【金版教程】（全国通用）2021高考物理二轮复习 新题重组练专题四　电路和电磁感应11b.doc

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1、【金版教程】（全国通用）2015高考物理二轮复习 新题重组练专题电路和电磁感应11bZ专题检测素能提升一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第5、8小题为多选题。)12014课标全国卷在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接。往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析将绕在

2、磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观察到感应电流，选项A不符合题意；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时，如果通电线圈通以恒定电流，产生不变的磁场，则在另一线圈中不会产生感应电流，选项B不符合题意；在线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表时，磁通量已不再变化，因此也不能观察到感应电流，选项C不符合题意；绕在同一铁环上的两个线圈，在给一个线圈通电或断电的瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变化，因此，能观察到感应电流，选项D符合题意。答案D22014大纲全国卷很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中

3、心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率()A均匀增大 B先增大，后减小C逐渐增大，趋于不变 D先增大，再减小，最后不变解析对磁铁受力分析可知，磁铁重力不变，磁场力随速率的增大而增大，当重力等于磁场力时，磁铁匀速下落，所以选C。答案C32014江苏高考如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()A.B.C. D.解析由法拉第电磁感应定律知线圈中产生的感应电动势EnnSn，得E，选项B正确。答案B4201

4、4湖北八校二联如图所示，两个垂直于纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a。高度为a的正三角形导线框ABC从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下列图形中能正确描述感应电流I与线框移动距离x关系的是()解析正三角形线框ABC刚进入向里的磁场时，利用右手定则知，感应电流沿逆时针方向为正，大小I0，之后线框随进入磁场距离的增大，有效切割长度变小，则I变小；当线框ABC前进a距离，在刚进入向外的磁场区域瞬间，此时ABC线框中感应电流方向沿顺时针为负，大小为I2I0，则B正确。答案B52014湖北武汉模拟如图，两根相距l0.4 m、电阻不计

5、的光滑金属导轨在同一水平面内平行放置，两导轨左端与阻值R0.15 的电阻相连。导轨x0的一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直(竖直向下)，磁感应强度B0.50.5x(T)。一根质量m0.1 kg、电阻r0. 05 的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在水平外力作用下从x0处沿导轨向右做直线运动，运动过程中回路电流恒为2 A。以下判断正确的是()A金属棒在x3 m处的速度为0.5 m/sB金属棒在x3 m处的速度为0.75 m/sC金属棒从x0运动到x3 m过程中克服安培力做的功为1.6 JD金属棒从x0运动到x3 m过程中克服安培力做的功为3.0 J解析在x3 m处，磁感应

6、强度为B2 T，因为回路中电流恒为2 A，由闭合电路欧姆定律可知，回路中的感应电动势为0.4 V，由EBlv可得，此时金属棒的速度v0.5 m/s，所以选项A正确，B错误；由安培力公式可知，F安BIlIl(0.50.5x)，随着x变化呈现线性变化关系，因此可用平均作用力来求做功，可得安培力做功为3 J，所以选项C错误，D正确；因此答案选A、D。答案AD62014兰州、张掖联考如图所示，间距为L、电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒

7、以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过金属棒某横截面的电荷量为q。下列说法正确的是()A金属棒在导轨上做匀减速运动B整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为C整个过程中金属棒克服安培力做的功为mv2D整个过程中电阻R上产生的焦耳热为mv2解析本题考查导体棒切割磁感线时产生的感应电动势、闭合电路欧姆定律、电磁感应中的能量转化等知识点，意在考查考生的逻辑推理能力。金属棒切割磁感线产生感应电动势，产生感应电流，金属棒受到向左的安培力，做减速运动，由于速度减小，电动势减小，则电流减小，安培力减小，根据牛顿第二定律知，加速度减小，金属棒做加速度逐渐减小的减速运动，选项A错误；根据q，可得金属

8、棒在导轨上发生的位移s，选项B错误；根据动能定理得，W安0mv2，则金属棒克服安培力做的功为mv2，选项C正确；根据能量守恒得，减少的动能全部转化为整个回路产生的热量，则电阻R产生的热量QRmv2，选项D错误。答案C7如图所示，间距为3R的MN和PQ间有垂直于纸面向里的匀强磁场B，粗细均匀的电阻丝围成ABCD这个不规则形状的金属线框，其左侧是半径为R的半圆，右侧是直角边为2R的等腰直角三角形，金属线框全部位于磁场外，在外力F的作用下使线框以水平方向的速度v匀速通过磁场区域。从A点刚开始进入磁场的左边界为计时起点，若规定逆时针的感应电流方向为正方向，感应电流所受安培力向左为正方向，则下列描述金属

9、线框运动过程中的外力F和感应电流I随位移x的变化图线中可能正确的有()解析当金属框的直角边进入磁场时进入的部分切割磁感线，产生逆时针的感应电流I，此时间段内它受向左的安培力FBIx；因为安培力方向一直向左，所以C、D错；比较A、B两个选项，因为金属框在整个穿过磁场过程中，方向要发生改变，排除B，只有A正确。答案A8如图所示：在倾角为的光滑斜面上，相距均为d的三条水平虚线l1、l2、l3，它们之间的区域、分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框，从l1上方一定高处由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过l1进入磁场时，恰好以

10、速度v1做匀速直线运动；当ab边在越过l2运动到l3之前的某个时刻，线框又开始以速度v2做匀速直线运动，重力加速度为g。在线框从释放到穿出磁场的过程中，下列说法正确的是()A线框中感应电流的方向不变B线框ab边从l1运动到l2所用时间大于从l2运动到l3所用时间C线框以速度v2匀速直线运动时，发热功率为sin2D线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，减少的机械能E机与重力做功WG的关系式是E机WGmvmv解析根据右手定则，可判断A错。当线框进入区域后，两边都受安培力，做减速运动，故线框ab边从l1运动到l2所用时间小于从l2运动到l3所用时间，B错。根据PI2R，mgsin2BId，Ps

11、in2，C对。线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，根据动能定理得W安WGmvmv，而减少的机械能等于克服安培力做的功，即E机W安WGmvmv，D对。答案CD二、计算题(本题共2小题，共36分。需写出规范的解题步骤。)92014课标全国卷半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面。BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。直导体棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转动，在转

12、动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小为g。求：(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率。解析(1)解法一：在t时间内，导体棒扫过的面积为St(2r)2r2根据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为根据右手定则，感应电流的方向是从B端流向A端。因此，通过电阻R的感应电流的方向是从C端流向D端。由欧姆定律可知，通过电阻R的感应电流的大小I满足I联立式得I解法二：Br BrBr2I由右手定则判得通过R的感应电流从CD解法三：取tTBr2I(2)解法一：在竖直方向有mg2N0式中，由于质量分布均匀，内、外圆

13、导轨对导体棒的正压力大小相等，其值为N。两导轨对运动的导体棒的滑动摩擦力均为fN在t时间内，导体棒在内、外圆导轨上扫过的弧长分别为l1rt和l22rt克服摩擦力做的总功为Wff(l1l2)在t时间内，消耗在电阻R上的功为WRI2Rt根据能量转化和守恒定律知，外力在t时间内做的功为WWfWR外力的功率为P由至式得Pmgr解法二：由能量守恒PPRPf在竖直方向2Nmg，则Nmg，得fNmgPfmgrmg2rmgrPRI2R所以Pmgr答案(1)方向：由C端到D端(2)mgr102014安徽高考如图1所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5 T，其方向垂直于倾角为30的斜面向上。绝缘斜面上固定有“”形状

14、的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计)，MP和NP长度均为2.5 m，MN连线水平，长为3 m。以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3 m、质量m为1 kg、电阻R为0.3 ，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速度v1 m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)。g取10 m/s2。(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x0.8 m处电势差UCD；(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图2中画出Fx关系图象；(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。解析(1)金属杆CD在

15、匀速运动中产生的感应电动势EBlv(ld)，解得E1.5 V(D点电势高)当x0.8 m时，金属杆在导轨间的电势差为零。设此时杆在导轨外的长度为l外，则l外dd、OP，得l外1.2 m由楞次定律判断D点电势高，故C、D两端电势差UCDBl外v，即UCD0.6 V(2)杆在导轨间的长度l与位置x关系是ld3x对应的电阻Rl为RlR，电流I杆受的安培力F安BIl7.53.75x根据平衡条件得FF安mgsinF12.53.75x(0x2)画出的Fx图象如图所示。(3)外力F所做的功WF等于Fx图线下所围的面积，即WF2 J17.5 J而杆的重力势能增加量Epmg sin故全过程产生的焦耳热QWFEp7.5 J答案(1)E1.5 VUCD0.6 V(2)F12.53.75x(0x2)图见解析(3)7.5 J9