高考物理二轮复习 题能演练 专题4 电路和电磁感应 1.4.2 电磁感应定律的综合应用（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、电磁感应定律的综合应用真题再现1(2015全国理综)如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是()AUaUc，金属框中无电流BUb Uc，金属框中电流方向沿abcaCUbcBl2，金属框中无电流DUbcBl2，金属框中电流方向沿acba答案：C解析：金属框abc平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B、D错误转动过程中bc边和ac边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断UaUc，UbUc，选项A

2、错误由转动切割产生感应电动势的公式得UbcBl2，选项C正确2(2015全国理综)如图所示，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为 2 .已知开关断开时两弹簧的伸长量为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量答案：安培力的方向竖直向下0.01 kg解析：依题意，开关闭合后，电流方向从

3、b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kl1mg式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为FIBL式中，I是回路电流，L是金属棒的长度两弹簧各自再伸长了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(l1l2)mgF由欧姆定律有EIR式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻联立式，并代入题给数据得m0.01 kg.3(2014新课标全国卷)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

4、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)外力的功率答案：(1)从C到D(2)mgr解析：(1)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E根据右手定则，感应电流的方向是从B

5、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.(2)在竖直方向由于质量分布均匀，内、外圆导轨对导体棒的正压力大小相等，其值为N.则有mg2N0两导轨对运行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l1rtl22rt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.规律探寻电磁感应是高考考查的重点和热点内容，题型多为选择题和计算题选择题主要考查电磁感应现象的定性分析

6、、楞次定律的应用、感应电动势的计算及各种图象问题；计算题主要考查电磁感应与电路知识、动力学规律及功能关系的综合问题近几年全国卷对该部分的考查有难度降低的趋势，考查知识相对单一，题目的背景还是以切割类为主考题预测(多选)如图所示，水平的平行虚线间距为d60 cm，其间有沿水平方向的匀强磁场一个阻值为R的正方形金属线圈边长ld，线圈质量m100 g线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等不计空气阻力，取g10 m/s2，则()A线圈下边缘刚进入磁场时加速度最小B线圈从进入磁场到刚穿出磁场的过程中产生的电热为0.6 JC线圈在进入磁场

7、和穿出磁场过程中，电流均沿逆时针方向D线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，通过导线截面的电荷量相等答案：BD解析：正方形金属线圈边长ld，刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，说明在其下边缘穿过磁场的过程中，线框先做减速运动，安培力大于重力；随速度的减小，感应电动势减小，感应电流减小，则安培力减小，线框的加速度减小，选项A错误下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，重力势能的减小量全部转化为电能，又转化为电热，故Qmgd0.1100.6 J0.6 J，选项B正确根据右手定则，线圈在进入磁场过程中，电流沿逆时针方向，穿出磁场过程中，电流沿顺时针方向，选项C错误通过导线截面的电荷量q，与速度无关，即进入磁场和穿出磁场过程中通过导线截面的电荷量相等，选项D正确