最新届高三物理一轮复习 电磁感应高考真题+模拟新题有详解 精品文档格式.docx
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A B C D
图6
江苏物理卷]D 【解析】当开关S由1掷到2时,电容器开始放电,此时电流最大,棒受到的安培力最大,加速度最大,以后棒开始运动,产生感应电动势,棒相当于电源,利用右手定则可判断棒上端为正极,下端为负极,当棒运动一段时间后,电路中的电流逐渐减小,当电容器极板电压与棒两端电动势相等时,电容器不再放电,电路电流等于零,棒做匀速运动,加速度减为零,所以,B、C错误,D正确;
因电容器两极板有电压,由q=CU知电容器所带的电荷量不等于零,A错误.
L2 法拉第电磁感应定律、自感
15.L2[2018·
广东物理卷]将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直.关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是( )
A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大
C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
广东物理卷]C 【解析】根据法拉第电磁感应定律E=N,感应电动势的大小与线圈的匝数、磁通量的变化率(磁通量变化的快慢)成正比,所以A、B选项错误,C选项正确;
因不知原磁场变化趋势(增强或减弱),故无法用楞次定律确定感应电流产生的磁场的方向,D选项错误.
19.L2[2018·
北京卷]某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;
再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )
A.电源的内阻较大B.小灯泡电阻偏大
C.线圈电阻偏大D.线圈的自感系数较大
北京卷]C 【解析】电路达稳定状态后,设通过线圈L和灯A的电流分别为I1和I2,当开关S断开时,电流I2立即消失,但是线圈L和灯A组成了闭合回路,由于L的自感作用,I1不会立即消失,而是在回路中逐渐减弱并维持短暂的时间,通过回路的电流从I1开始衰减,如果开始I1>
I2,则灯A会闪亮一下,即当线圈的直流电阻RL<
RA时,会出现灯A闪亮一下的情况;
若RL≥RA,得I1≤I2,则不会出现灯A闪亮一下的情况.综上所述,只有C项正确.
L3 电磁感应与电路的综合
19.L3M1[2018·
安徽卷]如图1-11所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°
的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为( )
图1-11
A.
B.
C.
D.
【解析】D 线框在磁场中转动时产生感应电动势最大值Em=,感应电流最大值Im=,在转动过程中I—t图象如图所示(以逆时针方向为正方向):
设该感应电流的有效值为I,在一个周期T内:
I2RT=IR·
T,解得:
I==,故选项ABC错误,选项D正确.
6.L3[2018·
海南物理卷]如图1-4所示,EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E′O′,FO∥F′O′,且EO⊥OF;
OO′为∠EOF的角平分线,OO′间的距离为l;
磁场方向垂直于纸面向里.一边长为l的正方形导线框沿O′O方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置.规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是( )
图1-5
、
L4 电磁感应与力和能量的综合
24.L4[2018·
四川卷]如图1-9所示,间距l=0.3m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θ=37°
的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R=0.3Ω、质量m1=0.1kg、长为l的相同导体杆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m2=0.18kg的小环.已知小环以a=6m/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g=10m/s2,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8.求:
(1)小环所受摩擦力的大小;
(2)Q杆所受拉力的瞬时功率.
图1-9
【解析】
(1)设小环受到力的摩擦力大小为f,由牛顿第二定律,有
m2g-f=m2a①
代入数据,得
f=0.2N②
(2)设通地K杆的电流为I1,K杆受力平衡,有
f=B1I1l③
设回路总电流为I,总电阻为R总,有
I=2I1④
R总=R⑤
设Q杆下滑速度大小为v,产生的感应电动势为E,有
I=⑥
E=B2lv⑦
F+m1gsinθ=B2Il⑧
拉力的瞬时功率为
P=Fv⑨
联立以上方程,代入数据得
P=2W⑩
全国卷]如图1-6所示,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计.在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡.整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直.现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放.金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好.已知某时刻后两灯泡保持正常发光.重力加速度为g.求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率.
图1-6
【解析】
(1)设小灯泡的额定电流为I0,有
P=IR①
由题意,在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小灯泡保持正常发光,流经MN的电流为
I=2I0②
此时金属棒MN所受的重力和安培力相等,下落的速度达到最大值,有
mg=BLI
联立①②③式得
B=④
(2)设灯泡正常发光时,导体棒的速率为v,由电磁感应定律与欧姆定律得
E=BLv⑤
E=RI0⑥
联立①②③④⑤⑥式得
v=⑦
22.L4[2018·
山东卷]如图1-7甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计.两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处.磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直.先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触.用ac表示c的加速度,Ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移.图1-7乙中正确的是( )
图1-7
【解析】BD 由机械能守恒定律mgh=mv2可得,c棒刚进入磁场时的速度为,此时c匀速运动;
d做自由落体运动;
当d进入磁场时,c在磁场中运动的距离为2h,此时,两棒的速度相同,不产生感应电流,两棒的加速度都为g,A项错误,B项正确.当c出磁场时,d在磁场中运动的距离为h,此后,c做加速度为g的匀加速运动,d做变减速运动,直到出磁场,根据前面的分析可得,C项错误,D项正确.
23.L4[2018·
重庆卷]有人设计了一种可测速的跑步机,测速原理如图1-12所示,该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极.电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且接有电压表和电阻R,绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条,磁场中始终仅有一根金属条,且与电极接触良好,不计金属电阻.若橡胶带匀速运动时,电压表读数为U,求:
图1-12
(1)橡胶带匀速运动的速率;
(2)电阻R消耗的电功率;
(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功.
23.L4[2018·
重庆卷]【解析】
(1)设电动势为E,橡胶带运动速率为v.
由E=BLv,E=U
得:
v=
(2)设电功率为P,
P=
(3)设电流强度为I,安培力为F,克服安培力做的功为W.
由:
I=,F=BIL,W=Fd
W=
图9
11.L4[2018·
天津卷]如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°
角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.18kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止.取g=10m/s2,问:
(1)通过棒cd的电流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?
11.[2018·
天津卷]【解析】
(1)棒cd受到的安培力①
Fcd=IlB
棒cd在共点力作用下平衡,则
Fcd=mgsin30°
②
由①②式,代入数据解得
I=1A③
根据楞次定律可知,棒cd中的电流方向由d至c④
(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等
Fab=Fcd
对棒ab,由共点力平衡知
F=mgsin30°
+IlB⑤
代入数据解得
F=0.2N⑥
(3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1J热量,由焦耳定律知
Q=I2Rt⑦
设棒ab匀速运动的速度大小为v,其产生的感应电动势
E=Blv⑧
由闭合电路欧姆定律可知
I=⑨
由运动学公式知,在时间t内,棒ab沿导轨的位移
x=vt⑩
力F做的功
W=Fx
综合上述各式,代入数据解得
W=0.4J
17.L4[2018·
福建卷]如图1-5甲所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°
),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.
图1-4
金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( )
A.运动的平均速度大小为v
B.下滑位移大小为
C.产生的焦耳热为qBLv
D.受到的最大安培力