《高考物理大一轮复习专题电磁感应的综合应用中学教育高考_中学教育-高考.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理大一轮复习专题电磁感应的综合应用中学教育高考_中学教育-高考.pdf（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学习好资料 欢迎下载 专题 电磁感应的综合应用 1如图 931 所示，光滑平行金属导轨PP和QQ，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()A感应电流方向是N MB感应电流方向是M N C安培力水平向左 D 安培力水平向右 解析 答案 AC 2在下列四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T.从
2、线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向则四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律符合图 932 所示的it图像的是()解析 线框转动 90后开始进入磁场，由楞次定律结合右手定则可得，若线框顺时针转 动进入磁场时产生的感应电流由O点指向P点为负值，线框逆时针转动进入磁场时产生 的感应电流由P点指向O点为正值，所以 B、D错误；线框若为正方形，进入磁场后的 一段时间内切割磁感线的有效长度越来越大，产生的电动势不为定值，感应电流不恒定，A错误；线框若为扇形，进入磁场后转动 90的时间内切割的有效长度恒为半径，为定 值，产生的电动势恒定，电流恒定，C正确
3、 答案 C 3如图 933 所示，一由均匀电阻丝折成的正方形闭合线框图 931 图 932 图 933 学习好资料 欢迎下载 abcd，置于磁感应强度方向垂直纸面向外的有界匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，线框bc边与磁场左右边界平行 若将该线框以不同的速率从图示位置分别从磁场左、右边界匀速拉出直至全部离开磁场，在此过程中()A流过ab边的电流方向相反 Bab边所受安培力的大小相等 C线框中产生的焦耳热相等 D通过电阻丝某横截面的电荷量相等 解析 线框离开磁场，磁通量减小，由楞次定律可知线框中的感应电流方向为 a d cb a，故 A错误；由法拉第电磁感应定律得EBLv，IER，FBIL B2L
4、2vR，v不同，F不同，故 B错误；线框离开磁场的时间tLv，产生的热量QI2RtB2L3vR，故 C错误；通过导体横截面的电荷量qItBL2R，故 D正确 答案 D 4如图 934 甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域，MN和MN是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图 934 乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的vt图像 已知金属线框的质量为m，电阻为R，当地的重力加速度为g，图像中坐标轴上所标出的字母v1、v2、v3、t1、t2、t3、t
5、4均为已知量(下落过程中bc边始终水平)根据题中所给条件，以下说法正确的是()图 934 A可以求出金属框的边长 B线框穿出磁场时间(t4t3)等于进入磁场时间(t2t1)阻整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现垂直于导轨放置一根导体棒用一水平向右的力拉动导体棒以下关于导体棒中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是感应电流方向是感应电流方向是安培力水平向左安培力水平向框为直角扇形各导线框均绕轴在纸面内匀速转动转动方向如箭头所示转动周期均为从线框处于图示位置时开始计时以在边上从点指向点的方向为感应电流的正方向则四个情景中产生的感应电流随时间的化规律符合图所示的图像的是指向点为负值线框逆时针转
6、动进入磁场时产生的感应电流由点指向点为正值所以错误线框若为正方形进入磁场后的一段时间内切割磁感线的有效长度越来越大产生的电动势不为定值感应电流不恒定错误线框若为扇形进入磁场后转动学习好资料 欢迎下载 C线框穿出磁场与进入磁场过程所受安培力方向相同 D线框穿出磁场与进入磁场过程产生的焦耳热相等 解析 由线框运动的vt图像，可知 0t1线框自由下落，t1t2线框进入磁场，t2t3 线框在磁场中只受重力作用加速下降，t3t4线框离开磁场线框的边长lv3(t4t3)选 项 A正确；由于线框离开时的速度v3大于进入时的平均速度，因此线框穿出磁场时间小 于进入磁场时间，选项 B错；线框穿出磁场与进入磁场过
7、程所受安培力方向都竖直向上，选项 C正确；线框进入磁场mglQ112mv2212mv12，线框离开磁场mglQ2，可见Q1BIL，则f刚开 始时沿斜面向上，若t0 时刻，mgsin BIL，则f刚开始时沿斜面向下，C、D都有可 阻整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现垂直于导轨放置一根导体棒用一水平向右的力拉动导体棒以下关于导体棒中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是感应电流方向是感应电流方向是安培力水平向左安培力水平向框为直角扇形各导线框均绕轴在纸面内匀速转动转动方向如箭头所示转动周期均为从线框处于图示位置时开始计时以在边上从点指向点的方向为感应电流的正方向则四个情景中产生的感应电流随
8、时间的化规律符合图所示的图像的是指向点为负值线框逆时针转动进入磁场时产生的感应电流由点指向点为正值所以错误线框若为正方形进入磁场后的一段时间内切割磁感线的有效长度越来越大产生的电动势不为定值感应电流不恒定错误线框若为扇形进入磁场后转动学习好资料 欢迎下载 能正确(极限思维法)答案 ACD 6如图 936 甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图 936 乙所示，面积为S的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻R相连若金属框的电阻为R2，则下列说法正确的是()图 936 A流过电阻R的感应电流由a到bB线框cd边受到的安培力方向向下 C感应电动势大小为2B0St0 Dab间电压
9、大小为2B0S3t0 解析 本题考查电磁感应及闭合电路相关知识由乙图可以看出磁场随时间均匀增加，根据楞次定律及安培定则可知，感应电流方向由ab，选项 A正确；由于电流由cd，根据左手定则可判断出cd边受到的安培力向下，选项 B正确；回路中感应电动势应为E B0B0St0B0St0.选项 C错误；因为ER12RUR，解得U2B0S3t0，选项 D正确 答案 ABD 7一个闭合回路由两部分组成，如图 937 所示，右侧是电阻为r的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场B1中；左侧是光滑的倾角为 的平行导轨，宽度为d，其电阻不计磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、
10、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断不正确的是()A圆形线圈中的磁场，可以向上均匀增强，也可以向下均匀减 弱 B导体棒ab受到的安培力大小为mgsin 图 937 阻整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现垂直于导轨放置一根导体棒用一水平向右的力拉动导体棒以下关于导体棒中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是感应电流方向是感应电流方向是安培力水平向左安培力水平向框为直角扇形各导线框均绕轴在纸面内匀速转动转动方向如箭头所示转动周期均为从线框处于图示位置时开始计时以在边上从点指向点的方向为感应电流的正方向则四个情景中产生的感应电流随时间的化规律符合图所示的图像的是指向点为负值线框
11、逆时针转动进入磁场时产生的感应电流由点指向点为正值所以错误线框若为正方形进入磁场后的一段时间内切割磁感线的有效长度越来越大产生的电动势不为定值感应电流不恒定错误线框若为扇形进入磁场后转动学习好资料 欢迎下载 C回路中的感应电流为mgsin B2d D圆形导线中的电热功率为m2g2sin2B22d2(rR)解析 导体棒此时恰好能静止在导轨上，依据平衡条件知导体棒ab受到的安培力大小为 mgsin，方向沿斜面向上，由左手定则判定电流方向为ba，再由楞次定律判定 A、B 正确；回路中的感应电流为IFB2dmgsin B2d，C 正确；由焦耳定律得圆形导线中的电热 功率为Prm2g2sin2B22d2
12、r，D错(单杆倾斜式)答案 D 8如图 938 所示，abcd是一个质量为m，边长为L的正方形金属线框如从图示位置自由下落，在下落h后进入磁感应强度为B的磁场，恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为L.在这个磁场的正下方hL处还有一个未知磁场，金属线框abcd在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是()A未知磁场的磁感应强度是 2B B未知磁场的磁感应强度是 2B C线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为 4mgL D线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为 2mgL 解析 设线圈刚进入第一个磁场时速度大小为v1，那么mgh12mv12，v1 2gh.设线圈 刚进入第二个磁场
13、时速度大小为v2，那么v22v122gh，v2 2v1.根据题意还可得到，mgB2L2v1R，mgBx2L2v2R整理可得出Bx 22B，A、B两项均错穿过两个磁场时 都做匀速运动，把减少的重力势能都转化为电能，所以在穿过这两个磁场的过程中产生 的电能为 4mgL，C项正确、D项错 答案 C 9如图 939 所示，间距l0.3 m 的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内在水平面a1b1b2a2区域内和倾角 37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B10.4 T，方向竖直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场电阻R0.3、质量m10.1 kg、长为l的相同
14、导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m20.05 kg的小环已知小环以a6 图 938 阻整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现垂直于导轨放置一根导体棒用一水平向右的力拉动导体棒以下关于导体棒中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是感应电流方向是感应电流方向是安培力水平向左安培力水平向框为直角扇形各导线框均绕轴在纸面内匀速转动转动方向如箭头所示转动周期均为从线框处于图示位置时开始计时以在边上从点指向点的方向为感应电流的正方向则四个情景中产生的感应电流随时间
15、的化规律符合图所示的图像的是指向点为负值线框逆时针转动进入磁场时产生的感应电流由点指向点为正值所以错误线框若为正方形进入磁场后的一段时间内切割磁感线的有效长度越来越大产生的电动势不为定值感应电流不恒定错误线框若为扇形进入磁场后转动学习好资料 欢迎下载 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动 不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长 取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求 图 939(1)小环所受摩擦力的大小；(2)Q杆所受拉力的瞬时功率 解析(1)以小环为研究对象，在环沿绳下滑过程中，受重力m2g和绳向上的摩擦力f，由牛顿第二
16、定律知m2gfm2a.代入数据解得fm2(ga)0.05(10 6)N 0.2 N.(2)根据牛顿第二定律知，小环下滑过程中对绳的反作用力大小ff0.2 N，所以绳上 的张力FT0.2 N 设导体棒K中的电流为IK，则它所受安培力FKB1IKl，对导体棒K，由平衡条件知FTFK，所以电流IK53 A.因为导体棒Q运动切割磁感线而产生电动势，相当于电 源等效电路如图所示，因K、S、Q相同，所以导体棒Q 中的电流IQ2IK103 A 设导体棒Q运动的速度大小为v，则EB2lv 由闭合电路的欧姆定律知IQERR2 解得v5 m/s 导体棒Q沿导轨向下匀速下滑过程中，受安培力FQB2IQl 由平衡条件
17、知Fm1gsin 37FQ 代入数据解得F0.4 N 所以Q杆所受拉力的瞬时功率 PFv0.45 W2 W(程序思维法)答案(1)0.2 N(2)2 W 10相距L1.5 m 的足够长金属导轨竖直放置，质量为m11 kg 的金属棒ab和质量为m2阻整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现垂直于导轨放置一根导体棒用一水平向右的力拉动导体棒以下关于导体棒中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是感应电流方向是感应电流方向是安培力水平向左安培力水平向框为直角扇形各导线框均绕轴在纸面内匀速转动转动方向如箭头所示转动周期均为从线框处于图示位置时开始计时以在边上从点指向点的方向为感应电流的正方向则四个情景
18、中产生的感应电流随时间的化规律符合图所示的图像的是指向点为负值线框逆时针转动进入磁场时产生的感应电流由点指向点为正值所以错误线框若为正方形进入磁场后的一段时间内切割磁感线的有效长度越来越大产生的电动势不为定值感应电流不恒定错误线框若为扇形进入磁场后转动学习好资料 欢迎下载 0.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图 9310(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同ab棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因数为 0.75，两棒总电阻为 1.8，导轨电阻不计ab棒在方向竖直向上，大小按图 9310(b)所示规律变化的外力F
19、作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放 图 9310(1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小；(2)已知在 2 s 内外力F做功 40 J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热 解析(1)经过时间t，金属棒ab的速率vat 此时，回路中的感应电流为IERBLvR 对金属棒ab，由牛顿第二定律得 FBILm1gm1a 由以上各式整理得：Fm1am1gB2L2Rat 在图线上取两点：t10，F111 N；t22 s，F214.6 N 代入上式得a1 m/s2B1.2 T(2)在 2 s 末金属棒ab的速率vtat2 m/s 所发生的位移 s12at22 m 由动能定理得
20、WFm1gsW安12m1vt2 又QW安，联立以上方程，解得 QWFm1gs12m1vt2 阻整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现垂直于导轨放置一根导体棒用一水平向右的力拉动导体棒以下关于导体棒中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是感应电流方向是感应电流方向是安培力水平向左安培力水平向框为直角扇形各导线框均绕轴在纸面内匀速转动转动方向如箭头所示转动周期均为从线框处于图示位置时开始计时以在边上从点指向点的方向为感应电流的正方向则四个情景中产生的感应电流随时间的化规律符合图所示的图像的是指向点为负值线框逆时针转动进入磁场时产生的感应电流由点指向点为正值所以错误线框若为正方形进入磁场后的一段
21、时间内切割磁感线的有效长度越来越大产生的电动势不为定值感应电流不恒定错误线框若为扇形进入磁场后转动学习好资料 欢迎下载(40 110212122)J 18 J 答案(1)1.2 T 1 m/s2(2)18 J 阻整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现垂直于导轨放置一根导体棒用一水平向右的力拉动导体棒以下关于导体棒中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是感应电流方向是感应电流方向是安培力水平向左安培力水平向框为直角扇形各导线框均绕轴在纸面内匀速转动转动方向如箭头所示转动周期均为从线框处于图示位置时开始计时以在边上从点指向点的方向为感应电流的正方向则四个情景中产生的感应电流随时间的化规律符合图所示的图像的是指向点为负值线框逆时针转动进入磁场时产生的感应电流由点指向点为正值所以错误线框若为正方形进入磁场后的一段时间内切割磁感线的有效长度越来越大产生的电动势不为定值感应电流不恒定错误线框若为扇形进入磁场后转动