2022年高考物理二轮典型例题冲刺测试专题电磁感应 .pdf

学习好资料欢迎下载2013 年高考物理二轮典型例题冲刺测试专题9 电磁感应（含解析）1.上海单科，如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a( ) A. 顺时针加速旋转B. 顺时针减速旋转C. 逆时针加速旋转D. 逆时针减速旋转 解析 由楞次定律，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故选B. 答案 B 2.黑龙江哈尔滨一模，有一个匀强磁场，它的边界是MN，在MN左侧是无场区域，右侧是匀强磁场区域，如图甲所示现在有一个金属线框以恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的it图象如图乙所示则可能的线框是( ) 解析 在图乙中， 中间过程中有恒定电流，A、 D两选项中的线框产生的感应电流立刻从最大值减小，故 A、D错误由EBlv可知，进入过程中切割有效长度l均匀增大，中间过程l不变，最后过程切割有效长度均匀减小，故B、C正确 答案 BC 3.四川理综，如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则 ( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页学习好资料欢迎下载A线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流B线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零C线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场 解析 在同一铁芯上具有相同的t，a中输入正弦交流电时，t按正弦规律变化，则b中产生变化的电流，故A错a中输入恒定电流时，b中磁通量恒定不为零，而t为零，故B错线圈a、b中的电流都对铁芯上的t产生影响，即按互感原理工作，故C 错a中的磁场变化，即t变化，b中一定有电场产生，故D正确 答案 D 4.江苏苏北四市调研用一根横截面积为S、 电阻率为 的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径如图所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直于圆环所在的平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率Btk(k0)则 ( ) A圆 环中产生逆时针方向的感应电流B圆环具有扩张的趋势C圆环中感应电流的大小为krS2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页学习好资料欢迎下载D图中a、b两点间的电势差Uab|14kr2| 解析 根据楞次定律可知，磁通量减小，产生顺时针方向的感应电流，A 选项不正确；圆环面积有扩张的趋势，B 选项正确；产生的感应电动势为tkr22，则电流大小为|kSr4| ，C 选项不正确；Uab等于14kr2的绝对值， D选项正确 答案 BD 5.四川理综，半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0. 圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B. 杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始， 杆的位置由 确定，如图所示则( ) A0 时，杆产生的电动势为2BavB3时，杆产生的电动势为3BavC0 时，杆受的安培力大小为2B2avR0D3时，杆受的安培力大小为3B2av5 R0 解析 开始时刻，感应电动势E1BLv2Bav，故 A项正确 3时，E2B2acos3vBav，故 B项错误由L 2acos，EBLv，IER，RR02acos ( 2)a ，得在 0 时，FB2L2vR4B2avR02，故 C项错误 3时F3B2avR05，故 D项正确 答案 AD 6.重庆理综，如图所示，正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动，t0 时刻，其四个顶点M、N、P、Q恰好在磁精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页学习好资料欢迎下载场边界中点下列图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是 ( ) 解析 设正方形导线框电阻为R，边长为L0，磁感应强度为B，匀速运动的速度为v，则在A点由图中A到N过程， 感应电动势EBLv，由L 2vttan 45，IER，fBILB2L2vR4B2v3Rt2，由数学知识知C、D错在O点由图中A到N过程，L不变，故f不变在B点由图中A到N过程，切割磁感线的有效长度LL02vttan45，则fBILB2L02vt2vR4B2v3Rt24B2v2L0RtB2vL20R，由数学知识可判断，B对， A、C、D项错误 答案 B 7.辽宁大连双基测试如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的直流电阻几乎为零A和B是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页学习好资料欢迎下载A闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变B闭合开关S后，灯泡B逐渐变亮，最后亮度不变C断开开关S后，灯泡A逐渐变暗，直到不亮D断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭 解析 闭合开关S后，线圈L中电流逐渐增大，灯泡B中电流逐渐减小至0，A中电流越来越大至最后不再增大，故灯泡A、B同时变亮，然后灯泡B越来越暗直至熄灭，灯泡A越来越亮至最亮，选项A、B均错误 ；断开开关S后，线圈L与灯泡B构成闭合回路，故灯泡B由暗变亮，又因为能量守恒电流越来越小，灯泡B又逐渐变暗至熄灭，选项D正确 答案 D 8.江苏南通启东中学如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场， 磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L(Ld) ，质量为m，电阻为R，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则下列说法正确的是( ) A线圈进入磁场的过程中，感应电流为逆时针方向B线圈进入磁场的过程中，可能做加速运动C线圈穿越磁场的过程中，线圈的最小速度可能为mgRB2L2D线圈从ab边进入磁场到ab边离开磁场的过程，感应电流做的功为mgd 解析 线圈进入磁场的过程中，由右手定则可判断出感应电流为逆时针方向，选项 A正确； 由于cd精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页学习好资料欢迎下载边刚离开磁场时速度也为v0，所以线圈进入磁场的过程，只能是减速运动，选项B错误；在线圈进入磁场的减速过程中，BILmg，而IER，EBLv，代入上式得vmgRB2L2，选项 C 正确；因为cd边离开磁场时的速度与刚进入磁场时的速度大小相同，所以线框离开磁场的过程与进入磁场的过程完全相同，当ab边离开磁场时的速度大小等于线圈从ab边进入磁场时的速度大小，对线框运用动能定理可知，该过程中感应电流做的功等于线框重力做的功，即为mgd，选项 D正确 答案 ACD 9.山东理综，如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B. 将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g. 下列选项正确的是( ) AP2mgvsin BP3mgvsin C当导体棒速度达到v2时加速度大小为g2sin D在 速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功 解析 对导体棒受力分析如图当导体棒以v匀速运动时 ( 如图甲 ) ，应有：mgsin F安BILB2L2vR；当加力F后以 2v匀速运动时 ( 如 图乙) ，Fmgsin 2B2L2vR，两式联立得Fmgsin ，则PF2v2mgvsin ， A正确 B错误；由牛顿第二定律， 当导体棒的速度为v2时，amgsin F安mmgsin B2L2v2Rmg2sin ，C正确；由功能关系，当导体棒达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功与减少的重力势能之和，D错误精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页学习好资料欢迎下载 答案 AC 10.全国理综，如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计在导轨上端并接两个额定功率均为P、 电阻均为R的小灯泡整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好已知某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g. 求：(1) 磁感应强度的大小；(2) 灯泡正常发光时导体棒的运动速率 解析 (1) 设小灯泡的额定电流为I0，有PI02R由题意在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN中电流为I2I0此时金属棒MN所受的重 力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mgBLI联立式得Bmg2LRP. (2) 设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得EBLvERI0联立式得v2Pmg. 11.吉林长春第一次调研，如图甲所示，空间存在一宽度为2L的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框，其质量m1kg、电阻R4，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页学习好资料欢迎下载在水平向左的外力F作用下，以初速度v04m/s 匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力F的大小随时间t变化的图线如图乙所示以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：(1) 匀强磁场的磁感应强度B；(2) 线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；(3) 判断线框能否从右侧离开磁场？说明理由 解析 (1) 由Ft图象可知，线框加速度aF2m2m/s2线框的边长Lv0t12at241m 12212m 3m t0时刻线框中的感应电流IBLv0R线框所受的安培力F安BIL由牛顿第二定律F1F安ma又F11N，联立得B13 T 0.33 T. (2) 线框进入磁场的过程中，平均感应电动势EBL2t平均电流IER通过线框的电荷量qI t联立得q0.75 C. (3) 设匀减速运动速度减为零的过程中线框通过的位移为x，由运动学公式得0v20 2ax代入数值得x4m2L所以线框不能从右侧离开磁场12.天津理综，如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l0.5m，左端接有阻值R0.3 的电阻一质量m0.1kg ，电阻r0.1 的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下，由静止精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页学习好资料欢迎下载开始以a2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q221. 导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触求(1) 棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2) 撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3) 外力做的功WF. 解析 (1) 设棒匀加速运动的时间为t，回路的磁通量变化量为，回路中的平均感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得Et其中Blx设回路中的平均电流为I，由闭合电路的欧姆定律得IERr则通过电阻R的电荷量为qIt联立式，代入数据得q4.5 C (2) 设撤去外力时棒的速度为v，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v22ax设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W，由动能定理得W012mv2撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2W精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页学习好资料欢迎下载联立式，代入数据得Q21.8 J (3) 由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q221，可得Q13.6 J 在棒运动的整个过程中，由功能关系可知WFQ1Q2?由 ? 式得WF5.4 J ? 答案 (1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页