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文檔簡(jiǎn)介

2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)之電磁感應(yīng)

選擇題(共10小題)

1.法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)示意圖如圖所示。銅圓盤(pán)安裝在豎直的銅軸上,兩電刷P、Q分別與圓盤(pán)的邊緣和銅

A.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度均勻增大,回路電流大小恒定

B.若從上往下看圓盤(pán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),電刷Q電勢(shì)高于P電勢(shì)

C.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變,角速度大小變化,則電流方向可能變化

D.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則R的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

2.高速鐵路列車(chē)通常使用磁剎車(chē)系統(tǒng),磁剎車(chē)工作原理可簡(jiǎn)述如下:將磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時(shí)

針?lè)较蛐D(zhuǎn)的圓形鋁盤(pán),使磁感線(xiàn)總垂直射入鋁盤(pán)時(shí),鋁盤(pán)隨即減速,如圖所示,圓中磁鐵左方鋁盤(pán)的

甲區(qū)域朝磁鐵方向運(yùn)動(dòng),磁鐵右方的乙區(qū)域朝離開(kāi)磁鐵方向運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是()

A.鋁盤(pán)甲區(qū)域的感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場(chǎng)

B.磁場(chǎng)與感應(yīng)電流的作用力,會(huì)產(chǎn)生將鋁盤(pán)減速旋轉(zhuǎn)的阻力

C.感應(yīng)電流在鋁盤(pán)產(chǎn)生的內(nèi)能,是將鋁盤(pán)減速的最主要原因

D.若將實(shí)心鋁盤(pán)轉(zhuǎn)換成布滿(mǎn)小空洞的鋁盤(pán),則磁鐵對(duì)布滿(mǎn)空洞的鋁盤(pán)減速效果比實(shí)心鋁盤(pán)的效果更好

3.如圖,在水平面上有兩條光滑平行導(dǎo)電導(dǎo)軌,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在的平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,

兩根材質(zhì)相同、長(zhǎng)度相等的金屬桿P、Q間隔一定的距離擺開(kāi)放在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌垂直,桿P質(zhì)量是

桿Q的兩倍,兩桿與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。桿P以初速度vo滑向桿Q,為使兩桿不相碰,則

桿Q固定與不固定兩種情況下,最初擺放兩桿時(shí)的最少距離之比為()

PQ

A.1:1B.1:2C.3:1D.1:3

4.如圖甲所示,連接電流傳感器的線(xiàn)圈套在豎直放置的長(zhǎng)玻璃管上。將強(qiáng)磁鐵從離玻璃管上端高為h處

由靜止釋放,磁鐵在玻璃管內(nèi)下落并穿過(guò)線(xiàn)圈。tl、t2、t3時(shí)刻的電流為0。如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)中觀察到

甲乙

A.tl?t3過(guò)程中線(xiàn)圈對(duì)磁鐵作用力方向先向上后向下

B.磁鐵上下翻轉(zhuǎn)后重復(fù)實(shí)驗(yàn),電流方向先負(fù)向后正向

C.t2時(shí)刻,穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量的變化率最大

D.h加倍后重復(fù)實(shí)驗(yàn),電流峰值將加倍

5.據(jù)報(bào)道,中國(guó)第三艘航母福建艦首次進(jìn)行海試。該艦首次采用電磁彈射器技術(shù),如圖所示為電磁彈射

裝置的等效電路圖(俯視圖)。兩根相互平行的光滑長(zhǎng)直導(dǎo)軌固定在水平面上,在導(dǎo)軌的左端接入電容

為C的超級(jí)電容器,阻值為R的導(dǎo)體棒MN靜止與導(dǎo)軌上。先給電容器充電(電荷量為Q),閉合開(kāi)關(guān)

S后,彈射時(shí)電容器釋放儲(chǔ)存的電能,所產(chǎn)生的強(qiáng)大電流經(jīng)過(guò)棒MN,在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下加速。棒MN始

終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。下列說(shuō)法正確的是()

XXX

XXX

CB

XXX

XNxXX><

A.超級(jí)電容器相當(dāng)電源,放電時(shí)兩端電壓不變

B.在電容器放電過(guò)程中,電容器的電容不斷減小

C.通過(guò)導(dǎo)體棒MN電流的最大值為白

RC

D.導(dǎo)體棒MN速度最大時(shí)所受的安培力也最大

6.電磁學(xué)的成就極大地推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步。下列說(shuō)法正確的是()

甲乙

鋁管

磁塊

,I

磁塊在鋁管中由

靜止開(kāi)始下落

A.甲圖中,真空冶煉爐利用渦流熱效應(yīng)熔化爐內(nèi)金屬

B.乙圖是某品牌手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電原理圖,發(fā)射線(xiàn)圈需要通恒定電流

C.丙圖中,磁塊在沒(méi)有裂縫的鋁管中由靜止開(kāi)始下落做的是自由落體運(yùn)動(dòng)

D.丁圖中,楞次通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)了電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)

7.線(xiàn)圈炮是電磁炮的一種,由加速線(xiàn)圈和彈丸線(xiàn)圈構(gòu)成,根據(jù)通電線(xiàn)圈之間磁場(chǎng)的相互作用原理而工作。

如圖所示,彈丸線(xiàn)圈放在絕緣且內(nèi)壁光滑的水平發(fā)射導(dǎo)管內(nèi)。閉合開(kāi)關(guān)S后,在加速線(xiàn)圈中接通變化的

電流iab,則能使靜止的彈丸線(xiàn)圈向右發(fā)射的電流是()

S加速線(xiàn)圈

8.矩形線(xiàn)圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若軸線(xiàn)右側(cè)沒(méi)有磁場(chǎng)(磁場(chǎng)具有理想邊界),如圖所示。設(shè)

abcda方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向。從圖示位置開(kāi)始一個(gè)周期內(nèi)線(xiàn)圈感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像中,正確

XX

XX

9.如圖所示,光滑U形金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,一根導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路。將回路正上

方的條形磁鐵豎直向上拋出。在其運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,安培力對(duì)導(dǎo)體棒做功W,回路中產(chǎn)生的焦

耳熱為Q,導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能為Ek,重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是(

-

S

-

N

_

A.導(dǎo)體棒對(duì)軌道壓力大于重力

B.磁鐵加速度為g

C.W=Q

D.W=Ek

10.如圖所示,在光滑絕緣的水平面上方,有兩個(gè)方向相反的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)范圍足夠大,磁

感應(yīng)強(qiáng)度的大小左邊為2B,右邊為3B,一個(gè)豎直放置的寬為L(zhǎng)、長(zhǎng)為3L、單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為m、單位

長(zhǎng)度的電阻為r的矩形金屬線(xiàn)框,以初速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖中實(shí)線(xiàn)位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)

到虛線(xiàn)位置(在左邊磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為L(zhǎng),在右邊磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為2L)時(shí),線(xiàn)框的速度為:分則下列判

斷正確的是()

2Bi3B

I

???????'XXXXXXXXXX

???????Jxxxxxxxxxx

????????XXXXXXXXXX

???????IXXXXXXXXXX

????卜ri-JxVxxxxxxxx

?????卜??xxxxixxxxx

13B2LV

A.此時(shí)線(xiàn)框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,線(xiàn)框中感應(yīng)電流所受安培力為-------

24r

B.此過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)框截面的電量為名竺

5B

4

C.此過(guò)程中線(xiàn)框產(chǎn)生的焦耳熱為一血/

9

D.線(xiàn)框剛好可以完全進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)

二.多選題(共4小題)

(多選)11.如圖所示,將一通電螺線(xiàn)管豎直放置,螺線(xiàn)管內(nèi)部形成方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

=kt(k為常量,t為時(shí)間)的磁場(chǎng),在內(nèi)部用絕緣輕繩懸掛一與螺線(xiàn)管共軸的金屬薄圓管,其電阻率為

P、高度為h,半徑為r,厚度為d(d?r)。則下列說(shuō)法正確的是()

A.從上向下看,金屬薄圓管中的感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?/p>

B.金屬薄圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為罕

h

77*dhk2r3

C.金屬薄圓管的熱功率為--------

2P

D.輕繩對(duì)金屬薄圓管的拉力大小隨時(shí)間減小

(多選)12.如圖所示,光滑絕緣水平桌面上放置一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、每邊電阻均為Ro的正方形金屬

細(xì)框,右側(cè)區(qū)域內(nèi)存在寬度為2L的方向垂直于桌面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,兩虛線(xiàn)為

磁場(chǎng)邊界?,F(xiàn)使金屬框以一定的初速度水平向右運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬框的左、右邊框始終

與磁場(chǎng)邊界平行,金屬框完全穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后,速度大小變?yōu)樗跛俣鹊娜种?。下列說(shuō)法正確的是

)

,一2L「

3

A.金屬框的初速度大小為-----

4mR0

3

B.金屬框的初速度大小為-----

mR0

C.金屬框進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱相等

D4r6

D.金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為一7

(多選)13.根據(jù)實(shí)際需要,磁鐵可以制造成多種形狀,如圖就是一根很長(zhǎng)的光滑圓柱形磁棒,在它的側(cè)

面有均勻向外的輻射狀磁場(chǎng)?,F(xiàn)將磁棒豎直固定在水平地面上,磁棒外套有一個(gè)粗細(xì)均勻的圓形金屬線(xiàn)

圈,金屬線(xiàn)圈的質(zhì)量為m,半徑為R,電阻為r,金屬線(xiàn)圈所在位置的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.讓

金屬線(xiàn)圈從磁棒上端由靜止釋放,經(jīng)一段時(shí)間后與水平地面相碰(碰前金屬線(xiàn)圈已達(dá)最大速度)并原速

率反彈,又經(jīng)時(shí)間t,上升到距離地面高度為h處速度減小到零。下列說(shuō)法中正確的是()

(a)縱截面示意圖(b)俯視圖

金屬線(xiàn)圈與地面撞擊前的速度大小缶

A.

m2grmgt

B.撞擊反彈后上升到最高處h的過(guò)程中,通過(guò)金屬線(xiàn)圈某一截面的電荷量

8TT3B37?32nBR

m2grmgt

C.撞擊反彈后上升到最高處h的過(guò)程中,通過(guò)金屬線(xiàn)圈某一截面的電荷量?

STI3B3R3TIBR

777,302r2

D.撞擊反彈后上升到最高處h的過(guò)程中,金屬線(xiàn)圈中產(chǎn)生的焦耳熱”北一mgh

OZ.TCDK

(多選)14.電子感應(yīng)加速器是加速電子的一類(lèi)常見(jiàn)加速器,結(jié)構(gòu)示意主視圖、俯視圖如圖甲所示,上下

為電磁鐵的兩個(gè)磁極,磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室,電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線(xiàn)圈中電流的

大小、方向變化,產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速,規(guī)定圖甲中所示電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?。磁極在

真空室區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8=短(k>0)的變化磁場(chǎng),使電子逆時(shí)針加速,已知磁場(chǎng)隨時(shí)間

均勻變化時(shí)感生電場(chǎng)的大小E=造,其中R為此時(shí)電子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑,元電荷電量為e,

則下列說(shuō)法正確的是()

A.電子繞真空室一圈,動(dòng)能增量為ekirR2

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間線(xiàn)性減小時(shí),電子也能被加速

C.若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖丙所示規(guī)律變化,電子在加速器中全程均可被加速

D.若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖丙所示規(guī)律變化,電子在加速器中僅在三周期內(nèi)可被加速

4

三.填空題(共2小題)

15.圖是一種延時(shí)繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個(gè)線(xiàn)圈A和B。線(xiàn)圈A跟電源連接,線(xiàn)圈B兩端連在一

起,構(gòu)成一個(gè)閉合電路。在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的時(shí)候,彈簧K將(A:立即;B:過(guò)一會(huì)兒)將銜鐵

D向上拉起,原因是:o

16.如圖所示,在光滑水平金屬框架上有一導(dǎo)體棒abo第一次以速度v勻速向右平動(dòng),第二次以速度2v

勻速向右平動(dòng),兩次移動(dòng)的距離相同,則兩種情況下回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比和通過(guò)

R的電荷量之比。

(3

XXXXXX

RXXX哎XBX

XXXXXX

b

四.解答題(共4小題)

17.如圖所示,在空間中有一垂直紙面向里方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)上下邊緣間距為h=5.2m,磁感應(yīng)

強(qiáng)度為B=1T,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=lm、電阻為R=10、質(zhì)量為m=1kg的正方形導(dǎo)線(xiàn)框緊貼磁場(chǎng)區(qū)域的上邊從

靜止下落,當(dāng)線(xiàn)圈PQ邊剛出磁場(chǎng)的下邊緣時(shí),恰好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng),重力加速度為g=10m/s2,求:

(1)PQ邊剛出磁場(chǎng)下邊緣時(shí)的速度v;

(2)導(dǎo)線(xiàn)框穿過(guò)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)導(dǎo)線(xiàn)框從開(kāi)始下落到PQ邊到達(dá)磁場(chǎng)下邊緣流過(guò)線(xiàn)框的電荷量。

18.如圖所示,傾斜光滑金屬導(dǎo)軌的傾角為30°,水平導(dǎo)軌粗糙,兩平行導(dǎo)軌的間距均為L(zhǎng)o質(zhì)量為m、

電阻為R、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬棒a垂直水平導(dǎo)軌放置,兩導(dǎo)軌間均存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為Bi和B2?,F(xiàn)把質(zhì)量為m、電阻為R、長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的金屬棒b垂直傾斜導(dǎo)軌由靜止

釋放,重力加速度為g,傾斜導(dǎo)軌無(wú)限長(zhǎng),金屬棒a始終靜止,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。求:

(1)金屬棒b的最大加速度am;

(2)金屬棒a與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)日至少為多少;

(3)從靜止釋放金屬棒b,當(dāng)其沿斜面下滑x位移時(shí),b棒剛好達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),求此過(guò)程a棒產(chǎn)生的焦

耳熱。

19.如圖甲所示,MN、PQ是固定于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長(zhǎng)直導(dǎo)軌,間距L=2.0m;Ri=R,R2

=2R是并聯(lián)在導(dǎo)軌一端的兩個(gè)電阻,質(zhì)量m=1.0kg的導(dǎo)體棒ab垂直跨在導(dǎo)軌上,電壓傳感器與這部

分裝置相連。導(dǎo)軌所在空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。從t=0開(kāi)始對(duì)導(dǎo)體棒

ab施加一個(gè)水平向左的外力F,使其由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向左運(yùn)動(dòng),電壓傳感器測(cè)出R1兩端的電壓隨時(shí)

間變化的圖線(xiàn)如圖乙所示,其中OA段是直線(xiàn),AB段是曲線(xiàn)、BC段平行于時(shí)間軸。假設(shè)在從1.2s開(kāi)

始以后,外力F的功率P=4.5W保持不變。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒ab的電阻均可忽略不計(jì),導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動(dòng)

過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直,且接觸良好,不計(jì)電壓傳感器對(duì)電路的影響,題中R是未知量,重力加速度

大小取g=10m/s2,求:

(1)導(dǎo)體棒ab做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度;

(2)導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)陽(yáng)

(3)在1.2s-2.4s的時(shí)間內(nèi),導(dǎo)體棒位移x=1.15m,求回路產(chǎn)生的焦耳熱(計(jì)算結(jié)果保留1位有效數(shù)

字)。

20.如圖甲所示,電阻不計(jì)、間距L=0.5m的兩根足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌構(gòu)成的平面與水平面成6=37°角,

導(dǎo)軌上端連接定值電阻R=mo整個(gè)導(dǎo)軌平面處于垂直于導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.8T的

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m=0.2kg、長(zhǎng)度L=0.5m、電阻r=l。的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌上某處由靜止釋放,此

后其速度一時(shí)間圖像(v-t)如圖乙所示,導(dǎo)體棒5s末已經(jīng)達(dá)到最大速度。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦

因數(shù)以=0.5,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,導(dǎo)體棒始終垂直于導(dǎo)軌且接觸良好。重力加速度g=10m/s2,

sin37°=0.6,求:圖甲

(1)導(dǎo)體棒勻速階段速度大小Vm;

(2)前5s內(nèi)導(dǎo)體棒通過(guò)的位移;

(3)前5s內(nèi)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)之電磁感應(yīng)

參考答案與試題解析

一.選擇題(共10小題)

1.法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)示意圖如圖所示。銅圓盤(pán)安裝在豎直的銅軸上,兩電刷P、Q分別與圓盤(pán)的邊緣和銅

A.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度均勻增大,回路電流大小恒定

B.若從上往下看圓盤(pán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),電刷Q電勢(shì)高于P電勢(shì)

C.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變,角速度大小變化,則電流方向可能變化

D.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則R的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

【考點(diǎn)】線(xiàn)圈進(jìn)出磁場(chǎng)的能量計(jì)算;用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電路中的電壓和電流;導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁

感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).

【專(zhuān)題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;分析綜合能力.

【答案】B

【分析】圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)可等效看成無(wú)數(shù)軸向?qū)w切割磁感線(xiàn),有效切割長(zhǎng)度為銅盤(pán)的半徑L,求出感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì),應(yīng)用閉合電路的歐姆定律求出電流;根據(jù)右手定則分析感應(yīng)電流方向,根據(jù)電功率計(jì)算公式分析電

流在R上的熱功率變化情況。

【解答】解:A.回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=Brv=Br等=

回路電流大小為

.EB3r2

l=R=~2T

可知若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度均勻增大,回路電流大小均勻增大,故A錯(cuò)誤;

B.若從上往下看圓盤(pán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)右手定則,電刷Q電勢(shì)高于P電勢(shì),故B正確;

C.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變,角速度大小變化,根據(jù)右手定則,則電流方向不變,故C錯(cuò)誤;

D.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,根據(jù)

/

P=—

R

可知R的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,故D錯(cuò)誤。

故選:Bo

【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了法拉第電磁感應(yīng)定律,對(duì)于導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)情況有兩種:

一是導(dǎo)體平動(dòng)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),可以根據(jù)£=133來(lái)計(jì)算;二是導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感應(yīng)線(xiàn)產(chǎn)生的

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),可以根據(jù)E=$BI?3來(lái)計(jì)算。

2.高速鐵路列車(chē)通常使用磁剎車(chē)系統(tǒng),磁剎車(chē)工作原理可簡(jiǎn)述如下:將磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時(shí)

針?lè)较蛐D(zhuǎn)的圓形鋁盤(pán),使磁感線(xiàn)總垂直射入鋁盤(pán)時(shí),鋁盤(pán)隨即減速,如圖所示,圓中磁鐵左方鋁盤(pán)的

甲區(qū)域朝磁鐵方向運(yùn)動(dòng),磁鐵右方的乙區(qū)域朝離開(kāi)磁鐵方向運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是()

鋁盤(pán)、轉(zhuǎn)_軸磁/鐵

甲區(qū)域-一二、乙區(qū)域

「7XXX公'f、

XXX

XXXM

XXXX/

A.鋁盤(pán)甲區(qū)域的感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場(chǎng)

B.磁場(chǎng)與感應(yīng)電流的作用力,會(huì)產(chǎn)生將鋁盤(pán)減速旋轉(zhuǎn)的阻力

C.感應(yīng)電流在鋁盤(pán)產(chǎn)生的內(nèi)能,是將鋁盤(pán)減速的最主要原因

D.若將實(shí)心鋁盤(pán)轉(zhuǎn)換成布滿(mǎn)小空洞的鋁盤(pán),則磁鐵對(duì)布滿(mǎn)空洞的鋁盤(pán)減速效果比實(shí)心鋁盤(pán)的效果更好

【考點(diǎn)】楞次定律及其應(yīng)用;生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.

【專(zhuān)題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合;推理能力.

【答案】B

【分析】根據(jù)楞次定律以及“來(lái)拒去留”推論,結(jié)合電阻變大,電流變小分析求解。

【解答】解:A.鋁盤(pán)甲區(qū)域中的磁通量向里增大,由楞次定律可知,甲區(qū)域感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍?/p>

則此感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,故A錯(cuò)誤;

BC.由“來(lái)拒去留”可知,磁場(chǎng)與感應(yīng)電流的作用力,會(huì)產(chǎn)生將鋁盤(pán)減速旋轉(zhuǎn)的阻力,會(huì)使鋁盤(pán)減速,

故B正確,C錯(cuò)誤;

D.改成空洞鋁盤(pán),電阻變大,電流變小,阻礙效果更差,故D錯(cuò)誤。

故選:B?

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了楞次定律,理解增反減同、來(lái)拒去留是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。

3.如圖,在水平面上有兩條光滑平行導(dǎo)電導(dǎo)軌,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在的平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,

兩根材質(zhì)相同、長(zhǎng)度相等的金屬桿P、Q間隔一定的距離擺開(kāi)放在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌垂直,桿P質(zhì)量是

桿Q的兩倍,兩桿與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。桿P以初速度vo滑向桿Q,為使兩桿不相碰,則

桿Q固定與不固定兩種情況下,最初擺放兩桿時(shí)的最少距離之比為()

Q

XXXXXXXX

xxxx'x

XXX

XxxVXX

XXX

XXXXXXXX

A.1:1B.1:2C.3:1D.1:3

【考點(diǎn)】雙桿在等寬導(dǎo)軌上切割磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題;動(dòng)量定理在電磁感應(yīng)問(wèn)題中的應(yīng)用;動(dòng)量守恒定律在

電磁感應(yīng)問(wèn)題中的應(yīng)用;用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電路中的電壓和電流;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).

【專(zhuān)題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題;推理能力.

【答案】c

【分析】根據(jù)電阻定律確定桿P、Q的電阻關(guān)系。桿Q固定時(shí),對(duì)桿P,根據(jù)動(dòng)量定理,結(jié)合電流的定

義式、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律求解最初擺放兩桿時(shí)的最少距離。桿Q不固定時(shí),桿P、

Q相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)兩桿組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,最終兩桿以相同的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。最初擺放兩桿時(shí)的最

少距離等于桿P、Q的最大相對(duì)位移。根據(jù)動(dòng)量守恒定律求得最終兩桿的速度。對(duì)桿Q,根據(jù)動(dòng)量定理

求解最初擺放兩桿時(shí)的最少距離。

【解答】解:已知兩金屬桿材質(zhì)相同、長(zhǎng)度相等,桿P質(zhì)量是桿Q的兩倍,可得桿P的橫截面積是桿

Q的兩倍,根據(jù)電阻定律,可知桿P的電阻是桿Q的右設(shè)桿P的質(zhì)量為2m,電阻為R,則桿Q的質(zhì)

量為m,電阻為2RO

桿Q固定時(shí),設(shè)最初擺放兩桿時(shí)的最少距離為xi,這也是桿P速度減到零的距離,以向右為正方向,

對(duì)桿P,根據(jù)動(dòng)量定理得:

-BL/?At=0-2mvo

甘+,下0EA.BLv-AtBLxx

解得…駕攣

桿Q不固定時(shí),設(shè)最初擺放兩桿時(shí)的最少距離為X2,這也是桿P、Q的最大相對(duì)位移。桿P、Q相對(duì)運(yùn)

動(dòng)時(shí)受到等大反向的安培力作用,兩桿組成的系統(tǒng)所受合力為零,此系統(tǒng)動(dòng)量守恒,最終兩桿相對(duì)靜止,

以相同的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),設(shè)最終兩桿的速度均為v,以向右為正方向,則有:

2mvo=(2m+m)v,解得:v-

以向右為正方向,對(duì)桿Q,根據(jù)動(dòng)量定理得:

BL?-At'=mv-0

_BLX2

其中:I'-=R+2R'"t'=3R=

27TIVQR

解得:x2

B2L2

可得:xi:X2=3:1,故ABD錯(cuò)誤,C正確。

故選:Co

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問(wèn)題,對(duì)于電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合問(wèn)題研究思路常常有兩條:

一條從力的角度,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力公式、平衡條件、牛頓第二定

律、動(dòng)量定理列出方程;另一條是功與能的角度,根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系、能量守恒等列方程求解。

如果涉及到電荷量、位移、時(shí)間問(wèn)題時(shí)可根據(jù)動(dòng)量定理,結(jié)合電荷量的推論公式進(jìn)行解答。

4.如圖甲所示,連接電流傳感器的線(xiàn)圈套在豎直放置的長(zhǎng)玻璃管上。將強(qiáng)磁鐵從離玻璃管上端高為h處

由靜止釋放,磁鐵在玻璃管內(nèi)下落并穿過(guò)線(xiàn)圈。tl、t2、t3時(shí)刻的電流為0。如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)中觀察到

A.ti?t3過(guò)程中線(xiàn)圈對(duì)磁鐵作用力方向先向上后向下

B.磁鐵上下翻轉(zhuǎn)后重復(fù)實(shí)驗(yàn),電流方向先負(fù)向后正向

C.t2時(shí)刻,穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量的變化率最大

D.h加倍后重復(fù)實(shí)驗(yàn),電流峰值將加倍

【考點(diǎn)】楞次定律及其應(yīng)用.

【專(zhuān)題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力.

【答案】B

【分析】楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變

化,楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。感應(yīng)電流與回路電阻和磁通量變化率有關(guān),

電阻一定時(shí),磁通量變化率越大,感應(yīng)電流越大。

【解答】解:A、根據(jù)楞次定律的來(lái)拒去留,可知時(shí)間ti?t3內(nèi),磁鐵受到線(xiàn)圈的作用力方向始終向上,

故A錯(cuò)誤;

B、根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,可知若將磁鐵兩極翻轉(zhuǎn)

后重復(fù)實(shí)驗(yàn),磁場(chǎng)方向相反,則磁場(chǎng)的變化也隨之相反,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向也相反,即先產(chǎn)生負(fù)向

感應(yīng)電流,后產(chǎn)生正向感應(yīng)電流,故B正確;

C、由乙圖中感應(yīng)電流的變化可知,t2時(shí)刻強(qiáng)磁鐵恰好運(yùn)動(dòng)到線(xiàn)圈處,此時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大,電

流為0,穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量的變化率為零,故C錯(cuò)誤;

D、h加倍后重復(fù)實(shí)驗(yàn),由于磁鐵向下做加速度不為零的加速運(yùn)動(dòng),假設(shè)加速度始終等于重力加速度,

則速度丫=商冗考慮到磁鐵下降的過(guò)程中受到安培力的阻礙作用,下降h時(shí)的速度會(huì)略小于J9,

同時(shí)下降2h時(shí)的速度大體上接近下降h時(shí)的苗倍,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,可知h加倍后重復(fù)

實(shí)驗(yàn),電路中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流也大體接近原來(lái)的近倍,故D錯(cuò)誤。

故選:Bo

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查楞次定律的應(yīng)用,理解楞次定律是解題的關(guān)鍵。

5.據(jù)報(bào)道,中國(guó)第三艘航母福建艦首次進(jìn)行海試。該艦首次采用電磁彈射器技術(shù),如圖所示為電磁彈射

裝置的等效電路圖(俯視圖)。兩根相互平行的光滑長(zhǎng)直導(dǎo)軌固定在水平面上,在導(dǎo)軌的左端接入電容

為C的超級(jí)電容器,阻值為R的導(dǎo)體棒MN靜止與導(dǎo)軌上。先給電容器充電(電荷量為Q),閉合開(kāi)關(guān)

S后,彈射時(shí)電容器釋放儲(chǔ)存的電能,所產(chǎn)生的強(qiáng)大電流經(jīng)過(guò)棒MN,在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下加速。棒MN始

終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。下列說(shuō)法正確的是()

,XxXXX

+Qxxxxx

B

|Qxxxxx

XNXXXx

A.超級(jí)電容器相當(dāng)電源,放電時(shí)兩端電壓不變

B.在電容器放電過(guò)程中,電容器的電容不斷減小

C.通過(guò)導(dǎo)體棒MN電流的最大值為2

RC

D.導(dǎo)體棒MN速度最大時(shí)所受的安培力也最大

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的電路類(lèi)問(wèn)題;電容的概念與物理意義;含容電路的常規(guī)分析與計(jì)算.

【專(zhuān)題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;分析綜合能力.

【答案】C

【分析】AB、根據(jù)C=晶分析電容器電容變化特點(diǎn),根據(jù)分析電容器放電過(guò)程電壓的變化特

點(diǎn);

CD、放電過(guò)程,導(dǎo)體棒受到向右安培力向右做加速運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)電

路中總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化可知感應(yīng)電流的變化,根據(jù)F=BIL可知安培力大小的變化特點(diǎn)。

【解答】解:AB、由平行板電容器電容的決定式。=盛,可知電容器放電過(guò)程中電容不變,

放電過(guò)程,超級(jí)電容器相當(dāng)電源,電容器兩端電壓:U聾,Q減少,C不變,所以電容器兩端電壓U

減小,故AB錯(cuò)誤;

CD、閉合開(kāi)關(guān)S后,導(dǎo)體棒通過(guò)從M到N的電流,根據(jù)左手定則可知導(dǎo)體棒所受安培力水平向右,導(dǎo)

體棒從靜止向右加速運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),M端相當(dāng)于電源正極,設(shè)某時(shí)刻導(dǎo)體

棒的速度為v,則電路中總電動(dòng)勢(shì):E=U-BLv,v增大,則E減小,電流中電流減小,所以開(kāi)始閉合

開(kāi)關(guān)S時(shí),電流最大,導(dǎo)體棒上兩端電壓UR=U=%則通過(guò)導(dǎo)體棒的最大電流/加=萼=g=芻

CKKKC

當(dāng)E減小為零時(shí),則回路中電流為零,由F=BIL可知導(dǎo)體棒所受安培力為零,導(dǎo)體棒做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),

速度最大,所以導(dǎo)體棒MN速度最大時(shí)所受的安培力為零,故C正確,D錯(cuò)誤。

故選:Co

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁感應(yīng)中含有電容器的導(dǎo)軌滑桿模型,解題的關(guān)鍵是知道閉合開(kāi)關(guān)后導(dǎo)體棒受到

水平向右的安培力作用向右做加速運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),電路中總電動(dòng)勢(shì)減小。

6.電磁學(xué)的成就極大地推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步。下列說(shuō)法正確的是(

o

接收線(xiàn)圖

的用鋁管I

?a、磁塊—>

N,

靜止開(kāi)始下落X

丙丁

A.甲圖中,真空冶煉爐利用渦流熱效應(yīng)熔化爐內(nèi)金屬

B.乙圖是某品牌手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電原理圖,發(fā)射線(xiàn)圈需要通恒定電流

C.丙圖中,磁塊在沒(méi)有裂縫的鋁管中由靜止開(kāi)始下落做的是自由落體運(yùn)動(dòng)

D.丁圖中,楞次通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)了電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)

【考點(diǎn)】生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象;楞次定律及其應(yīng)用;渦流的產(chǎn)生及原理.

【專(zhuān)題】定性思想;推理法;交流電專(zhuān)題;推理能力.

【答案】A

【分析】根據(jù)渦流原理分析;根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及無(wú)線(xiàn)充電的原理,結(jié)合感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件進(jìn)行

分析;根據(jù)楞次定律的推論分析;根據(jù)物理學(xué)史分析判斷。

【解答】解:A.真空冶煉爐是用渦流來(lái)熔化金屬對(duì)其進(jìn)行冶煉的,爐內(nèi)放入被冶煉的金屬,線(xiàn)圈內(nèi)通入

高頻交變電流,這時(shí)被冶煉的金屬中產(chǎn)生渦流就能被熔化,故A正確;

B.無(wú)線(xiàn)充電的原理是電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象,發(fā)生電磁感應(yīng)的條件是電流要發(fā)生變化,故發(fā)射線(xiàn)圈需要

通交流電,故B錯(cuò)誤;

C.磁塊通過(guò)鋁管時(shí),導(dǎo)致鋁管的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,出現(xiàn)感應(yīng)磁場(chǎng)要阻礙原磁場(chǎng)的變

化,導(dǎo)致磁塊會(huì)受到一定阻力,從而磁塊不會(huì)做自由落體運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;

D.奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)了電流周?chē)嬖诖艌?chǎng),故D錯(cuò)誤。

故選:Ao

【點(diǎn)評(píng)】本題是生活中電磁學(xué)問(wèn)題,關(guān)鍵抓住物理原理分析,應(yīng)在理解的基礎(chǔ)上加強(qiáng)記憶。

7.線(xiàn)圈炮是電磁炮的一種,由加速線(xiàn)圈和彈丸線(xiàn)圈構(gòu)成,根據(jù)通電線(xiàn)圈之間磁場(chǎng)的相互作用原理而工作。

如圖所示,彈丸線(xiàn)圈放在絕緣且內(nèi)壁光滑的水平發(fā)射導(dǎo)管內(nèi)。閉合開(kāi)關(guān)S后,在加速線(xiàn)圈中接通變化的

電流iab,則能使靜止的彈丸線(xiàn)圈向右發(fā)射的電流是()

【考點(diǎn)】楞次定律及其應(yīng)用.

【專(zhuān)題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力.

【答案】D

【分析】本題根據(jù)楞次定律,結(jié)合加速線(xiàn)圈與彈丸線(xiàn)圈要形成斥力,分析求解。

【解答】解:彈丸向右發(fā)射,此時(shí)加速線(xiàn)圈與彈丸線(xiàn)圈要形成斥力,加速線(xiàn)圈和彈丸線(xiàn)圈的磁場(chǎng)方向應(yīng)

該相反,根據(jù)楞次定律,加速線(xiàn)圈的電流應(yīng)該逐漸增大,故ABC錯(cuò)誤,D正確;

故選:Do

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了楞次定律的應(yīng)用,合理利用增反減同、來(lái)拒去留是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。

8.矩形線(xiàn)圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若軸線(xiàn)右側(cè)沒(méi)有磁場(chǎng)(磁場(chǎng)具有理想邊界),如圖所示。設(shè)

abcda方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向。從圖示位置開(kāi)始一個(gè)周期內(nèi)線(xiàn)圈感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像中,正確

的是()

【考點(diǎn)】根據(jù)B-t或者<p-t圖像計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理;交變電流的

u-t圖像和i-t圖像.

【專(zhuān)題】定性思想;推理法;交流電專(zhuān)題;理解能力.

【答案】A

【分析】根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向。由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式6=£?^1133由歐姆定律求出此

線(xiàn)圈感應(yīng)電流的表達(dá)式,再選擇圖象。

【解答】解:如圖所示,左側(cè)線(xiàn)框在磁場(chǎng)中開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),根據(jù)楞次定律可得,初始時(shí),磁通量向里減小,

感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)向里,電流為abcda方向,根據(jù)交流電產(chǎn)生原理得,從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)

生的交流電:e=Bs3sin3t,線(xiàn)框中的感應(yīng)電流隨時(shí)間也按正弦規(guī)律變化,同理當(dāng)右側(cè)線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入磁

場(chǎng)時(shí),也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),產(chǎn)生的電流方向?yàn)閍bcda,但產(chǎn)生的感應(yīng)電流小于開(kāi)始時(shí),故BCD錯(cuò)誤,

A正確;

故選:Ao

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流及其大小,法拉第電磁感應(yīng)定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

的大小,進(jìn)而根據(jù)歐姆定律判斷出電流大小。

9.如圖所示,光滑U形金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,一根導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路。將回路正上

方的條形磁鐵豎直向上拋出。在其運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,安培力對(duì)導(dǎo)體棒做功W,回路中產(chǎn)生的焦

耳熱為Q,導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能為Ek,重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是()

A.導(dǎo)體棒對(duì)軌道壓力大于重力

B.磁鐵加速度為g

C.W=Q

D.W=Ek

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類(lèi)問(wèn)題;楞次定律及其應(yīng)用.

【專(zhuān)題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)一一功能問(wèn)題;推理能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)楞次定律的推廣內(nèi)容定性的分析磁體和導(dǎo)體棒之間的作用力,從而得出導(dǎo)體棒對(duì)軌道的壓

力和磁鐵的加速度特點(diǎn);根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化分析功與能的關(guān)系。

【解答】解:AB、因?yàn)榇盆F向上運(yùn)動(dòng),根據(jù)“來(lái)拒去留”,回路對(duì)磁鐵有向下的吸引力,再根據(jù)力的作

用是相互的可知磁鐵對(duì)回路有向上的吸引力,故導(dǎo)體棒對(duì)軌道的壓力小于重力。根據(jù)牛頓第二定律,磁

鐵受向下的重力和吸引力,故磁鐵的加速度會(huì)大于g,故AB錯(cuò)誤;

C、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,導(dǎo)體棒克服安培力做功等于回路產(chǎn)生的焦耳熱,故C錯(cuò)誤;

D、對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行分析,根據(jù)動(dòng)能定理,安培力對(duì)導(dǎo)體棒做的功就等于合力做的功,即等于導(dǎo)體棒動(dòng)能

的變化量,故亞=£?故D正確。

故選:D。

【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是熟練掌握楞次定律的推廣結(jié)論“來(lái)拒去留;增縮減擴(kuò);增反減同”,并能根

據(jù)能量的轉(zhuǎn)化判斷功與能的關(guān)系。

10.如圖所示,在光滑絕緣的水平面上方,有兩個(gè)方向相反的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)范圍足夠大,磁

感應(yīng)強(qiáng)度的大小左邊為2B,右邊為3B,一個(gè)豎直放置的寬為L(zhǎng)、長(zhǎng)為3L、單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為m、單位

長(zhǎng)度的電阻為r的矩形金屬線(xiàn)框,以初速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖中實(shí)線(xiàn)位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)

到虛線(xiàn)位置(在左邊磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為L(zhǎng),在右邊磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為2L)時(shí),線(xiàn)框的速度為:分則下列判

斷正確的是()

2BIi3B

???????IXXXXXXXXXX

???????!XXXXXXXXXX

???????jXXXXXXXXXX

???????IXXXXXXXXXX

????卜ri-jxVxxxxxxxx

?????卜?|xxXxjcxxxXX

13B2LV

A.此時(shí)線(xiàn)框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,線(xiàn)框中感應(yīng)電流所受安培力為-------

24r

B.此過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)框截面的電量為駕職

5B

4

C.此過(guò)程中線(xiàn)框產(chǎn)生的焦耳熱為-Hl/

9

D.線(xiàn)框剛好可以完全進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類(lèi)問(wèn)題;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生

的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).

【專(zhuān)題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)一一功能問(wèn)題;分析綜合能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)右手定則判斷線(xiàn)框中的電流方向,再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算回路中電動(dòng)勢(shì),再由閉

合電路歐姆定律計(jì)算電流,根據(jù)安培定則計(jì)算安培力,最后根據(jù)牛頓第二定律求解加速度;根據(jù)動(dòng)量定

理列式即可求解電荷量;根據(jù)能量守恒定律列式求解此過(guò)程中線(xiàn)框產(chǎn)生的焦耳熱。

【解答】解:AD.根據(jù)右手定則,此時(shí)線(xiàn)框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=2BLX

|V+3BLX|V=|BLV,線(xiàn)框中感應(yīng)電流大小為1=岳=舞,線(xiàn)框中感應(yīng)電流所受安培力為F=

2BIL+3BIL=5BIL=5Bx纓xL=^",根據(jù)牛頓第二定律此時(shí)線(xiàn)框的加速度大小為a=解得

a=等察,故A錯(cuò)誤,D正確;

B.設(shè)向右為正方向,根據(jù)動(dòng)量定理有-2BILAt-3BILAt=8Lmx"—8Lmv,q=IAt,聯(lián)立解得q=

鬻,故B錯(cuò)誤;

C.由能量守恒定律有Q=1x8Lmv2-1x8Lm(1)2=^-Lmv2,故C錯(cuò)誤;

故選:D。

【點(diǎn)評(píng)】該題考查線(xiàn)框穿過(guò)有界磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、閉合電路歐姆定律、牛頓第二定律、動(dòng)量

定理以及能量守恒定律等知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用,題目難度較大,為易錯(cuò)題型。

二.多選題(共4小題)

(多選)11.如圖所示,將一通電螺線(xiàn)管豎直放置,螺線(xiàn)管內(nèi)部形成方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

=kt(k為常量,t為時(shí)間)的磁場(chǎng),在內(nèi)部用絕緣輕繩懸掛一與螺線(xiàn)管共軸的金屬薄圓管,其電阻率為

P、高度為h,半徑為r,厚度為d(d?r)。則下列說(shuō)法正確的是()

A.從上向下看,金屬薄圓管中的感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较?/p>

B.金屬薄圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為"日

h

TT/?Zr2r3

c.金屬薄圓管的熱功率為--------

2P

D.輕繩對(duì)金屬薄圓管的拉力大小隨時(shí)間減小

【考點(diǎn)】楞次定律及其應(yīng)用;電功和電功率的計(jì)算;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式.

【專(zhuān)題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理能力.

【答案】AC

【分析】根據(jù)楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律,結(jié)合電阻定律以功率表達(dá)式、左手定則分析求解。

【解答】解:A.穿過(guò)金屬薄圓管的磁通量向上逐漸增加,則根據(jù)楞次定律可知,從上向下看,金屬薄圓

管中的感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍蔄正確;

B.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,金屬薄圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

E=署汽產(chǎn)=kirr2

故B錯(cuò)誤;

C.由電阻定律可知,金屬薄圓管的電阻為

_2仃

RD=P~dh

金屬薄圓管的熱功率大小為

_E2Trdhk^r3

P二寸

故C正確;

D.根據(jù)左手定則可知,金屬薄圓管中各段所受的受安培力方向指向圓管的軸線(xiàn),則輕繩對(duì)金屬薄圓管的

拉力的合力大小始終等于金屬薄圓管的重力不隨時(shí)間變化,故D錯(cuò)誤。

故選:ACo

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電磁感應(yīng)相關(guān)知識(shí),理解楞次定律的含義和判斷,合理利用電磁感應(yīng)公式計(jì)算電動(dòng)

勢(shì)是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。

(多選)12.如圖所示,光滑絕緣水平桌面上放置一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、每邊電阻均為Ro的正方形金屬

細(xì)框,右側(cè)區(qū)域內(nèi)存在寬度為2L的方向垂直于桌面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,兩虛線(xiàn)為

磁場(chǎng)邊界?,F(xiàn)使金屬框以一定的初速度水平向右運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬框的左、右邊框始終

與磁場(chǎng)邊界平行,金屬框完全穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后,速度大小變?yōu)樗跛俣鹊娜种?。下列說(shuō)法正確的是

)

,一2L「

3口2乙3

A.金屬框的初速度大小為-----

4mR0

3療

B.金屬框的初速度大小為-----

mR0

C.金屬框進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱相等

D4r6

D.金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為一7

4m/?5

【考點(diǎn)】線(xiàn)圈進(jìn)出磁場(chǎng)的能量計(jì)算;線(xiàn)圈進(jìn)出磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.

【專(zhuān)題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題;分析綜合能力.

【答案】AD

【分析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力計(jì)算公式,應(yīng)用動(dòng)量定理求解金屬框的

初速度;根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)定律分析金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)的速度,結(jié)合能量守恒定律得出產(chǎn)生的總焦耳

熱。

【解答】解:AB.設(shè)金屬框的初速度大小為V,金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的整個(gè)過(guò)程中,取向右為正方向,

根據(jù)動(dòng)量定理

-1

—2IBLAt=m?—mv

金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的電量大小等于金屬框出磁場(chǎng)區(qū)域的電量大小,為

2

7A<PA<PBL

,毋,后

解得

_SB2/

V=lmR^

故A正確,B錯(cuò)誤;

C.金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的整個(gè)過(guò)程中,金屬框做減速運(yùn)動(dòng),則金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中的速度大于金屬

框出磁場(chǎng)過(guò)程中的速度,根據(jù)

22

BLvDT_BLV

FA=IBL=癡血

可知金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中的受到的安培力大于金屬框出磁場(chǎng)過(guò)程中受到的安培力,金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)

程中的安培力做功大于金屬框出磁場(chǎng)過(guò)程中的安培力做功,故金屬框進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦

耳熱不相等,故C錯(cuò)誤;

D.根據(jù)能量守恒,金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=2T71V2—2巾(守=--

故D正確。

故選:ADo

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問(wèn)題與功能關(guān)系,要掌握安培力的沖量的推導(dǎo)過(guò)程,利用動(dòng)

量定理解答金屬框在不同位置的速度,解題要注意電路的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。

(多選)13.根據(jù)實(shí)際需要,磁鐵可以制造成多種形狀,如圖就是一根很長(zhǎng)的光滑圓柱形磁棒,在它的側(cè)

面有均勻向外的輻射狀磁場(chǎng)?,F(xiàn)將磁棒豎直固定在水平地面上,磁棒外套有一個(gè)粗細(xì)均勻的圓形金屬線(xiàn)

圈,金屬線(xiàn)圈的質(zhì)量為m,半徑為R,電阻為r,金屬線(xiàn)圈所在位置的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.讓

金屬線(xiàn)圈從磁棒上端由靜止釋放,經(jīng)一段時(shí)間后與水平地面相碰(碰前金屬線(xiàn)圈已達(dá)最大速度)并原速

率反彈,又經(jīng)時(shí)間t,上升到距離地面高度為h處速度減小到零。下列說(shuō)法中正確的是()

(a)縱截面示意圖(b)俯視圖

mgr

A.金屬線(xiàn)圈與地面撞擊前的速度大小

4n2B2R2

m2grmgt

B.撞擊反彈后上升到最高處h的過(guò)程中,通過(guò)金屬線(xiàn)圈某一截面的電荷量?

8TI3B3R32nBR

m2grmgt

C.撞擊反彈后上升到最高處h的過(guò)程中,通過(guò)金屬線(xiàn)圈某一截面的電荷量?

8TI3B3R3nBR

m3g2r2

D.撞擊反彈后上升到最高處h的過(guò)程中,金屬線(xiàn)圈中產(chǎn)生的焦耳熱—mgh

32n4B4R4

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類(lèi)問(wèn)題;動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用;用焦耳定律計(jì)算電熱;導(dǎo)體平動(dòng)切割

磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)類(lèi)問(wèn)題.

【專(zhuān)題】定量思想;等效替代法;電磁感應(yīng)一一功能問(wèn)題.

【答案】ABD

【分析】金屬線(xiàn)圈與地面撞擊前已達(dá)最大速度,此時(shí)安培力與重力平衡,推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式,

再由平衡條件求金屬線(xiàn)圈的最大速度。根據(jù)動(dòng)量定理求撞擊反彈上升過(guò)程中通過(guò)金屬線(xiàn)圈的電荷量。根

據(jù)能量守恒定律求撞擊反彈后上升到最高處h的過(guò)程中金屬線(xiàn)圈中產(chǎn)生的焦耳熱。

【解答】解:A、金屬線(xiàn)圈與地面撞擊前已達(dá)最大速度,設(shè)最大速度為V。

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=B,2TTRV

感應(yīng)電流大小為:1=9,

線(xiàn)圈受到的安培力為:FA=BIL=BI-2TTR

聯(lián)合解得安培力大小為:FA=軌島

根據(jù)平衡條件有:FA=mg

解得:V=*2?故A正確。

472B'R'

BC、撞擊反彈后上升到最高處h的過(guò)程中,取向下為正方向,由動(dòng)量定理得:

mgt+B/,2nRt=0-(-mv)

又通過(guò)金屬線(xiàn)圈某一截面的電荷量為:q=7t

聯(lián)立解得:q=咽3-喘.故B正確,C錯(cuò)誤。

87r3盧T

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