兩極板電壓為零，即最小，故B錯誤；若S接B，MN通過金屬導軌與定

8、值電阻R連接，0t2時間內，MN先向右運動后向左運動，根據(jù)右手定則可知，電流的方向先順時針后逆時針，由左手定則可知，MN所受安培力方向先向左后向右，故C正確；若S接B，t1時刻MN瞬間靜止，不切割磁感線，電路中無電流，MN受安培力為零(即最小)，故D錯誤。6.(2017南京名校聯(lián)考)超導體具有電阻為零的特點，如圖為超導磁懸浮原理圖，a是一個超導閉合環(huán)，置于一個電磁鐵線圈b正上方，當閉合電鍵S后，a環(huán)能懸浮在電磁鐵上方平衡。下列說法正確的有()A閉合電鍵S瞬間，a環(huán)中感應電流受到的安培力向上B閉合電鍵S，穩(wěn)定后通過a環(huán)的磁通量不變，a環(huán)中不再有電流C閉合電鍵S，穩(wěn)定后通過a環(huán)的電流是恒定電流DR

9、取不同的電阻，穩(wěn)定后a環(huán)所受安培力都相等解析：選ACD閉合電鍵S瞬間，線圈中磁通量增大，則由楞次定律可知，a環(huán)中產生的安培力將使a環(huán)有向上運動的趨勢，故a環(huán)中感應電流受到的安培力向上，故A正確；由于a環(huán)由超導體制成，沒有電阻所以不消耗能量，故電流一直存在，故B錯誤；閉合電鍵S，穩(wěn)定后通過a環(huán)的電流不再變化，故為恒定電流，故C正確；因a環(huán)處于平衡狀態(tài)，所以受到的安培力一定等于重力，故穩(wěn)定時所受安培力與電阻R無關，故D正確。7.如圖所示，U形光滑金屬導軌NMPQ(其電阻不計)固定在水平面內，軌距L1m，導軌左端連一個阻值為R7.5的電阻，導軌部分處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度B2T，金屬桿a

10、b的質量為0.4kg、內阻為0.5，橫放在導軌上通過滑輪和輕繩連接一個質量為0.1kg的物體m，不計一切摩擦，現(xiàn)將物體自由釋放，假若導軌水平段足夠長，金屬桿ab在水平軌道內運動到速度最大過程中，位移為l1.8m，下列說法正確的是(g取10m/s2)()A剛釋放的瞬間，金屬桿ab的加速度2.5m/s2B金屬桿ab運動的最大速度為2m/sC電阻R的最大熱功率為2WD從靜止開始運動到速度最大的過程中，金屬桿ab克服安培力做功為0.8J解析：選BD剛釋放金屬桿ab時回路中電流為零，則有：mgFma，F(xiàn)m桿a，解得：a2m/s2，A錯誤；由mg得，金屬桿ab運動的最大速度為vm2m/s，B正確；此時I0

11、.5A，電阻R的熱功率最大值PI2R1.875W，C錯誤；由能量守恒得：W克(mm桿)vm2mgl，解得W克0.8J，D正確。8如圖甲所示，光滑絕緣水平面上，虛線MN的右側存在方向豎直向下、磁感應強度大小為B2T的勻強磁場，MN的左側有一質量為m0.1kg的單匝矩形線圈bcde，bc邊長L10.2m，電阻R2。t0時，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運動，經過1s，線圈的bc邊到達磁場邊界MN，此時立即將拉力F改為變力，又經過1s，線圈恰好完全進入磁場，在整個運動過程中，線圈中感應電流i隨時間t變化的圖像如圖乙所示。則()A恒定拉力大小為0.05NB線圈在第2s內的加速度大小為

12、1m/s2C線圈be邊長L20.5mD在第2s內流過線圈的電荷量為0.2C解析：選ABD在第1s末，i1，EBL1v1，v1a1t1，F(xiàn)ma1，聯(lián)立得F0.05N，A項正確；在第2s內，由題圖乙分析知線圈做勻加速直線運動，第2s末i2，EBL1v2，v2v1a2t2，解得a21m/s2，B項正確；在第2s內，v22v122a2L2，得L21m，C項錯誤；q0.2C，D項正確。9.(2017泰安模擬)矩形線框abcd固定放在勻強磁場中，磁場方向與線框平面垂直，磁感應強度B隨時間t變化的圖像如圖所示。設t0時刻，磁感應強度的方向垂直線框平面向里，選項圖中i表示線框中感應電流的大小(規(guī)定電流沿順時針

13、方向為正)，F(xiàn)表示線框ab邊所受的安培力的大小(規(guī)定ab邊所受的安培力方向向左為正)，圖像可能正確的是()解析：選AC在02s內，磁感應強度均勻變化，線框的磁通量均勻變化，產生恒定電流，磁場方向先向里后向外，磁通量先減小后增大，由楞次定律可知，感應電流方向一直為順時針方向，電流為正值。根據(jù)法拉第電磁感應定律得：ES，該段時間內恒定，則感應電動勢恒定，由I可知感應電流也恒定。同理得知，在24s內，感應電流方向為逆時針方向，電流為負值，感應電流也恒定，故A正確，B錯誤；在02s內，線框ab邊所受的安培力的大小為FBIL，IL一定，F(xiàn)與B成正比，而由楞次定律判斷可知，ab邊所受安培力方向先向左后向右

14、，即先為正值后為負值。同理得知，在24s內，F(xiàn)與B成正比，安培力方向先向左后向右，即先為正值后為負值，與02s內變化情況相同，故C正確，D錯誤。二、非選擇題10(2017南通二模)如圖所示，MN、PQ為光滑平行的水平金屬導軌，電阻R3.0，置于豎直向下的有界勻強磁場中，OO為磁場邊界，磁感應強度B1.0T，導軌間距L1.0m，質量m1.0kg的導體棒垂直置于導軌上且與導軌接觸良好，導體棒接入電路的電阻為r1.0。t0時刻，導體棒在水平拉力F0作用下從OO左側某處由靜止開始以加速度a01.0m/s2做勻加速運動，t02.0s時刻進入磁場繼續(xù)運動，導體棒始終與導軌垂直。(1)求0t0時間內導體棒受

15、到拉力的大小F0及t0時刻進入磁場時回路的電功率P0；(2)求導體棒t0時刻進入磁場瞬間的加速度a；若此后導體棒在磁場中以加速度a做勻加速運動至t14.0s時刻，求t0t1時間內通過電阻R的電量q；(3)在(2)情況下，已知t0t1時間內拉力做功W5.7J，求此過程回路中產生的焦耳熱Q。解析：(1)由導體棒在進入磁場前運動的加速度a0，可得F0ma01.0N導體棒在t0時刻速度v0a0t0導體棒在t0時刻產生的電動勢EBLv0電功率P01.0W。(2)回路在t0時刻產生的感應電流I導體棒在t0時刻受到的安培力FABIL根據(jù)牛頓第二定律有F0FAma代入數(shù)據(jù)解得a0.5m/s2導體棒在t0t1時

16、間內的位移xv0(t1t0)a(t1t0)25m則在t0t1時間內通過導體棒的電荷量q1.25C。(3)t1時刻導體棒的速度vv0a(t1t0)由動能定理有WWAmv2mv02QWAWm(v2v02)3.2J。答案：(1)1.0N1.0W(2)0.5m/s21.25C(3)3.2J11.(2017泰州三模)某研究性學習小組進行地磁發(fā)電實驗，匝數(shù)為n、面積為S的矩形金屬線框可繞東西方向的水平軸轉動，金屬線框與微電流傳感器組成一個回路，回路的總電阻為R，使線框繞軸以角速度勻速轉動，數(shù)字實驗系統(tǒng)實時顯示回路中的電流i隨時間t變化的關系如圖所示，當線框平面和豎直方向的夾角為時，電流達到最大值Im，求：(1)該處地磁的磁感應強度大小B及地磁場方向與水平面間的夾角；(2)線框轉動一周時間內回路中產生的焦耳熱Q；(3)線框轉動時穿過線框的磁通量變化率的最大值m；線框從磁通