考點(diǎn)十二 電磁感應(yīng)-2019年高考物理分類題庫(kù)

考點(diǎn)十二電磁感應(yīng)1.（2019·全國(guó)卷I·T20）空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其邊界如圖(a)中虛線MN所示,一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S,將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),圓心O在MN上。t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖(a)所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(b)所示,則在t=0到t=t1的時(shí)間間隔內(nèi) ()A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針?lè)较駽.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為BD.圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為B【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下四點(diǎn):(1)根據(jù)楞次定律判斷圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向。(2)根據(jù)左手定則判斷圓環(huán)所受安培力的方向。(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小。(4)根據(jù)閉合電路歐姆定律計(jì)算圓環(huán)的感應(yīng)電流大小?！窘馕觥窟xB、C。在t=0到t=t0的時(shí)間間隔內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里且逐漸減弱,根據(jù)楞次定律可知圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?且圓環(huán)所受安培力的方向水平向左;在t=t0到t=t1的時(shí)間間隔內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外且逐漸增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可知圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?且圓環(huán)所受安培力的方向水平向右,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=ΔΦΔt=ΔB·SΔt=B0t0·π2.(2019·全國(guó)卷Ⅱ·T21)如圖,兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定,所在平面與水平面夾角為θ,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛線ab、cd均與導(dǎo)軌垂直,在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放,兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí),到MN離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹?流過(guò)PQ的電流隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是 ()【解析】選A、D。如果PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度為零,PQ做勻速運(yùn)動(dòng),感應(yīng)電流恒定。若PQ出磁場(chǎng)時(shí)MN仍然沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng),則PQ出磁場(chǎng)后至MN進(jìn)入磁場(chǎng)的這段時(shí)間,由于磁通量Φ不變,無(wú)感應(yīng)電流。由于PQ、MN從同一位置釋放,故MN進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度相同,所以電流大小也應(yīng)該相同,但方向相反,A正確,B錯(cuò)誤。若PQ出磁場(chǎng)前MN已經(jīng)進(jìn)入磁場(chǎng),由于磁通量Φ不變,無(wú)感應(yīng)電流,PQ、MN均加速運(yùn)動(dòng),PQ出磁場(chǎng)后,MN由于在磁場(chǎng)中的速度比進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度大,故電流比PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)電流大,此后PQ做減速運(yùn)動(dòng),電流減小,故C錯(cuò)誤,D正確。3.(2019·全國(guó)卷Ⅲ·T19)如圖,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌,兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上。t=0時(shí),棒ab以初速度v0向右滑動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,兩者速度分別用v1、v2表示,回路中的電流用I表示。下列圖像中可能正確的是 ()【解析】選A、C。由題意可知,兩棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律得mv0=2mv',最終兩棒共速,速度為v02,此時(shí)電路中電流為0,故C正確,D錯(cuò)誤;由C知,I不是線性變化,又由I=Blv2R(R為每個(gè)棒的電阻)知,v不是線性變化,v1是逐漸減小到v024.(2019·天津高考·T11)如圖所示,固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長(zhǎng)度也為l、電阻均為R,兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。MN兩端通過(guò)開(kāi)關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連,線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場(chǎng),磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。PQ的質(zhì)量為m,金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),電阻忽略不計(jì)。(1)閉合S,若使PQ保持靜止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向。(2)斷開(kāi)S,PQ在上述恒力作用下,由靜止開(kāi)始到速度大小為v的加速過(guò)程中流過(guò)PQ的電荷量為q,求該過(guò)程安培力做的功W?！窘馕觥?1)設(shè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,由法拉第電磁感應(yīng)定律E=ΔΦΔt,則E=設(shè)PQ與MN并聯(lián)的電阻為R并,有R并=R2 閉合S時(shí),設(shè)線圈中的電流為I,根據(jù)閉合電路歐姆定律得I=ER并設(shè)PQ中的電流為IPQ,有IPQ=12I 設(shè)PQ受到的安培力為F安,有F安=BIPQl ⑤根據(jù)楞次定律和左手定則判斷可得安培力方向水平向左保持PQ靜止,由于受力平衡,有F=F安 ⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式得F=Bkl3R方向水平向右。(2)設(shè)PQ由靜止開(kāi)始到速度大小為v的加速過(guò)程中,PQ運(yùn)動(dòng)的位移為x,所用時(shí)間為Δt,回路中的磁通量變化量為ΔΦ,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,有E=ΔΦΔ其中ΔΦ=Blx ⑨設(shè)PQ中的平均電流為I,有I=E2R根據(jù)電流的定義得I=qΔt由動(dòng)能定理,有Fx+W=12mv2-0 聯(lián)立⑦⑧⑨⑩得W=12mv2-23kq答案:(1)Bkl3R方向水平向右(2)12mv25.（2019·北京高考·T22）如圖所示,垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd,其邊長(zhǎng)為L(zhǎng),總電阻為R,ad邊與磁場(chǎng)邊界平行。從ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)直至bc邊剛要進(jìn)入的過(guò)程中,線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運(yùn)動(dòng),求:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E;(2)拉力做功的功率P;(3)ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q。【解析】(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv(2)線框中的感應(yīng)電流I=E拉力大小等于安培力大小F=BIL拉力的功率P=Fv=B(3)線框ab邊電阻Rab=R時(shí)間t=Lab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rabt=B答案:(1)BLv(2)B2L26.(2019·江蘇高考·T14)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)用軟導(dǎo)線制成的單匝閉合線圈,線圈平面與磁場(chǎng)垂直。已知線圈的面積S=0.3m2、電阻R=0.6Ω,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T。現(xiàn)同時(shí)向兩側(cè)拉動(dòng)線圈,線圈的兩邊在Δt=0.5s時(shí)間內(nèi)合到一起。求線圈在上述過(guò)程中:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E;(2)感應(yīng)電流的平均值I,并在圖中標(biāo)出電流方向;(3)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q?！窘馕觥?1)由法拉第電磁感應(yīng)定律有:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E=Δ磁通量的變化ΔΦ=BΔS解得:E=B代入