高考物理二轮复习第一部分专.docx

高考物理二轮复习第一部分专.docx

《高考物理二轮复习第一部分专.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习第一部分专.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考物理二轮复习第一部分专

电磁感应问题的综合分析

A

一、单项选择题

1.（2015·高考海南卷）如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为ε；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为ε′.则等于（　　）

A.　　　　　　　　B.

C．1D.

解析：

选B.由法拉第电磁感应定律知直金属棒运动时其两端电动势ε＝BLv，将此棒弯成两段长度相等且互相垂直的折线，并放于与磁感应强度垂直的平面内，并沿折线夹角平分线的方向以相同的速度v运动时，ε′＝BLv，则＝＝.因此B对，A、C、D错．

2.如图所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环，条形磁铁在光滑的水平桌面上，以下判断正确的是（　　）

A．释放圆环，环下落时环的机械能不守恒

B．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁受的重力大

C．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑动时水平方向做减速运动

D．给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左运动的趋势

解析：

选C.由条形磁铁的磁场分布特点可知，穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为零，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，圆环只受重力，则环下落时机械能守恒，A、B错误；给磁铁水平向右的初速度，由楞次定律可知，圆环的运动趋势总是阻碍自身磁通量的变化，所以环要受到向右的作用力，由牛顿第三定律可知，磁铁要受到向左的作用力而做水平方向的减速运动（或根据“总阻碍相对运动”的推论得出），故C正确，D错误．

3.如图所示，质量为m的金属线框A静置于光滑水平面上，通过细绳跨过定滑轮与质量为m的物体B相连，图中虚线内为一水平匀强磁场，d表示A与磁场左边界的距离，不计滑轮摩擦及空气阻力，设B下降h（h>d）高度时的速度为v，则以下关系中能够成立的是（　　）

A．v2＝gh

B．v2＝2gh

C．A产生的热量Q＝mgh－mv2

D．A产生的热量Q＝mgh－mv2

解析：

选C.在线框进入磁场的过程中，可能匀速运动，也可能做变加速运动，因此A、B错．由能量守恒得：

Q＝mgh－·（2m）·v2＝mgh－mv2，故C对、D错．

4.（2015·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：

选B.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，ABC线框中感应电流方向沿顺时针为负，大小为I′＝＝2I0，则B正确．

二、不定项选择题

5.1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是（　　）

A．圆盘上产生了感应电动势

B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

解析：

选AB.当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确；如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误．

6.（2015·高考山东卷）如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是（　　）

A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高

B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动

C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动

D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动

解析：

选ABD.根据右手定则可判断靠近圆心处电势高，选项A正确；圆盘处在磁场中的部分转动切割磁感线，相当于电源，其他部分相当于外电路，根据左手定则，圆盘所受安培力与运动方向相反，磁场越强，安培力越大，故所加磁场越强越易使圆盘停止转动，选项B正确；磁场反向，安培力仍阻碍圆盘转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，整个圆盘相当于电源，不存在外电路，没有电流，所以圆盘不受安培力而匀速转动，选项D正确．

7．（2015·绍兴模拟）

如图所示，边长为L、电阻不计的n匝正方形金属线框位于竖直平面内，连接的小灯泡的额定功率、额定电压分别为P、U，线框及小灯泡的总质量为m，在线框的下方有一匀强磁场区域，区域宽度为l，磁感应强度方向与线框平面垂直，其上、下边界与线框底边均水平．线框从图示位置开始静止下落，穿越磁场的过程中，小灯泡始终正常发光．则（　　）

A．有界磁场宽度l

B．磁场的磁感应强度应为

C．线框匀速穿越磁场，速度恒为

D．线框穿越磁场的过程中，灯泡产生的焦耳热为mgL

解析：

选BC.因线框穿越磁场过程中小灯泡正常发光，故为匀速穿越磁场，且线框长度L和磁场宽度l相同，A错；线框匀速穿越磁场，故重力和安培力相等，mg＝nBIL＝nBL，得B＝，B对；重力做功的功率等于电功率，即mgv＝P，得v＝，C对；线框穿越磁场时，通过的位移为2L，且重力做功完全转化为焦耳热，故Q＝2mgL，D错．

8．（2015·浙江名校联考）如图所示，在水平面内的直角坐标系xOy中有一光滑金属导轨AOC，其中曲线导轨OA满足方程y＝Lsinkx，长度为的直导轨OC与x轴重合，整个导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中．现有一长为L的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为R0，除金属棒的电阻外其余部分电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动至AC的过程中（　　）

A．感应电动势的瞬时值为e＝BvLsinkvt

B．感应电流逐渐减小

C．闭合回路消耗的电功率逐渐增大

D．通过金属棒的电荷量为

解析：

选ACD.金属棒运动到x处时金属棒接入回路的长度为Lx＝Lsinkx，电阻为Rx＝R0Lsinkx，金属棒产生的电动势E＝BLxv＝BvLsinkvt，回路中的电流I＝＝，电流不变，A正确，B错误；回路消耗的电功率P＝EI＝sinkx，显然P随x的增大而增大，C正确；通过金属棒的电荷量为q＝It＝×＝，D正确．

9.（2015·山西四校三联）如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以初速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中（　　）

A．通过R的电流方向由外向内

B．通过R的电流方向由内向外

C．R上产生的热量为

D．流过R的电荷量为

解析：

选AC.cd棒运动至ab处的过程中，闭合回路中的磁通量减小，再由楞次定律及安培定则可知，回路中电流方向为逆时针方向（从上向下看），则通过R的电流方向为由外向内，故A对，B错．通过R的电荷量为q＝＝，D错．R上产生的热量为Q＝t＝＝，C对．

三、非选择题

10．（2015·浙江高考押题卷）用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb′a′.如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行．设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计．可认为方框的aa′边和bb′边都处在磁极之间，其间磁感应强度大小为B.方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）．

（1）求方框下落的最大速度vm（设磁场区域在竖直方向足够长）；

（2）当方框下落的加速度为时，求方框的发热功率P；

（3）已知方框下落时间为t时，下落高度为h，其速度为vt（vt

解析：

（1）方框质量m＝4LAd

方框电阻R＝ρ

方框下落速度为v时，产生的感应电动势

E＝B·2L·v，

感应电流I＝＝.

方框下落过程，受到重力G及安培力F

G＝mg＝4LAdg，方向竖直向下

F＝BI·2L＝，方向竖直向上

当F＝G时，方框达到最大速度，即v＝vm

则＝4LAdg

方框下落的最大速度vm＝.

（2）方框下落加速度为时，有mg－BI·2L＝m

则I＝＝

方框的发热功率P＝I2R＝.

（3）根据能量守恒定律，有mgh＝mv＋IRt

其中R＝ρ，m＝4LAd

解得恒定电流I0的表达式I0＝A.

答案：

（1）　

（2）

（3）A

11．（2015·高考天津卷）

如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l，ab与cd平行，间距为2l.匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面．开始时，cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动，在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动．线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q.线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为g.求

（1）线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍；

（2）磁场上下边界间的距离H.

解析：

（1）设磁场的磁感应强度大小为B，cd边刚进入磁场时，线框做匀速运动的速度为v1，cd边上的感应电动势为E1，由法拉第电磁感应定律，有

E1＝2Blv1①

设线框总电阻为R，此时线框中电流为I1，由闭合电路欧姆定律，有

I1＝②

设此时线框所受安培力为F1，有

F1＝2I1lB③

由于线框做匀速运动，其受力平衡，有

mg＝F1④

由①②③④式得

v1＝⑤

设ab边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为v2，同理可得

v2＝⑥

由⑤⑥式得

v2＝4v1.⑦

（2）线框自释放直到cd边进入磁场前，由机械能守恒定律，有

2mgl＝mv⑧

线框完全穿过磁场的过程中，由能量守恒定律，有

mg（2l＋H）＝mv－mv＋Q⑨

由⑦⑧⑨式得

H＝＋28l.

答案：

（1）4倍　

（2）＋28l

12．（2015·安徽合肥一模）如图甲所示，平行长直导轨MN、PQ水平放置，两导轨间距L＝0.5m，导轨左端M、P间接有一阻值R＝0.2Ω的定值电阻，导体棒ab的质量m＝0.1kg，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.1，导体棒垂直于导轨放在距离左端为d＝1.0m处，导轨和导体棒始终接触良好，电阻均忽略不计．整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，t＝0时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，不计感应电流磁场的影响．取重力加速度g＝10m/s2.

（1）求t＝0时棒所受到的安培力F0；

（2）分析前3s时间内导体棒的运动情况并求前3s内棒所受的摩擦力Ff随时间t变化的关