2018版高考物理二輪復(fù)習(xí)第1部分專題整合突破專題限時(shí)集訓(xùn)11電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用

1、專題限時(shí)集訓(xùn)(十一)電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第137頁)(限時(shí)：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(gè)選項(xiàng)中，第15題只有一項(xiàng)符合題目要求，第68題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1(2016河南重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖1121甲所示，絕緣的水平桌面上放置一金屬圓環(huán)，在圓環(huán)的正上方放置一個(gè)螺線管，在螺線管中通入如圖乙所示的電流，電流從螺線管a端流入為正，以下說法正確的是()圖1121A從上往下看，01 s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向B01 s內(nèi)圓環(huán)面積有擴(kuò)張的趨勢(shì)C第3 s末圓環(huán)對(duì)桌面的壓力小于圓環(huán)的重力D12 s內(nèi)和23

2、 s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反A由圖乙知，01 s內(nèi)螺線管中電流逐漸增大，穿過圓環(huán)向上的磁通量增大，由楞次定律知圓環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向下，圓環(huán)面積有縮小的趨勢(shì)，從上往下看，01 s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；同理可得12 s內(nèi)和23 s內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；第3 s末電流的變化率為0，螺線管中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為0，在圓環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓環(huán)對(duì)桌面的壓力等于圓環(huán)的重力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤2(2016咸陽二模)如圖1122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(chǎng)區(qū)域，整個(gè)過程線框中感應(yīng)電流圖象為(取

3、順時(shí)針方向?yàn)檎较?() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】圖1122B線框從左邊磁場(chǎng)進(jìn)入右邊磁場(chǎng)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(dòng)勢(shì)更大，感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針，為負(fù)，選項(xiàng)B正確3(2016北京高考)如圖1123所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大兩圓環(huán)半徑之比為21，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb.不考慮兩圓環(huán)間的相互影響下列說法正確的是()圖1123AEaEb41，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向BEaEb41，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向CEaEb21，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向DEaEb21，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向B由楞次定律知，題中圓環(huán)感應(yīng)電流

4、產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，故感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向由法拉第電磁感應(yīng)定律知E，由于兩圓環(huán)半徑之比RaRb21，所以EaEb41，選項(xiàng)B正確4(2017衡水市冀州中學(xué)一模)如圖1124甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成角，M、P兩端接一電阻R，整個(gè)裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中t0時(shí)對(duì)金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F，使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，金屬棒電阻為r，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)已知通過電阻R的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示下列關(guān)于棒運(yùn)動(dòng)速度v、外力F、流過R的電量q以及閉合回路中磁通量的變化率隨時(shí)間變化的圖象正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】圖1124B根據(jù)如圖乙所

5、示的It圖象可知Ikt，其中k為比例系數(shù)，由閉合電路歐姆定律可得：Ikt，可推出：Ekt(Rr)，由EBLv，所以vt，vt圖象是一條過原點(diǎn)斜率大于零的直線，說明了導(dǎo)體棒做的是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，即vat，故A錯(cuò)誤；E，所以有：kt(Rr)，t圖象是一條過原點(diǎn)斜率大于零的直線，故B正確；對(duì)導(dǎo)體棒在沿導(dǎo)軌方向列出動(dòng)力學(xué)方程FBILmgsin ma，而I，vat得到Ftmamgsin ，可見Ft圖象是一條斜率大于零且與F軸正半軸有交點(diǎn)的直線，故C錯(cuò)誤；qtt2，qt圖象是一條開口向上的拋物線，故D錯(cuò)誤5(2017溫州中學(xué)模擬)如圖1125所示，在水平界面EF、GH、JK間，分布著兩個(gè)勻強(qiáng)磁

6、場(chǎng)，兩磁場(chǎng)方向水平且相反，大小均為B，兩磁場(chǎng)高均為L(zhǎng)，寬度無限一個(gè)框面與磁場(chǎng)方向垂直、質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形金屬框abcd，從某一高度由靜止釋放，當(dāng)ab邊剛進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，金屬框恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab邊下落到GH和JK之間的某位置時(shí)，又恰好開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)整個(gè)過程中空氣阻力不計(jì)則()圖1125A金屬框穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)過程中，所受的安培力保持不變B金屬框從ab邊始進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)至ab邊剛到達(dá)第二個(gè)磁場(chǎng)下邊界JK過程中產(chǎn)生的熱量為2mgLC金屬框開始下落時(shí)ab邊距EF邊界的距離hD當(dāng)ab邊下落到GH和JK之間做勻速運(yùn)動(dòng)的速度v2D線框向下運(yùn)動(dòng)，由楞次定律可知，安培力總是阻礙線框

7、的運(yùn)動(dòng)，線框受到的安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，即線框受到的安培力方向始終向上，所受安培力方向始終保持不變，但是安培力大小隨速度的變化而變化，即安培力要發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；設(shè)金屬框ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1，當(dāng)ab邊下落到GH和JK之間的某位置時(shí)，又恰好開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為v2，由題意知，v2B2)現(xiàn)將質(zhì)量為m的金屬桿ab，從MM上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸，且始終保持水平，已知ab棒到達(dá)NN和PP之前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng)則ab棒從MM運(yùn)動(dòng)到PP這段時(shí)間內(nèi)的vt圖可能正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】圖1127BC導(dǎo)體棒ab到MM切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若安培力大于重力，導(dǎo)體棒做

8、加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，若安培力等于重力，導(dǎo)體棒一直做勻速運(yùn)動(dòng)，若安培力小于重力，則做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)導(dǎo)體棒ab到NN時(shí)，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，安培力變小，小于重力，導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)可知B、C正確，A、D錯(cuò)誤82017高三第一次全國(guó)大聯(lián)考(江蘇卷)如圖1128所示，在水平面上有兩條足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌間距為d，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在的平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.兩根金屬桿間隔一定的距離擺放在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌垂直，已知兩金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R，兩桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，現(xiàn)將桿1以初速度v0向右滑向桿2，在運(yùn)動(dòng)過程中兩桿始終不碰撞，則()圖112

9、8A桿1將做勻減速運(yùn)動(dòng)，桿2將做勻加速運(yùn)動(dòng)B桿1、桿2最終均以速度0.5v0做勻速運(yùn)動(dòng)C桿1上總共產(chǎn)生mv的熱量D通過桿2上的電荷量為BCD桿1向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于切割磁感線，回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，在安培力的作用下，桿1做減速運(yùn)動(dòng)，桿2做加速運(yùn)動(dòng)，由于桿的速度變化，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化，感應(yīng)電流隨著變化，導(dǎo)致兩桿所受安培力大小發(fā)生變化，加速度大小隨之改變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于兩桿所受安培力等大反向，兩桿所組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由mv0mv1mv2最終兩桿速度相等時(shí)，桿間距不再變化，感應(yīng)電流隨之消失，即v1v2，可得v1v20.5v0，故選項(xiàng)B正確；兩桿中電流時(shí)刻相等，桿相同，因此兩桿產(chǎn)生的熱量相等，

10、根據(jù)能量守恒定律可知，2Qmv2mv2，解得Qmv，故選項(xiàng)C正確；根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式可知，通過桿2上的電荷量為：qt，根據(jù)加速度定義式可知：，由牛頓第二定律可知：，由安培力大小計(jì)算公式有：dB，解得：q，故選項(xiàng)D正確二、計(jì)算題(本題共2小題，共32分)9(14分)(2017南通模擬)如圖1129所示，一無限長(zhǎng)的光滑金屬平行導(dǎo)軌置于磁場(chǎng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌平面豎直且與地面絕緣，導(dǎo)軌上M、N間接一電阻R，P、Q端接一對(duì)沿水平方向的平行金屬板，導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上，其電阻為3R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，棒長(zhǎng)為L(zhǎng)，平行金屬板間距為d.今讓導(dǎo)體棒通過定滑輪在一物塊拉動(dòng)下開始運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定

11、后棒的速度為v，不計(jì)一切摩擦阻力此時(shí)有一帶電量為q的液滴恰能在兩板間做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且速率也為v.求：圖1129(1)棒向右運(yùn)動(dòng)的速度v；(2)物塊的質(zhì)量m. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】【解析】(1)設(shè)平行金屬板間電壓為U.液滴在平行金屬板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力與電場(chǎng)力必定平衡，設(shè)液滴質(zhì)量為m0.則有：qm0g由qvBm0，得：m0聯(lián)立解得：U則棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E(R3R)由EBLv，得：v2.(2)棒中電流為：Iab棒勻速運(yùn)動(dòng)，外力與安培力平衡，則有：FBIL而外力等于物塊的重力，即為：mg解得：m.【答案】(1)2(2)10(18分)(2017江蘇高考)如圖1130所示，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)関.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)，桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求：圖1130(1)MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小I；(2)MN剛掃