2026版《全品高考》選考復(fù)習(xí)方案生物03 專題二十一　電磁感應(yīng)中的電路和圖像含答案

《全品選考復(fù)習(xí)方案》2026版《全品高考》選考復(fù)習(xí)方案生物03專題二十一電磁感應(yīng)中的電路和圖像專題二十一電磁感應(yīng)中的電路和圖像電磁感應(yīng)中的電路問題1.(多選)如圖所示,矩形線框abcd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與線框平面垂直,線框的ab邊長為2L,bc邊長為L,MN為垂直于ab并可在ab和cd上自由滑動(dòng)的金屬桿,且桿與ab和cd接觸良好,abcd和MN上單位長度的電阻皆為r.讓MN從ad處開始以速度v向右勻速滑動(dòng),設(shè)MN與ad之間的距離為x(0≤x≤2L),則在整個(gè)過程中(BCD)A.當(dāng)x=0時(shí),MN中電流最小B.當(dāng)x=L時(shí),MN中電流最小C.MN中電流的最小值為2BvD.MN中電流的最大值為6Bv[解析]MN切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,充當(dāng)電源的那部分對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢為E=BLv,MN中電流I=ER總=BLvLr+(L+2x)(5L?2x)r6L=6BL2v?4(x?L)2r+15L2r,當(dāng)x=0或x=2L時(shí),MN中電流最大,電流的最大值為Imax=6Bv11r;當(dāng)x=L時(shí),MN中電流最小,2.(多選)在如圖所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,設(shè)圖示磁場方向?yàn)檎?磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律為B=-B0+2B0Tt.邊長為l、電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場中,磁場方向垂直于線框平面,此時(shí)線框ab邊的發(fā)熱功率為P,則(BDA.線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢為BB.線框中的感應(yīng)電流為2PC.線框cd邊的發(fā)熱功率為PD.b、a兩端電勢差Uba=B[解析]由題可知線框四個(gè)邊的電阻均為R4.由B=-B0+2B0Tt知,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化,線框中產(chǎn)生大小恒定的感應(yīng)電流,設(shè)感應(yīng)電流為I,則對(duì)ab邊有P=I2·14R,解得I=2PR,選項(xiàng)B正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E=ΔΦΔt=ΔBΔt·12l2,又知ΔBΔt=2B0T,聯(lián)立解得E=B0l2T,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;線框的四邊電阻相等,電流相等,則發(fā)熱功率相等,都為P,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由楞次定律可知,線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,則3.(多選)如圖所示為帶燈的自行車后輪的示意圖,金屬輪框與輪軸之間均勻地連接四根金屬條,每根金屬條中間都串接一個(gè)阻值為3Ω的小燈泡,車輪半徑為0.3m,輪軸半徑可以忽略,不計(jì)其他電阻.車架上固定一個(gè)強(qiáng)磁鐵,可形成圓心角為60°的扇形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2.0T、方向垂直于紙面(車輪平面)向里.若自行車后輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒為10rad/s,則(BCD)A.通過每個(gè)小燈泡的電流始終相等B.當(dāng)金屬條ab在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬條ab中的電流從b指向aC.當(dāng)金屬條ab在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),電路的總電阻為4ΩD.當(dāng)金屬條ab在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬條ab所受安培力的大小為0.135N[解析]當(dāng)其中一根金屬條在磁場中切割磁感線時(shí),該金屬條相當(dāng)于電源,其他三根金屬條相當(dāng)于外電路且并聯(lián),根據(jù)電路特點(diǎn)可知,通過磁場中的那根金屬條的電流是通過其他三根金屬條電流的三倍,故A錯(cuò)誤;當(dāng)金屬條ab在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)右手定則可知通過金屬條ab的電流從b指向a,故B正確;金屬條ab在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)充當(dāng)電源,其余為外電路,且并聯(lián),其等效電路如圖所示,設(shè)電路的總電阻為R總,根據(jù)電路圖可知R總=R+13R=3Ω+13×3Ω=4Ω,故C正確;當(dāng)金屬條ab在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=12Br2ω=12×2.0×0.32×10V=0.9V,此時(shí)通過ab的電流I=ER總=0.94A=0.225A,所以金屬條ab所受安培力的大小為F=BIr=2.0×0.225×0.電磁感應(yīng)中的圖像問題4.(多選)矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中,在外力控制下處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖甲所示.磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示.t=0時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里,在0~4s時(shí)間內(nèi),流過導(dǎo)線框的電流(規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)檎较?與導(dǎo)線框的ad邊所受安培力隨時(shí)間變化的圖像(規(guī)定以向左為安培力正方向)可能是(AD)[解析]在1~2s時(shí)間內(nèi),原磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為垂直于導(dǎo)線框平面向外,且線性增大,根據(jù)楞次定律知線框上的感應(yīng)電流為順時(shí)針方向,即正方向,由E=S·ΔBΔt,I=ER知,電流I大小不變,A正確,B錯(cuò)誤;在1~2s時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框的ad邊中電流方向?yàn)橛蒬向a,磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于紙面向外,且線性增大,根據(jù)左手定則知,導(dǎo)線框的ad邊所受安培力向右,且線性增大,即安培力為負(fù)方向,線性增大,C錯(cuò)誤,D5.如圖所示,在光滑水平面上有一個(gè)粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd.t=0時(shí)刻,線框在水平拉力的作用下,從靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),bc邊剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻為t1時(shí)刻,ad邊剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻為t2時(shí)刻,設(shè)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小為I,ad邊兩端電壓大小為U,水平拉力大小為F,則I、U、F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t變化關(guān)系圖像正確的是(C)[解析]線框速度與時(shí)間的關(guān)系式為v=at,a是加速度,0~t1時(shí)間內(nèi),感應(yīng)電流為零,t1~t2時(shí)間內(nèi),由E=BLv和I=ER得,感應(yīng)電流與時(shí)間的關(guān)系式為I=BLaRt,由于B、L、a、R均不變,則感應(yīng)電流I與t成正比,t2時(shí)刻后無感應(yīng)電流,故A、B錯(cuò)誤;0~t1時(shí)間內(nèi),感應(yīng)電流為零,ad兩端的電壓為零,t1~t2時(shí)間內(nèi),感應(yīng)電流I與t成正比,U=IRad=BLatR×14R=t2時(shí)刻后無感應(yīng)電流,但有感應(yīng)電動(dòng)勢,U=E=BLat,電壓隨時(shí)間均勻增加,故C正確;0~t1時(shí)間內(nèi),感應(yīng)電流為零,F=ma為定值,t1~t2時(shí)間內(nèi),bc邊所受的安培力為FA=B2L2vR,由牛頓第二定律得F-FA=ma,可得F=B2L2aRt+ma,則F與t是線性關(guān)系,但F?t圖線不過原點(diǎn),t2時(shí)刻后無感應(yīng)電流,F“子彈打木塊”模型1.質(zhì)量為m的子彈以某一初速度v0擊中靜止在光滑水平地面上質(zhì)量為M的木塊,并陷入木塊一定深度后與木塊相對(duì)靜止,甲、乙兩圖表示了這一過程開始和結(jié)束時(shí)子彈和木塊可能的相對(duì)位置,設(shè)木塊對(duì)子彈的阻力大小恒定,下列說法正確的是(C)A.M越大,子彈射入木塊的時(shí)間越短B.M越大,子彈射入木塊的深度越淺C.無論m、M、v0的大小如何,都只可能是甲圖所示的情形D.若v0較小,則可能是甲圖所示情形;若v0較大,則可能是乙圖所示情形[解析]由動(dòng)量守恒定律得mv0=(M+m)v,則對(duì)木塊由動(dòng)量定理得Fft=Mv,解得t=Mmv0M+mFf=mv01+mMFf,則M越大,t越大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由功能關(guān)系得Ffd=12mv02-12(M+m)v2,解得d=mMv022M+mFf=mv0221+mMFf,則M越大,d越大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;對(duì)木塊由動(dòng)能定理得Ffx=12Mv2.如圖所示,木塊靜止在光滑水平面上,兩顆不同的子彈A、B從木塊兩側(cè)同時(shí)射入木塊,最終都停在木塊內(nèi),這一過程中木塊始終保持靜止.若子彈A射入的深度大于子彈B射入的深度,則(D)A.子彈A的質(zhì)量一定比子彈B的質(zhì)量大B.入射過程中子彈A受到的阻力比子彈B受到的阻力大C.子彈A在木塊中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比子彈B在木塊中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長D.子彈A射入木塊時(shí)的初動(dòng)能一定比子彈B射入木塊時(shí)的初動(dòng)能大[解析]由于木塊始終保持靜止?fàn)顟B(tài),則兩子彈對(duì)木塊的推力大小相等,即兩子彈所受的阻力大小相等,設(shè)為Ff,根據(jù)動(dòng)能定理,對(duì)子彈A有-FfdA=0-EkA,得EkA=FfdA;對(duì)子彈B有-FfdB=0-EkB,得EkB=FfdB,由于dA>dB,則有子彈入射時(shí)的初動(dòng)能EkA>EkB,故B錯(cuò)誤,D正確.兩子彈和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,則有2mAEkA=2mBEkB,而EkA>EkB,則mA<mB,故A錯(cuò)誤.子彈A、B從木塊兩側(cè)同時(shí)射入木塊,木塊始終保持靜止,分析得知,“滑塊—木板”模型3.如圖所示,質(zhì)量m=2kg的平板小車靜止在豎直彈性墻壁左側(cè)的光滑水平地面上,質(zhì)量M=3kg的鐵塊(視為質(zhì)點(diǎn))以大小v0=5m/s的初速度向右滑上平板小車上表面左端,小車第一次與墻壁碰撞前瞬間恰好與鐵塊達(dá)到共同速度,之后小車與墻壁發(fā)生多次正碰(每次碰撞前小車與鐵塊已達(dá)到共同速度),碰撞中無機(jī)械能損失,碰撞時(shí)間極短,最終鐵塊恰好靜止在小車的右端.鐵塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度大小g取10m/s2.求:(1)從鐵塊滑上小車上表面至小車與墻壁第一次碰撞的時(shí)間t1;(2)全過程中鐵塊相對(duì)小車滑動(dòng)的總時(shí)間t以及小車的長度L;(3)從小車與墻壁第一次碰撞至小車靜止,小車運(yùn)動(dòng)的總路程s.[答案](1)0.4s(2)1s2.5m(3)1.25m[解析](1)設(shè)小車第一次與墻壁碰撞前瞬間的速度大小為v1,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有Mv0=(M+m)v1解得v1=3m/s對(duì)小車,根據(jù)動(dòng)量定理有μMgt1=mv1解得t1=0.4s(2)小車第一次與墻壁碰撞后的一段時(shí)間內(nèi),鐵塊向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),小車向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng),小車的速度先減為零,然后小車在摩擦力的作用下向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),直到小車與鐵塊第二次達(dá)到共同速度,此后鐵塊與小車一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)直到小車與墻壁發(fā)生第二次碰撞,小車不斷與墻壁碰撞,鐵塊在小車上滑行,系統(tǒng)的機(jī)械能不斷減少,直到鐵塊與小車均靜止且鐵塊恰好在小車的右端,對(duì)鐵塊,根據(jù)動(dòng)量定理有-μMgt=0-Mv0解得t=1s根據(jù)功能關(guān)系有μMgL=12M解得L=2.5m(3)經(jīng)分析可知,小車每一次與墻壁碰撞后都先向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)至靜止,再向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)至與鐵塊達(dá)到共同速度后再與墻壁碰撞,在兩次碰撞間的運(yùn)動(dòng)過程中,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有(M-m)vn=(M+m)vn+1(n=1,2,3,…)解得vn+1=15vn(n=1,2,3,…設(shè)第一次碰撞后小車向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為d1,對(duì)小車,根據(jù)動(dòng)能定理有-μMgd1=0-12m解得d1=0.6m設(shè)第n次碰撞后小車向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為dn,對(duì)小車根據(jù)動(dòng)能定理有-μMgdn=0-12m同理有-μMgdn+1=0-12m可得dn+1=125d根據(jù)對(duì)稱性,結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可得s=2(d1+d2+d3+…)=2×d其中q=1解得s=1.25m4.如圖所示,光滑水平地面上放置著質(zhì)量為mA=2kg的長木板A和質(zhì)量為mC=2kg的滑塊C,長木板的左端放有質(zhì)量為mB=1kg的滑塊B(可看成質(zhì)點(diǎn)).現(xiàn)給A、B組成的整體施加水平向右的瞬時(shí)沖量I=15N·s,此后A、B一起向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間后A與C發(fā)生碰撞(時(shí)間極短),再經(jīng)過一段時(shí)間后A、B再次一起向右運(yùn)動(dòng),且此后A、C之間的距離保持不變.已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,求:(1)獲得沖量后瞬間A、B的速度;(2)A、C碰撞時(shí)損失的機(jī)械能;(3)要保證滑塊B不脫離長木板A,長木板A的最小長度.[答案](1)5m/s,方向水平向右(2)12J(3)1.5m[解析](1)以A、B為整體,由動(dòng)量定理可得I=(mA+mB)v0解得獲得沖量后瞬間A