高考物理二轮复习第一部分专题十电磁感应规律及其应用限时集训.doc

1 / 9【2019【2019 最新最新】精选高考物理二轮复习第一部分专题十电磁精选高考物理二轮复习第一部分专题十电磁感应规律及其应用限时集训感应规律及其应用限时集训(对应学生用书第 135 页)(建议用时：40 分钟)一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 分在每小题给出的四个选项中，第 15 题只有一项符合题目要求，第 68 题有多项符合题目要求全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0分)1如图 10­23，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一 U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直金属杆 PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路 PQRS，一圆环形金属框 T 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面现让金属杆 PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( )【导学号：17214173】图 10­23APQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向BPQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向CPQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向DPQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向D D PQPQ 向右运动，导体切割磁感线，根据右手定则，可知电流向右运动，导体切割磁感线，根据右手定则，可知电流由由 Q Q 流向流向 P P，即逆时针方向，根据楞次定律可知，通过，即逆时针方向，根据楞次定律可知，通过 T T 的磁的磁场减弱，则场减弱，则 T T 的感应电流产生的磁场应指向纸面里面，则感应的感应电流产生的磁场应指向纸面里面，则感应电流方向为顺时针电流方向为顺时针 2 / 92如图 10­24 所示，将一铝管竖立在水平桌面上，把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的强磁铁从铝管上端由静止释放，强磁铁在铝管中始终与管壁不接触则强磁铁在下落过程中( )图 10­24A若增加强磁铁的磁性，可使其到达铝管底部的速度变小B铝管对水平桌面的压力一定逐渐变大C强磁铁落到铝管底部的动能等于减少的重力势能D强磁铁先加速后减速下落A A 磁铁通过铝管时，导致铝管的磁通量发生变化，从而产生磁铁通过铝管时，导致铝管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，感应电流阻碍磁铁相对于铝管的运动；结合法拉第感应电流，感应电流阻碍磁铁相对于铝管的运动；结合法拉第电磁感应定律可知，磁铁的磁场越强、磁铁运动的速度越快，电磁感应定律可知，磁铁的磁场越强、磁铁运动的速度越快，则感应电流越大，感应电流对磁铁的阻碍作用也越大，所以若则感应电流越大，感应电流对磁铁的阻碍作用也越大，所以若增加强磁铁的磁性，可使其到达铝管底部的速度变小，故增加强磁铁的磁性，可使其到达铝管底部的速度变小，故 A A 正正确磁铁在整个下落过程中，由楞次定律确磁铁在整个下落过程中，由楞次定律“来拒去留来拒去留”可知，可知，铝管对桌面的压力大于铝管的重力；同时，结合法拉第电磁感铝管对桌面的压力大于铝管的重力；同时，结合法拉第电磁感应定律可知，磁铁运动的速度越快，则感应电流越大，感应电应定律可知，磁铁运动的速度越快，则感应电流越大，感应电流对磁铁的阻碍作用也越大，所以磁铁将向下做加速度逐渐减流对磁铁的阻碍作用也越大，所以磁铁将向下做加速度逐渐减小的加速运动磁铁可能一直向下做加速运动，也可能磁铁先小的加速运动磁铁可能一直向下做加速运动，也可能磁铁先向下做加速运动，最后做匀速直线运动，不可能出现减速运动；向下做加速运动，最后做匀速直线运动，不可能出现减速运动；若磁铁先向下做加速运动，最后做匀速直线运动，则铝管对水若磁铁先向下做加速运动，最后做匀速直线运动，则铝管对水平桌面的压力先逐渐变大，最后保持不变，故平桌面的压力先逐渐变大，最后保持不变，故 B B 错误，错误，D D 错错误磁铁在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生感应电误磁铁在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生感应电流对应的安培力做功，导致减小的重力势能，部分转化为动能流对应的安培力做功，导致减小的重力势能，部分转化为动能外，还有部分产生内能，动能的增加量小于重力势能的减少量，外，还有部分产生内能，动能的增加量小于重力势能的减少量，故故 C C 错误错误 3 / 93(2017·咸阳二模)如图 10­25 所示，一呈半正弦形状的闭合线框abc，acl，匀速穿过边界宽度也为 l 的相邻磁感应强度大小相同的匀强磁场区域，整个过程线框中感应电流图象为(取顺时针方向为正方向)( )图 10­25B B 线框从左边磁场进入右边磁场的过程中，两边都切割磁感线框从左边磁场进入右边磁场的过程中，两边都切割磁感线，磁通量变化得更快，感应电动势更大，感应电流方向沿逆线，磁通量变化得更快，感应电动势更大，感应电流方向沿逆时针，为负，选项时针，为负，选项 B B 正确正确 4在如图 10­26 甲所示的电路中，电阻 R1R22R，圆形金属线圈半径为 r1，线圈导线的电阻为 R，半径为 r2(r20)变化，C2 中磁场的磁感应强度恒为B2，一质量为 m、电阻为 r、长度为 L 的金属杆 AB 穿过区域 C2 的圆心垂直地跨放在两导轨上，且与导轨接触良好，并恰能保持静止则( )图 10­30A通过金属杆的电流大小为mg B2LB通过金属杆的电流方向为从 B 到 AC定值电阻的阻值为 RrD整个电路的热功率 Pkamg 2B2BCDBCD 根据题述金属杆恰能保持静止，由平衡条件可得：根据题述金属杆恰能保持静止，由平衡条件可得：mgmgB2I·2aB2I·2a，通过金属杆的电流大小为，通过金属杆的电流大小为 I I，选项，选项 A A 错误由错误由楞次定律可知，通过金属杆的电流方向为从楞次定律可知，通过金属杆的电流方向为从 B B 到到 A A，选项，选项 B B 正正确根据区域确根据区域 C1C1 中磁场的磁感应强度随时间按中磁场的磁感应强度随时间按 B1B1b bkt(k>0)kt(k>0)变变化，可知化，可知k k，C1C1 中磁场变化产生的感应电动势中磁场变化产生的感应电动势E Ea2a2ka2ka2，由闭合电路欧姆定律，由闭合电路欧姆定律，E EI(rI(rR)R)，联立解，联立解得定值电阻的阻值为得定值电阻的阻值为 R Rr r，选项，选项 C C 正确整个电路的热功率正确整个电路的热功率7 / 9P PEIEIka2·ka2·，选项，选项 D D 正确正确 二、计算题(共 2 小题，32 分)9(14 分)(2016·全国甲卷 T24)如图 10­31 所示，水平面(纸面)内间距为 l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为 m、长度为 l 的金属杆置于导轨上t0 时，金属杆在水平向右、大小为 F 的恒定拉力作用下由静止开始运动t0 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为 重力加速度大小为g求：图 10­31(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值【解析】 (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为 a，由牛顿第二定律得maFmg设金属杆到达磁场左边界时的速度为 v，由运动学公式有vat0当金属杆以速度 v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为EBlv联立式可得EBlt0(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为 I，根据欧姆定律8 / 9I式中 R 为电阻的阻值金属杆所受的安培力为fBlI因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得Fmgf0联立式得R【答案】 (1)Blt0 (2)B2l2t0 m10(18 分)如图 10­32 甲所示，两根平行光滑金属导轨相距 L1 m，导轨平面与水平面的夹角 30°，导轨的下端 PQ 间接有R8 的电阻相距 x6 m 的 MN 和 PQ 间存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场磁感应强度 B 随时间t 的变化情况如图乙所示将阻值 r2 的导体棒 ab 垂直放在导轨上，使导体棒从 t0 时由静止释放，t1 s 时导体棒恰好运动到 MN，开始匀速下滑g 取 10 m/s2求：甲 乙图 10­32(1)01 s 内回路中的感应电动势；(2)导体棒 ab 的质量；(3)02 s 时间内导体棒所产生的热量 【导学号：17214175】【解析】 (1)01 s 内，磁场均匀变化，由法拉第电磁感应定律有：E1S由图象得2 T/s，且 SLx6 m2代入解得：E112 V9 / 9(2)导体棒从静止开始做匀加速运动，加速度 agsin 10×05 m/s25 m/s2t1 s 末进入磁场区域的速度为 vat15×1 m/s5 m/s导体棒切割磁感线产生的电动势 E2BLv2×1×5 V10 V根据导体棒进入磁场区域做匀速运动，可知导体受到的合力为零，有：mgsin F 安BIL根据闭合电路欧姆定律有：IE2 Rr联立以上各式得：m04 kg(3)在 01 s 内回路中产生的感应电动势为 E112 V根据闭合电路欧姆定律可得 I1 A12 A1 s2 s 内，导体棒切割磁感线产生的电动势为 E210 V根据闭合电路欧姆定律可得 I2 A1 A02 s 时间内导体棒所产生的热量 QIrt1Ir(t2t1)代入数据解得 Q488 J【答案】 (1)12 V (2)04 kg (3)488 J