2017年高三物理一模-电磁感应专题汇编(共13页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上一、选择题MNadcb1、（2017宝山第9题）如图所示，直导线MN与闭合线框abcd位于同一平面，要使导线框中产生方向为abcd的感应电流，则直导线中电流方向及其变化情况应为（ ）（A）电流方向为M到N，电流逐渐增大 （B）电流方向为N到M，电流逐渐增大（C）电流方向为M到N，电流大小不变 （D）电流方向为N到M，电流逐渐减小2、（2017虹口第6题、杨浦区第8题）如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流，若（ ）（A）金属环向上运动，则环中产生顺时针方向的感应电流（B）金属环向下运动，则环中产生顺时针方向的感应电流（C）金属环向左侧直导线靠近，则环中产生逆时针方向的感应电流（D）金属环向右侧直导线靠近，则环中产生逆时针方向的感应电流O i l 2l 3l 4l x O i l 2l 3l 4l x O i l 2l 3l 4l x O i l 2l 3l 4l x （A） （B） （C） （D）3、（2017静安第12题）左图虚线上方是有界匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴O以角速度逆时针匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针为正，则能正确反映线框转动一周感应电流随时间变化的图像是（ ）4、（2017黄浦第12题）如图所示，I、III为两匀强磁场区，I区域的磁场方向垂直纸面向里，III区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感强度均为B，两区域中间为宽l的无磁场区II，有边长为L=2l的正方形金属框abcd置于I区域，ab边与磁场边界平行，以I、II区域分界处为坐标原点O。现使金属框向右匀速移动，在ab边从x=0到x=3l的过程中，能定性描述线框中感应电流随位置变化关系的是（ ） badcBBIIIIIIO x  O i l 2l 3l 4l x O i l 2l 3l 4l x O i l 2l 3l 4l x O i l 2l 3l 4l x （A） （B） （C） （D）O i l 2l 3l 4l x O i l 2l 3l 4l x O i l 2l 3l 4l x O i l 2l 3l 4l x （A） （B） （C） （D）5、（2017闵行第10题）如图所示，条形磁铁放在光滑的斜面上（斜面固定不动），用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为F1；当导线中通有电流时，发现弹簧的伸长量减小，设此时磁铁对斜面的压力为F2。则 （ ）（A）F1>F2，A中电流方向向内（B）F1>F2，A中电流方向向外（C）F1<F2，A中电流方向向内（D）F1<F2，A中电流方向向外6、（2017浦东新区第5题）“研究感应电流方向”的实验装置如图所示，下列对实验现象描述正确的（ ） Gab（A）条形磁铁N极朝下，插入螺线管的过程中，通过电流计G的感应电流方向为ab（B）条形磁铁S极朝下，插入螺线管的过程中，通过电流计G的感应电流方向为ba（C）条形磁铁N极朝下，拔出螺线管的过程中，通过电流计G的感应电流方向为ab（D）条形磁铁S极朝下，拔出螺线管的过程中，通过电流计G的感应电流方向为ab二、填空1、（2017奉贤第16题）如图所示，竖直放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，则穿过弹性圆环的磁通量将 （选填“增大”、“不变”或“减小”），从上向下看，弹性圆环中的电流方向为 （选填“顺时针”、“没有”或“逆时针”），弹性圆环受到的安培力方向为 （选填“沿半径向外”、“没有”或“沿半径向内”）。三、计算Rx0v01、（2017宝山第19题）如图所示，质量为m的跨接杆可以无摩擦地沿水平的平行导轨滑行，两轨间宽为L，导轨与电阻R连接，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。杆从x轴原点以大小为v0、水平向右的初速度滑行，直至停止，已知杆在整个运动过程中速度v和位移x的函数关系是vv0x。杆及导轨的电阻均不计。（1）试求杆所受的安培力F随其位移x变化的函数式；（2）证明杆在整个运动过程中动能的增量Ek等于安培力所做的功WF；（3）求出杆在整个运动过程上通过电阻R的电量。 2、（2017奉贤第20题）如图所示，足够长的光滑金属导轨EF、PQ固定在竖直面内，轨道间距L=1m，底部接入一阻值为R=0.4的定值电阻，上端开口，处于垂直导轨面向外的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中。一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab连入导轨间的电阻r=0.1，电路中其余电阻不计。现用一质量为M=2kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连。在电键S打开的情况下，由静止释放M，当M下落高度h=1.0m时细绳突然断了，此时闭合电键S。运动中ab始终垂直导轨，并接触良好。不计空气阻力，取g=10m/s2。求：（1）当M下落高度h=1.0m时，ab速度的大小；（2）请说明细绳突然断后ab棒的大致运动情况；（3）当ab棒速度最大时，定值电阻R的发热功率。3、（2017虹口第17题）某同学设计了电磁健身器，简化装置如图所示。两根平行金属导轨相距l0.50m，倾角53°，导轨上端接一个R0.05的电阻。在导轨间长d0.56m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B2.0T。质量m4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与轻的拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s0.24m。一位健身者用F80N的恒力沿绳拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置。已知sin53°0.8，cos53°0.6，不计其它电阻、摩擦力，以及拉杆和绳索的质量。求：（1）CD棒进入磁场时速度v的大小；（2）通过数据计算，说明CD棒进入磁场后的运动情况。（3）若某位健身者的力气比较大，使用这套健身器材为了能达到较好的锻炼效果，是否一定要对装置做出改进或调节？给出理由。（4）某健身者锻炼过程中，没有保持80N的恒定拉力。若测出CD棒到达磁场上边缘时的速度为2m/s，CD棒每次上升过程中，电阻产生的焦耳热Q22.4J。这位健身者为了消耗8000J的热量，约需完成以上动作多少次？4、（2017黄浦第20题）如图所示，足够长、固定的直角金属轨道左侧倾角1=20°，右侧倾角2=70°，轨道宽均为L=0.6m。整个装置位于B=1T匀强磁场中，磁场方向垂直于右侧轨道平面向上。金属棒ab、cd分别垂直于轨道放在左、右两侧轨道上。t=0时刻由静止释放两棒，同时在cd棒上施加一平行于右侧轨道的外力F，使cd开始沿右侧轨道向下做加速度a=0.5m/s2的匀加速运动。已知ab、cd棒的质量m1=0.25kg、m2=0.1kg，电阻R1=1.5、R2=0.5，其余电阻不计，两棒与轨道间的动摩擦因数均为=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小。（重力加速度g取10m/s2，sin70°=0.94，cos70°=0.34）（1）请通过分析、计算、推理，说明ab棒会始终静止在左侧轨道上的理由。（2）请通过分析、计算、推理，描述施加在cd棒上的外力F随时间t的变化情况。 20°70°Babcd5、（2017嘉定长宁第17题）如图所示，一对足够长平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距为L，左侧接两个阻值为R、额定功率为P的相同灯泡甲和乙，其中乙灯泡处于断开状态。有一质量为m、电阻为r的金属棒静止且与两轨道垂直地放在轨道上，轨道的电阻忽略不计。整个装置处于垂直轨道平面竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中。现用一恒定的外力沿轨道方向拉金属棒，最终甲灯泡刚好正常发光，请回答如下问题：（1）简述金属棒做什么运动？（2）最终金属棒运动的速度是多少？（3）在甲灯泡正常发光后，闭合开关K，则在闭合K的瞬间金属棒的加速度是多少？（4）在甲灯泡正常发光后，闭合开关K，再经过足够长的时间，灯泡甲的电功率为多大？6、（2017静安第20题）如图所示，在竖直平面内有一质量为M的形线框abcd，水平边bc长为L，电阻为r，竖直边ab与cd的电阻不计；线框的上部处于与线框平面垂直的匀强磁场区域中，磁感应强度为B1，磁场区域的水平下边界（图中虚线）与bc边的距离为H。质量为m、电阻为3r的金属棒PQ用可承受最大拉力为3mg的细线悬挂着，静止于水平位置，其两端与线框的两条竖直边接触良好，并可沿着竖直边无摩擦滑动。金属棒PQ处在磁感应强度为B2的匀强磁场区域中，B2的方向与B1相同。现将形线框由静止释放，当bc边到达磁场区域的下边界时，细线刚好断裂，重力加速度为g。则从释放形线框至细线断裂前的整个过程中：（1）感应电流的最大值是多少？（2）形线框下落的最大速度是多少？（3）金属棒PQ产生的热量是多少？（4）请分析说明：形线框速度和加速度的变化情况，求出加速度的最大值和最小值。7、（2017浦东新区第19题）如图（a）所示，宽度为L的足够长光滑金属导轨水平固定在磁感应强度为B、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上。现有一根质量为m、电阻为R的金属棒MN放置在金属导轨上，金属棒MN始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻。（1）若金属棒MN在水平向右的力F的作用下以速度v向右匀速运动，请判断通过MN棒的电流方向，并利用能的转化和能量守恒定律，通过推导证明棒MN产生的感应电动势E=BLv；（2）若金属棒MN在水平恒力F的作用下由静止开始运动，试从速度、加速度两个角度通过分析、推理、计算来描述金属棒MN的运动状态；（3）若给金属棒MN向右的初速度同时施加一水平外力，使金属棒MN向右做匀减速直线运动，此过程中，外力随时间的变化关系图线如图（b）所示（以初速度方向为正方向），图线与横、纵坐标交点分别为t0、F0。求金属棒MN的加速度大小a和初速度v0。 FNMB图（a）图（b）t0tF0F0 答案：一、选择1、（2017宝山第9题）B2、（2017虹口第6题、杨浦第8题）D3、（2017静安第12题）A4、（2017黄浦第12题）A5、（2017闵行第10题）C6、（2017浦东新区第5题）C二、填空1、（2017奉贤第16题）减小顺时针 沿半径向内三、计算1、（2017宝山第19题）（14分）（1）（4分），F，F（v0x）（2）（6分），当时最大，设最大值为，（3）（4分），所以，Q2、（2017奉贤第20题）（1）根据机械能守恒定律，对M、N系统减少的重力势能等于系统增加的动能，得到（2）先向上做加速度减小的减速运动（2分），到速度为零后向下做加速度减小的加速运动，最终匀速运动。（2分）（3）向下匀速时：>m/s故整个过程中向下匀速时速度最大，最大速度为10m/s（2分）（2分）答：（1）当M下落高度h=1.0m时，ab速度的大小为3.46m/s；（2）先向上做加速度减小的减速运动，到速度为零后向下做加速度减小的加速运动，最终匀速运动。（3）当ab棒速度最大时，定值电阻R的发热功率为40W。3、（2017虹口第17题）（14分）（1）CD棒进入磁场前，牛顿定律：Fmgsinma （1分）解出：ag·sin2010×0.812m/s （1分）由匀变速公式2asvt2v02，解出vm/s2.4m/s （1分）（2）CD棒刚进入磁场时，感应电动势 EBlv2.4V，感应电流I48A （1 分）安培力FABIl48N （1分）重力分力为mg·sin32N，因拉力F80N，合力为零， （1 分）故CD棒进入磁场后，应匀速运动 （1分）（3）可以不用做出调节 。 （1分）因为拉力增大，CD棒进入磁场时的速度增大，安培力也随之增大，如果维持CD棒在磁场中匀速运动，仍然需要较大的拉力，可以满足锻炼的需求。（如果答“增强磁场”、“加大导轨宽度”、“减小电阻R”可酌情给分） （2 分）（4）每次上升过程，CD棒增加的重力势能 Epmg(s+d)·sin25.6J， （1分）增加的动能 Ekmvt28J （1分）每次需消耗能量EEkEpQ56J （1分）次数n142.86，完成以上动作约需143次。 （1分）4、（2017黄浦第20题）（14分）（1）（6分）m1gN1f1刚释放时，ab棒的受力如右图。沿轨道斜面向下的合力：m1gsin20°=0.25×10×0.34N=0.85N最大静摩擦力fmax=N1=m1gcos20°=0.4×0.25×10×0.94 N =0.94N因为m1gsin20°<fmax，所以刚释放时ab棒保持静止。cd棒向下做切割磁感线的运动，由楞次定律可以确定cd棒中的电流从d指向c，ab棒中的电流从a指向b由左手定则可以确定ab棒受到的安培力垂直于左侧轨道向下cd棒速度增大，由E=BLv和闭合电路欧姆定律可确定ab棒中的电流增大，再由FA=BIL可确定ab棒受到的安培力增大，导致压力增大进而导致ab棒与轨道间的最大静摩擦力增大因为总有m1gsin20°<fmax，所以ab棒不会由静止开始运动。评分量表：以上各1分 m2gN2f2FA2F（2）（8分）cd棒在右侧轨道上做匀加速运动时，其受力情况如图所示，设F方向向下。其中，斜面弹力N2= m2gcos70°，斜面摩擦力f2=N2=m2gcos70°，安培力FA2=BIL= BL= 以沿斜面向下为正方向，根据牛顿第二定律有：m2g sin70°+F -m2gcos70°-FA = m2a代入已知数据可得：F= -0.754+0.09t所以： t=0s时，F沿右侧轨道向上，大小为0.754N； 0s8.38s之间，F沿右侧轨道向上，大小随时间均匀减小； t=8.38s时，F恰好为零； 8.38s以后，F沿右侧轨道向下，大小随时间均匀增大。5、（2017嘉定长宁第17题）（14分）（1）金属棒先做加速度减小速度增加的变加速运动，最终做匀速直线运动 (3分)（2）由于甲灯正常工作，说明电路此时的电流为，而这个电流是由于金属棒切割磁感线产生的，故有： ，所以， (3分)（3）甲灯正常发光时金属棒在恒力作用下匀速直线运动，恒力大小与此时安培力的大小相等，闭合开关K，电路电阻发生了变化，电流也变化了，此时的安培力为，由牛顿定律有，将v代入解得，“-”号表示加速度的方向向左 (5分)（4） 合上开关K经过足够长时间后，金属棒又处于匀速直线运动状态，安培力又与恒力大小相等，故流过金属棒的电流仍然为，甲乙两灯并联，故甲灯的电流为原来的一半，甲灯的功率为 (3分)6、 （2017静安第20题）（14分）解答：（1）形线框abcd与金属棒PQ构成闭合回路。在形线框下落过程中，bc边在磁场区域内切割磁感线，回路中产生感应电流，金属棒PQ在磁场区域中，受到向下的安培力，金属棒在拉力、重力和安培力的作用下处于平衡状态。随着线框下落速度的增大，感应电动势、感应电流、安培力都增大，bc边到达磁场下边界时，以上各量都达到最大。由细线断裂的临界条件： ，既：（1分）再由（1分） 联立各式得：（1分）（2）细线断裂瞬间，线框的速度最大，此时感应电动势：（1分）由闭合电路的欧姆定律：（1分）联立得：（1分） （3）根据能量守恒定律，整个过程产生的内能等于减少的机械能：（2分）再由可知，（1分）所以：（1分）（4）形线框下落过程中，做加速度减小的变加速运动（2分）刚释放瞬间，加速度最大为（1分）bc边到达磁场的下边界时，加速度最小，设为，由牛顿第二定律：，式中解得最小加速度：（1分）（评分标准：描述速度、加速度，求出最大加速度、最小加速度，各1分，共4分）7、 （2017浦东新区第19题）（12分）解析：（1）电流方向由M指向N；（2分）根据能的转化和能量守恒定律（或根据功能关系：外力克服安培力做功，机械能转化为电能）设感应电流为I，MN移动s距离所需时间为t。（1分）则 所以E=BLv（1分）（2）MN棒在外力F和安培力共同作用下运动，由牛顿第二定律，得（1分）v增大，a减小，MN棒先做加速度逐渐减小的加速运动。（1分）当时，a=0，速度达到最大速度vm，MN棒以vm做匀速运动。（1分）（1分）（3）由牛顿第二定律，得 得（2分）由图像可得斜率的绝对值为解得：（1分）由图像纵轴截距可得解得：（1分)专心-专注-专业