2019届高考物理大一轮复习金考卷：电磁感应(含解析).pdf

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1、.阶段示性金考卷阶段示性金考卷(九九)(教师用书独具教师用书独具)本卷测试容：电磁感应本卷测试容：电磁感应本试卷分为第卷本试卷分为第卷(选择题选择题)和第卷和第卷(非选择题非选择题)两部分，共两部分，共 110110 分分第卷第卷(选择题，共选择题，共 6060 分分)一、选择题一、选择题(本题共本题共 1212 小题，每小题小题，每小题 5 5 分，共分，共 6060 分在第分在第 1 1、2 2、4 4、5 5、7 7、8 8 小题给出的小题给出的 4 4 个选项中，只个选项中，只有一个选项正确；在第有一个选项正确；在第 3 3、6 6、9 9、1010、1111、1212 小题给出的四个

2、选项中，有多个选项正确，全部选对的得小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5 5 分，分，选对但不全的得选对但不全的得 3 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 0 分分)1.20181.2018高三模拟高三模拟 如图所示，如图所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，拿一条形磁铁横杆可绕中心点自由转动，拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，发生的现象是插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，发生的现象是()A.A.磁铁插向左环，横杆发生转动磁铁插向左环，横杆发生转动B.B.磁铁插向右环，横杆发生转动磁铁插向右环，横

3、杆发生转动C.C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D.D.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动解析：本题考查电磁感应现象、安培力的简单应用磁铁插向左环，横杆不发生移动，因为左环不闭合，不解析：本题考查电磁感应现象、安培力的简单应用磁铁插向左环，横杆不发生移动，因为左环不闭合，不能产生感应电流，不受安培力的作用；磁铁插向右环，横杆发生移动，因为右环闭合，能产生感应电流，在磁场能产生感应电流，不受安培力的作用；磁铁插向右环，横杆发生移动，因为右环闭合，能产生感应电流，在磁场中受到安培力的作用，选项中受到

4、安培力的作用，选项B B 正确本题难度易正确本题难度易答案：答案：B B2.2.如图所示，在某中学实验室的水平桌面上，放置一正方形闭合导体线圈如图所示，在某中学实验室的水平桌面上，放置一正方形闭合导体线圈abcdabcd，线圈的，线圈的abab 边沿南北方向，边沿南北方向，adad 边沿东西方向，已知该处地磁场的竖直分量向下下列说法中正确的是边沿东西方向，已知该处地磁场的竖直分量向下下列说法中正确的是()Word 资料.A.A.若使线圈向东平动，则若使线圈向东平动，则b b 点的电势比点的电势比 a a 点的电势低点的电势低B.B.若使线圈向北平动，则若使线圈向北平动，则a a 点的电势比点的

5、电势比 d d 点的电势低点的电势低C.C.若以若以 abab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为abcdaabcdaD.D.若以若以 abab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为adcbaadcba解析：由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的解析：由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的abab 边和边和 cdcd 边切割磁感线，边切割磁感线，c(b)c(b)点电势高于点电势高于 d(a)d(a)点电势，点电势，故故 A A 错误；同理知错误；同理知B B 错误；若以错误；若以abab 为轴将线

6、圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判定线为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判定线圈中感应电流方向为圈中感应电流方向为 abcdaabcda，C C 正确正确答案：答案：C C3.3.如图所示，质量为如图所示，质量为 mm 的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时，快速经过时，线圈始终保持不动线圈始终保持不动则关于线圈在此过程中受到的支持力则关于线圈在此过程中受到的支持力F

7、 FN N和摩擦力和摩擦力 F Ff f的情况，以下判断正确的是的情况，以下判断正确的是()A.A.靠近线圈时，靠近线圈时，F FN N大于大于 mgmg，F Ff f向左向左B.B.靠近线圈时，靠近线圈时，F FN N小于小于 mgmg，F Ff f向右向右Word 资料.C.C.远离线圈时，远离线圈时，F FN N小于小于 mgmg，F Ff f向左向左D.D.远离线圈时，远离线圈时，F FN N大于大于 mgmg，F Ff f向右向右解析：楞次定律从阻碍相对运动角度可以表述为解析：楞次定律从阻碍相对运动角度可以表述为“来拒去留来拒去留”，磁铁靠近线圈时，磁铁在线圈的左上方，线，磁铁靠近线

8、圈时，磁铁在线圈的左上方，线圈受到磁铁的作用力向右下方，圈受到磁铁的作用力向右下方，F FN N大于大于 mgmg，F Ff f向左，向左，A A 项正确，项正确，B B 项错误；磁铁远离线圈时，磁铁在线圈的右项错误；磁铁远离线圈时，磁铁在线圈的右上方，线圈受到磁铁的作用力向右上方，上方，线圈受到磁铁的作用力向右上方，F FN N小于小于 mgmg，F Ff f向左，向左，C C 项正确，项正确，D D 项错误项错误答案：答案：ACAC4.4.如图所示，竖直平面有一金属环，半径为如图所示，竖直平面有一金属环，半径为a a，总电阻为，总电阻为 R(R(指拉直时两端的电阻指拉直时两端的电阻)，磁感

9、应强度为，磁感应强度为B B 的匀强的匀强R R磁场垂直穿过环平面，在环的最高点磁场垂直穿过环平面，在环的最高点 A A 用铰链连接长度为用铰链连接长度为 2a2a、电阻为、电阻为 的导体棒的导体棒 ABAB，ABAB 由水平位置紧贴环面由水平位置紧贴环面2 2摆下，当摆到竖直位置时，摆下，当摆到竖直位置时，B B 点的线速度为点的线速度为 v v，则这时，则这时 ABAB 两端的电压大小为两端的电压大小为()A.A.BavBav3 3B.B.BavBav6 62Bav2BavC.C.3 3D.BavD.Bav1 1解析：摆到竖直位置时，解析：摆到竖直位置时，ABAB 切割磁感线的瞬时感应电动

10、势切割磁感线的瞬时感应电动势E EB B2a2a(v)v)Bav.Bav.由闭合电路欧姆定律得，由闭合电路欧姆定律得，2 2E ER R1 1U UABAB BavBav，故，故 A A 正确正确R RR R4 43 32 24 4答案：答案：A A5.5.如图所示，如图所示，E E 为电池，为电池，L L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D D1 1、D D2 2是两个规格相同且额定电压是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，足够大的灯泡，S S 是控制电路的开关对于这个电路，下列说法中错误的是是控制电路的开关对于这个电路，下列说法中错误的是()

11、Word 资料.A.A.刚闭合开关刚闭合开关 S S 的瞬间，通过的瞬间，通过 D D1 1、D D2 2的电流大小相等的电流大小相等B.B.刚闭合开关刚闭合开关 S S 的瞬间，通过的瞬间，通过 D D1 1、D D2 2的电流大小不相等的电流大小不相等C.C.闭合开关闭合开关 S S 待电路达到稳定，待电路达到稳定，D D1 1熄灭，熄灭，D D2 2比原来更亮比原来更亮D.D.闭合开关闭合开关 S S 待电路达到稳定，再将待电路达到稳定，再将S S 断开瞬间，断开瞬间，D D2 2立即熄灭，立即熄灭，D D1 1闪亮一下再熄灭闪亮一下再熄灭解析：开关解析：开关S S 闭合的瞬间，线圈闭合

12、的瞬间，线圈L L 可看做暂时的断路，故通过两灯泡的电流相等，且同时亮，可看做暂时的断路，故通过两灯泡的电流相等，且同时亮，A A 对对 B B 错；电错；电路稳定后，由于线圈直流电阻忽略不计，将灯泡路稳定后，由于线圈直流电阻忽略不计，将灯泡D D1 1短路，灯泡短路，灯泡D D2 2获得更多电压，会更亮，获得更多电压，会更亮，C C 对；若断开开关对；若断开开关S S，此时线圈与灯泡此时线圈与灯泡 D D1 1构成回路，继续对其供电，灯泡构成回路，继续对其供电，灯泡 D D1 1将闪亮一下后再逐渐熄灭，灯泡将闪亮一下后再逐渐熄灭，灯泡 D D2 2无法形成回路将立即无法形成回路将立即熄灭，熄

13、灭，D D 对对答案：答案：B BT T6.6.一长直导线与闭合金属线框放在同一桌面，一长直导线与闭合金属线框放在同一桌面，长直导线中的电流长直导线中的电流 i i 随时间随时间 t t 的变化关系如图所示的变化关系如图所示 在在 0 0 时时2 2间，直导线中电流向上如图中所示则在间，直导线中电流向上如图中所示则在0 0T T 时间，下列表述正确的是时间，下列表述正确的是()A.A.穿过线框的磁通量始终变小穿过线框的磁通量始终变小Word 资料.B.B.线框中始终产生顺时针方向的感应电流线框中始终产生顺时针方向的感应电流C.C.线框先有扩的趋势后有收缩的趋势线框先有扩的趋势后有收缩的趋势D.

14、D.线框所受安培力的合力始终向左线框所受安培力的合力始终向左解析：长直导线中的电流先减小后增大，所以穿过线框的磁通量先减小后增大，解析：长直导线中的电流先减小后增大，所以穿过线框的磁通量先减小后增大，A A 错误；由楞次定律可以判错误；由楞次定律可以判断在断在 0 0T T 时间，线框中始终产生俯视顺时针方向的感应电流，时间，线框中始终产生俯视顺时针方向的感应电流，B B 正确；穿过线框的磁通量先减小后增大，由楞正确；穿过线框的磁通量先减小后增大，由楞次定律知线框先有扩的趋势后有收缩的趋势，次定律知线框先有扩的趋势后有收缩的趋势，C C 正确；由楞次定律、左手定则判断线框受安培力的合力方向先向

15、正确；由楞次定律、左手定则判断线框受安培力的合力方向先向左后向右，左后向右，D D 错误错误答案：答案：BCBC7.7.将一个闭合矩形金属线框将一个闭合矩形金属线框abcdabcd 放入如图所示的匀强磁场中，放入如图所示的匀强磁场中，图中虚线表示磁场边界，图中虚线表示磁场边界，在用力将线框在用力将线框 abcdabcd从磁场中以速度从磁场中以速度 v v 匀速拉出的过程中，下列说法中正确的是匀速拉出的过程中，下列说法中正确的是()A.A.拉线框的速度越大，通过导线横截面的电荷量越多拉线框的速度越大，通过导线横截面的电荷量越多B.B.磁场越强，拉力做的功越多磁场越强，拉力做的功越多C.C.拉力做

16、功多少与线框的宽度拉力做功多少与线框的宽度bcbc 无关无关D.D.线框电阻越大，拉力做的功越多线框电阻越大，拉力做的功越多E E解析：由解析：由 q qI It t t tt t可知通过导线横截面的电荷量与线框运动速度无关，可知通过导线横截面的电荷量与线框运动速度无关，A A 错误；错误；R RR RtRtRB B d d v vWWFLFL 其中其中 F F 为拉力，为拉力，L L 为线框长度，为线框长度，而而 F FF F安安，F F安安BIdBId，其中其中 d d 为线框宽度，为线框宽度，R R 为线框电阻，为线框电阻，联立得：联立得：R RB B d d v vWWL L，所以，所

17、以 B B 正确，正确，C C、D D 错误错误R R答案：答案：B B8.8.如图所示，一个边界为等腰直角三角形、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一固定的正方形金属框，其如图所示，一个边界为等腰直角三角形、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一固定的正方形金属框，其边长与三角形的直角边相同，边长与三角形的直角边相同，每条边的材料均相同每条边的材料均相同现在让有界匀强磁场向右匀速地通过金属框，现在让有界匀强磁场向右匀速地通过金属框，金属框的下边金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上在磁场通过金属框的过程中，回路中产生的感应电动势大小与磁场区域的下边在一直线上在磁场通过金属框的过程中，回路中产生的感应电

18、动势大小E Et t 图象、图象、abab 两点两点Word 资料2 22 22 22 2.的电势差的电势差 U Uababt t 图象正确的是图象正确的是()解析：由解析：由 E EBLvBLv 可知导体棒切割时产生的感应电动势跟切割的有效长度成正比，由于是匀速运动，有效长可知导体棒切割时产生的感应电动势跟切割的有效长度成正比，由于是匀速运动，有效长度跟时间成线性关系，回路中产生的感应电动势大小先线性减小，当磁场右边界与度跟时间成线性关系，回路中产生的感应电动势大小先线性减小，当磁场右边界与cdcd 边重合时，感应电动势突边重合时，感应电动势突变到最大，接着又从最大线性减小，所以变到最大，接

19、着又从最大线性减小，所以 A A、B B 错误；由楞次定律知，错误；由楞次定律知，abab 边刚开始切割磁感线时金属框中感应边刚开始切割磁感线时金属框中感应3 3电流方向是逆时针方向，电流方向是逆时针方向，a a 点电势低于点电势低于 b b 点电势，点电势，abab 边相当于电源，边相当于电源，abab 两点的电势差两点的电势差 U Uabab BLvBLv，直到，直到cdcd 边边4 4刚开始切割磁感线的过程，刚开始切割磁感线的过程，abab 间电阻不变，回路中电动势线性减小，电流线性减小，间电阻不变，回路中电动势线性减小，电流线性减小，abab 两点的电势差两点的电势差 U Uabab线

20、性线性1 1减小，当减小，当 cdcd 边刚开始切割磁感线时金属框中感应电流方向是顺时针方向，电势差边刚开始切割磁感线时金属框中感应电流方向是顺时针方向，电势差 U Uabab BLvBLv，同理分析，可，同理分析，可4 4得得 C C 错误，错误，D D 正确正确答案：答案：D D9.9.如图所示，电阻为如图所示，电阻为 R R，导线电阻均可忽略，导线电阻均可忽略，efef 是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为mm，棒的两，棒的两端分别与端分别与 abab、cdcd 保持良好接触，又能沿足够长的框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当

21、保持良好接触，又能沿足够长的框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒导体棒 efef 从静止下滑一段时间后闭合开关从静止下滑一段时间后闭合开关S S，则，则 S S 闭合后闭合后()Word 资料.A.A.导体棒导体棒 efef 的加速度可能大于的加速度可能大于 g gB.B.导体棒导体棒 efef 的加速度一定小于的加速度一定小于 g gC.C.导体棒导体棒 efef 最终速度随最终速度随 S S 闭合时刻的不同而不同闭合时刻的不同而不同D.D.导体棒导体棒 efef 的机械能与回路产生的电能之和一定守恒的机械能与回路产生的电能之和一定守恒解析：开关闭合前，导体棒只受重力

22、而加速下滑，闭合开关时有一定的初速度解析：开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑，闭合开关时有一定的初速度v v0 0，若此时，若此时 F F安安mgmg，则，则 F F安安mgmgma.ma.若若 F F安安mgmg，则则 mgmgF F安安mama，因为因为 F F安安的大小不确定，的大小不确定，所以导体棒所以导体棒 efef 的加速度可能大于的加速度可能大于 g g、小于小于 g g、等于等于 g g，故，故A A 正确，正确，B B 错误无论闭合开关时初速度多大，导体棒最终的安培力应和重力平衡，故错误无论闭合开关时初速度多大，导体棒最终的安培力应和重力平衡，故C C 错误根据错误根据能量

23、守恒定律知，能量守恒定律知，D D 正确正确答案：答案：ADAD10.10.如图所示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈，从相同的高度由静止开始同时释放三个线如图所示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈，从相同的高度由静止开始同时释放三个线圈都是用相同的金属材料制成的边长一样的正方形，圈都是用相同的金属材料制成的边长一样的正方形，A A 线圈有一个缺口，线圈有一个缺口，B B、C C 线圈闭合，但线圈闭合，但 B B 线圈的导线比线圈的导线比 C C线圈的粗，则线圈的粗，则()A.A.三个线圈同时落地三个线圈同时落地B.AB.A 线圈最先落地线圈最先落地C.AC.A 线圈最后落地线

24、圈最后落地D.BD.B、C C 线圈同时落地线圈同时落地解析：由于解析：由于 A A 线圈上有缺口，线圈上有缺口，A A 中不产生感应电流，不受安培力的阻碍作用，所以中不产生感应电流，不受安培力的阻碍作用，所以A A 线圈先落地，线圈先落地，B B 正确；正确；B B L L v v4L4LB B、C C 线圈在进入磁场的过程中，受安培力与重力作用，满足线圈在进入磁场的过程中，受安培力与重力作用，满足mgmgmama，mm密密4L4LS S，R R电电，R RS SB B LSvLSvB B v vB B v v所以所以 4 4密密LSgLSg4 4密密LSa,4LSa,4密密g g4 4密密

25、a a，a ag g，由于，由于 B B、C C 线圈材料相同，进入线圈材料相同，进入4 4电电4 4电电1616密密电电相同的磁场，所以加速度相同的磁场，所以加速度a a 相同，又因为起始高度相同，所以相同，又因为起始高度相同，所以B B、C C 线圈同时落地，线圈同时落地，D D 选项正确选项正确答案：答案：BDBD11.201811.2018高中毕业质检一高中毕业质检一 半径为半径为 r r0.5 m0.5 m 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端在圆环的缺口两端Word 资料2 22 22 22 22 2.引出两根导线，分别与两块

26、垂直于纸面的平行金属板连接，两板间距离为引出两根导线，分别与两块垂直于纸面的平行金属板连接，两板间距离为d d5 cm5 cm，如图甲所示金属环处在变，如图甲所示金属环处在变化的磁场中，磁感应强度化的磁场中，磁感应强度 B B 的方向垂直于纸面，变化规律如图乙所示的方向垂直于纸面，变化规律如图乙所示(规定向里为正方向规定向里为正方向)在在 t t0 0 时刻平板间时刻平板间中心有一电荷量为中心有一电荷量为q q 的微粒由静止释放，运动中粒子不碰板，不计重力作用，则以下说确的是的微粒由静止释放，运动中粒子不碰板，不计重力作用，则以下说确的是()A.A.第第 2 s2 s 上极板带负电上极板带负电

27、B.B.第第 3 s3 s 上极板带正电上极板带正电C.C.第第 3 s3 s 末微粒回到了原位置末微粒回到了原位置D.D.两极板之间的电场强度大小恒为两极板之间的电场强度大小恒为3.14 N/C3.14 N/C解析：解析：由由 B Bt t 图象可知第图象可知第 1 s1 s 磁场方向向里且增大，磁场方向向里且增大，由楞次定律结合安培定则判断可知第由楞次定律结合安培定则判断可知第1 s1 s 上极板带负电，上极板带负电，同理可知第同理可知第 2 s2 s 和第和第 3 s3 s 都是上极板带正电，选项都是上极板带正电，选项B B 正确，选项正确，选项A A 错误；错误；B Bt t 中图线斜

28、率大小恒定，根据法拉第中图线斜率大小恒定，根据法拉第B B2 2E E电磁感应定律有感应电动势电磁感应定律有感应电动势 E Er r，场强，场强 E E，联立得选项，联立得选项 D D 正确；电场力大小恒定，方向周期性变正确；电场力大小恒定，方向周期性变d dt t化，分析可知微粒第化，分析可知微粒第1 s1 s 向上加速，第向上加速，第2 s2 s 向上减速到零，第向上减速到零，第3 s3 s 向下加速，第向下加速，第3 s3 s 末走到前段位移的一半，故选末走到前段位移的一半，故选项项 C C 错误错误答案：答案：BDBD12.12.如图所示，平行光滑金属导轨与水平面的倾角为如图所示，平行

29、光滑金属导轨与水平面的倾角为，下端与阻值为，下端与阻值为 R R 的电阻相连，匀强磁场垂直轨道的电阻相连，匀强磁场垂直轨道平面向上，磁感应强度为平面向上，磁感应强度为 B B，现使长为，现使长为 l l、质量为、质量为 mm 的导体棒从的导体棒从 abab 位置以平行于斜面的初速度向上运动，滑行位置以平行于斜面的初速度向上运动，滑行到最远位置之后又下滑，已知导体棒运动过程中的最大加速度为到最远位置之后又下滑，已知导体棒运动过程中的最大加速度为2gsin2gsin，g g 为重力加速度，不计其他电阻，导为重力加速度，不计其他电阻，导轨足够长，则轨足够长，则()Word 资料.A.A.导体棒下滑的

30、最大速度为导体棒下滑的最大速度为2 22 2mgRsinmgRsin2 2 2 2B B l l2 2mm g g RsinRsin B.RB.R 上的最大热功率是上的最大热功率是2 2 2 2B B l lC.C.导体棒返回导体棒返回 abab 位置前已经达到下滑的最大速度位置前已经达到下滑的最大速度D.D.导体棒返回导体棒返回 abab 位置时刚好达到下滑的最大速度位置时刚好达到下滑的最大速度解析：解析：导体棒在下滑的过程中，导体棒在下滑的过程中，先做加速运动，先做加速运动，根据牛顿第二定律得，根据牛顿第二定律得，mgsinmgsinF F安安mama，当当 F F安安mgsinmgsin

31、E EmgRsinmgRsin时，时，速度达到最大，速度达到最大，然后做匀速运动，然后做匀速运动，又又 F F安安BIlBIl，I I，E EBlvBlv，联立可得，联立可得，导体棒下滑的最大速度为导体棒下滑的最大速度为v v，2 2 2 2R RB B l lBlvBlv2 2A A 项正确；根据项正确；根据 R R 上的发热功率上的发热功率 P P热热I I R R，I I可知，导体棒的速度可知，导体棒的速度 v v 最大时，感应电流最大，最大时，感应电流最大，R R 上的发热功上的发热功R R率也最大；由题意可知，导体棒上滑时的初速度率也最大；由题意可知，导体棒上滑时的初速度 v v0

32、0为最大速度，导体棒的加速度最大，为最大速度，导体棒的加速度最大，mgmgF F安安2mgsin2mgsin，mgRsinmgRsinmm g g RsinRsin 解得，解得，F F安安mgsinmgsin，v v0 0，R R 上的最大发热功率上的最大发热功率P P热热，B B 项正确；下滑的最大速度与上项正确；下滑的最大速度与上2 2 2 22 2 2 2B B l lB B l l滑的初速度相同，滑的初速度相同，考虑到滑动过程中导体棒的机械能不断转化为电能，考虑到滑动过程中导体棒的机械能不断转化为电能，所以滑动到同一位置时，所以滑动到同一位置时，下滑时的速度小下滑时的速度小于上滑时的速

33、度，导体棒返回到于上滑时的速度，导体棒返回到abab 位置时还没有达到下滑的最大速度，而是小于最大速度，位置时还没有达到下滑的最大速度，而是小于最大速度，C C、D D 两项错误两项错误答案：答案：ABAB第卷第卷(非选择题，共非选择题，共 5050 分分)二、计算题二、计算题(本题共本题共 4 4 小题，共小题，共 5050 分分)13.13.(10(10 分分)潍坊高三质量抽样潍坊高三质量抽样 如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为 L L1 1 mm，上端接有电阻，上端接有电阻R R1 13 3，下端接有电阻，下端接有电阻 R R2 26

34、 6，虚线，虚线 OOOO下方是垂直于导轨平面的匀强磁场现将质量下方是垂直于导轨平面的匀强磁场现将质量mm0.1 kg0.1 kg、电阻、电阻不计的金属杆不计的金属杆 abab，从，从 OOOO上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落 0.20.2 mm 过程中始终与导轨保持良好接触，加过程中始终与导轨保持良好接触，加速度速度 a a 与下落距离与下落距离 h h 的关系图象如图乙所示求：的关系图象如图乙所示求：2 22 22 2Word 资料.(1)(1)磁感应强度磁感应强度 B B；(2)(2)杆下落杆下落 0.2 m0.2 m 过程过电阻过程过电阻 R R2

35、2的电荷量的电荷量 q.q.解析：解析：(1)(1)由图象知，杆自由下落距离是由图象知，杆自由下落距离是0.05 m0.05 m，当地重力加速度，当地重力加速度 g g10 m/s10 m/s，则杆进入磁场时的速度，则杆进入磁场时的速度v v2gh2gh1 m/s1 m/s由图象知，杆进入磁场时加速度由图象知，杆进入磁场时加速度a ag g10 m/s10 m/s 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得 mgmgF F安安mama回路中的电动势回路中的电动势 E EBLvBLvE E杆中的电流杆中的电流 I IR R并并R R1 1R R2 2R R并并R R1 1R R2 2B B L L v v

36、F F安安BILBILR R并并得得 B B2mgR2mgR并并2 T2 T2 2L L v v2 22 22 22 2(2)(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势杆在磁场中运动产生的平均感应电动势 E E t tE E杆中的平均电流杆中的平均电流 I I R R并并通过杆的电荷量通过杆的电荷量 Q Q I I t t1 1通过通过 R R2 2的电量的电量 q q Q Q0.05 C0.05 C3 3答案：答案：(1)2 T(1)2 T(2)0.05 C(2)0.05 C14.(1214.(12 分分)一电阻为一电阻为 R R 的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图的金属

37、圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图a a 所示，已知通过圆所示，已知通过圆Word 资料.环的磁通量随时间环的磁通量随时间 t t 的变化关系如图的变化关系如图 b b 所示，图中的最大磁通量所示，图中的最大磁通量0 0和变化周期和变化周期 T T 都是已知量，求：都是已知量，求：(1)(1)在在 t t0 0 到到 t tT/4T/4 的时间，通过金属圆环横截面的电荷量的时间，通过金属圆环横截面的电荷量q q；(2)(2)在在 t t0 0 到到 t t2T2T 的时间，金属圆环所产生的电热的时间，金属圆环所产生的电热Q.Q.解析：解析：(1)(1)由磁通量随时间的变化图线可

38、知在由磁通量随时间的变化图线可知在t t0 0 到到 t tT/4T/4 时间，金属圆环中的感应电动势时间，金属圆环中的感应电动势0 04 40 0E E1 1T/4T/4T TE E1 1在以上时段，金属圆环中的电流为在以上时段，金属圆环中的电流为I I1 1 R R则在这段时间通过金属圆环横截面的电荷量则在这段时间通过金属圆环横截面的电荷量q qI I1 1t t1 10 0联立求解得联立求解得 q qR R(2)(2)在在 t tT/4T/4 到到 t tT/2T/2 和和 t t3T/43T/4 到到 t tT T 时间，金属圆环中的感应电动势时间，金属圆环中的感应电动势E E2 20

39、 00 04 40 0在在 t tT/2T/2 到到 t t3T/43T/4 时间，金属圆环中的感应电动势时间，金属圆环中的感应电动势E E3 3T/4T/4T T由欧姆定律可知在以上时段，金属圆环中的电流为由欧姆定律可知在以上时段，金属圆环中的电流为4 40 0I I3 3TRTR在在 t t0 0 到到 t t2T2T 时间金属圆环所产生的电热时间金属圆环所产生的电热Q Q2(I2(I1 1RtRt1 1I I3 3RtRt3 3)16160 0联立求解得联立求解得 Q QRTRT0 016160 0答案：答案：(1)(1)(2)(2)R RRTRT15.(1215.(12 分分)如图甲所

40、示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d d0.5 m0.5 m，电阻不计，左端通，电阻不计，左端通Word 资料2 22 22 22 2.过导线与阻值过导线与阻值 R R2 2 的电阻连接的电阻连接 右端通过导线与阻值右端通过导线与阻值 R R1 14 4 的小灯泡的小灯泡 L L 连接连接 在在 CDFECDFE 矩形区域有竖直向矩形区域有竖直向上的匀强磁场，上的匀强磁场，CECE 长长 l l2 m2 m，有一阻值，有一阻值 r r2 2 的金属棒的金属棒 PQPQ 放置在靠近磁场边界放置在靠近磁场边界 CDCD 处处CDFE

41、CDFE 区域磁场的磁区域磁场的磁感应强度感应强度 B B 随时间变化如图乙所示在随时间变化如图乙所示在t t0 0 至至 t t4 4 s s，金属棒，金属棒 PQPQ 保持静止，在保持静止，在 t t4 4 s s 时使金属棒时使金属棒 PQPQ 以某一以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动速度进入磁场区域并保持匀速运动 已知从已知从 t t0 0 开始到金属棒运动到磁场边界开始到金属棒运动到磁场边界EFEF 处的整个过程中，处的整个过程中，小灯泡的亮小灯泡的亮度没有发生变化，求：度没有发生变化，求：(1)(1)通过小灯泡的电流；通过小灯泡的电流；(2)(2)金属棒金属棒 PQPQ 在磁场区

42、域中运动的速度大小在磁场区域中运动的速度大小解析：解析：(1)t(1)t0 0 至至 t t4 s4 s，金属棒，金属棒 PQPQ 保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势电路中电路中 r r 与与 R R 并联，再与并联，再与 R RL L串联，电路的总电阻串联，电路的总电阻RrRrR R总总R RL L5 5 R Rr r此时感应电动势此时感应电动势B BE Edldl0.50.52 20.5 V0.5 V0.5 V0.5 Vt tt tE E通过小灯泡的电流为通过小灯泡的电流为 I I0.1 A0.1 AR R总总(2)(2)当金属棒在磁场区域

43、中运动时，由金属棒切割磁感线产生电动势，电路为当金属棒在磁场区域中运动时，由金属棒切割磁感线产生电动势，电路为R R 与与 R RL L并联，再与并联，再与 r r 串联，此串联，此时电路的总电阻时电路的总电阻RRRRL L4 42 21010R R总总r r2 2 R RR RL L4 42 23 3由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流I IL L0.1 A0.1 A，则流过金属棒的电流为，则流过金属棒的电流为R RL LI IL LI II IL LI IR RI IL L0.3 A0.3 AR R电动势电动势 E EI IR R总总BdvBdv解得金属棒解

44、得金属棒 PQPQ 在磁场区域中运动的速度大小在磁场区域中运动的速度大小Word 资料.v v1 m/s.1 m/s.答案：答案：(1)0.1 A(1)0.1 A(2)1 m/s(2)1 m/s16.16.(16(16 分分)如图甲所示，质量为如图甲所示，质量为 mm 的导体棒的导体棒 abab 垂直放在相距为垂直放在相距为 l l 的平行且无限长的金属导轨上，导体的平行且无限长的金属导轨上，导体棒棒 abab 与平行金属导轨的摩擦因数为与平行金属导轨的摩擦因数为，导轨平面与水平面的夹角为导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为并处于磁感应强度大小为B B、方向垂直方向垂直于导轨平面向

45、上的匀强磁场中于导轨平面向上的匀强磁场中R R 和和 R Rx x分别表示定值电阻和滑动变阻器连入电路的阻值，不计其他电阻现由分别表示定值电阻和滑动变阻器连入电路的阻值，不计其他电阻现由静止释放导体棒，当通过静止释放导体棒，当通过R R 的电荷量达到的电荷量达到 q q 时，导体棒时，导体棒 abab 刚好达到最大速度重力加速度为刚好达到最大速度重力加速度为g.g.(1)(1)求从释放导体棒到棒达到最大速度时下滑的距离求从释放导体棒到棒达到最大速度时下滑的距离s s 和最大速度和最大速度 v vmm；(2)(2)若将左侧的定值电阻和滑动变阻器换为水平放置的电容为若将左侧的定值电阻和滑动变阻器换

46、为水平放置的电容为C C 的平行板电容器，的平行板电容器，如图乙所示，如图乙所示，导体棒导体棒 abab 由由静止释放到达到静止释放到达到(1)(1)中的速度中的速度 v vmm需要多少时间需要多少时间(用用 v vmm表示最大速度表示最大速度)?)?解析：解析：(1)(1)对于闭合回路，在全过程中，根据法拉第电磁感应定律得对于闭合回路，在全过程中，根据法拉第电磁感应定律得abab 中的平均感应电动势中的平均感应电动势BlsBlsE E t tt tE E由闭合电路欧姆定律得通过由闭合电路欧姆定律得通过R R 的平均电流的平均电流 I I 通过通过 R R 的电荷量的电荷量 q q I I t

47、 tR RR Rx x联立得：联立得：s sq qBlBl在在 abab 加速下滑的过程中，根据牛顿第二定律：加速下滑的过程中，根据牛顿第二定律：mgsinmgsinmgcosmgcosF FA Amama式中安培力式中安培力 F FA ABIlBIlBlvBlv其中其中 I IR RR Rx x当中的加速度为当中的加速度为 0 0 时，时，abab 的速度的速度 v vv vmmWord 资料R RR Rx x.mgmg联立得：联立得：v vmm2 2 2 2(R(RR Rx x)(sin)(sincoscos)B B l l(2)(2)设设 abab 下滑的速度大小为下滑的速度大小为 v

48、v 时经历的时间为时经历的时间为 t t，通过，通过 abab 的电流为的电流为 i i，则：，则：mgsinmgsinmgcosmgcosBilBilmama设在时间间隔设在时间间隔 t t 平行板电容器增加的电荷量为平行板电容器增加的电荷量为Q Q，则：，则：Q Qi it t此时平行板电容器两端的电压的增量为此时平行板电容器两端的电压的增量为U UBlBlv vQ Q根据电容的定义根据电容的定义 C CU U而而 v va at t联立上面各式得联立上面各式得 abab 下滑的加速度下滑的加速度mma asinsincoscosg g2 2 2 2mmB B l l C C上式表明上式表明 abab 做初速度为做初速度为 0 0 的匀加速运动，所以的匀加速运动，所以mmB B l l C Cv vmmt tmgmgsinsincoscos2 2 2 2R RR Rx xmgmg答案：答案：(1)(1)q q2 2 2 2(R(RR Rx x)(sin)(sincoscos)BlBlB B l lmmB B l l C Cv vmm(2)(2)mgmgsinsincoscos2 2 2 2Word 资料