2019届高考物理二轮复习专项突破训练：电磁感应.docx

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1、1电磁感应1(多选)如图 1 所示，a、b、c 为三只完全相同的灯泡， L 为直流电阻不计的线圈，电源内阻不计下列判断正确的是( )图 1AS 闭合的瞬间，b、c 两灯亮度相同BS 闭合足够长时间后，b、c 两灯亮度相同CS 断开的瞬间，a、c 两灯立即熄灭DS 断开后，b 灯先突然闪亮后再逐渐变暗熄灭2(多选)如图 2 所示，足够长的 U 形光滑金属导轨平面与水平面成 角(0 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

2、棒某一横截面的电 荷量为 q 时，棒的速度大小为 v，则金属棒 ab 在这一过程中( )图 2A产生的焦耳热为 qBLvB ab 棒中的电流方向从 a 到 bC下滑的位移大小为qRBLD运动的平均速度 大于 v123如图 3 甲所示，用一根横截面积为 S、电阻率为 的 硬质导线做成一个半径为 r的圆环， ab 为圆环的直径在 ab 的右侧存在一个足够大的匀强磁场， t0 时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，磁场磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图象如图乙所示，则0 t1时间内( )2图 3A圆环中产生感应电流的方向为逆时针B圆环中产生感应电流的方向先顺时针后是逆时针C圆环一直具有扩张的趋势

3、D圆环中感应电流的大小为B0rS4t04(多选)如图 4 甲所示，线圈两端 a、 b 与一电阻 R 相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场， t0 时起，穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化，下列说 法正确的是( )图 4A0.5 t0时刻， R 中电流方向为由 a 到 bB1.5 t0时刻， R 中电流方向为由 a 到 bC0 t0时间内 R 的电流小于 t02 t0时间内 R 的电流D0 t0时间内 R 的电流大于 t02 t0时间内 R 的电流5如图 5 所示，两足够长的平行光滑金属导轨 MN、 PQ 相距 L0.5 m，导轨平面与水平面夹角为 30，导轨顶端跨接一阻值为 R0.4 的定

4、值电阻距导轨顶端 MP 的距离为 d0.5 m 的 CD(CD MP)下方有方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为 B01 T 的匀强磁场现将金属棒从 CD 处由静止释放取金属棒的质量 m0.2 kg、电阻为r0.1 ，在运动过程中金属棒始终与 CD 保持平行，且与导轨接触良好当金属棒沿导轨下滑距离 d 时(图中 EF 的位置)速度刚好达到最大重力加速度 g10 m/s 2.试求：图 5(1)金属棒速度达到的最大值 vm的大小和从 CD 下滑到 EF 的过程中金属棒上产生的焦3耳热 Q；(2)为了使金属棒经 EF 后回路中不再产生感应电流，可使磁场的磁感应强度 B 的大小发生变化试写出磁感应

5、强度 B 随时间变化的表达式(从金属棒到 EF 处时开始计时)6 如图 6 甲所示，一边长 L2.5 m、质量 m0.5 kg 的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度 B0.8 T 的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界 MN 重合在水平力 F 作用下由静止开始向左运动，经过 5 s 线框被拉出磁场测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中，图 6(1)求通过线框导线截面的电荷量及线框的总电阻；(2)分析线框运动性质并写出水平力 F 随时间变化的表达式；(3)已知在这 5 s 内力 F 做功 1.92 J，那么在此过程中，线框产

6、生的焦耳热是多少7 .如图 7 甲所示，一水平放置的线圈，匝数 n100 匝，横截面积 S0.2 m2，电阻r1 ，线圈处于水平向左的均匀变化的磁场中，磁感应强度 B1随时间 t 变化关系图象如图乙所示线圈与足够长的竖直光滑导轨 MN、 PQ 连接，导轨间距 l20 cm，导体棒 ab与导轨始终接触良好， ab 棒接入电路的电阻 R4 ，质量 m5 g，导轨的电阻不计，导轨处在与导轨平面垂直向里的匀强磁场中，磁感应强度 B20.5 T t0 时，导体棒由静止释放， g 取 10 m/s2，求：图 7(1)t0 时，线圈内产生的感应电动势的大小；(2)t0 时，导体棒 ab 两端的电压和导体棒的

7、加速度大小；(3)导体棒 ab 到稳定状态时，导体棒所受重力的瞬时功率48如图 8(a)所示，间距 L0.5 m 的两根光滑平行长直金属导轨倾斜放置，轨道平面倾角 30.导轨底端接有阻值 R0.8 的电阻，导轨间有 、两个矩形区域，其长边都与导轨垂直，两区域的宽度均为 d20.4 m，两区域间的距离 d10.4 m，区域内有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小 B01 T，区域内的磁感应强度 B 随时间 t 变化如图(b)所示，规定垂直于导轨平面向上的磁感应强度方向为正方向 t0 时刻，把导体棒 MN 无初速度地放在区域下边界上己知导体棒的质量 m0.1 kg，导体棒始终与导轨垂直并接触

8、良好，且导体棒在磁场边界时都认为处于磁场中，导体棒和导轨电阻不计，取重力加速度 g10 m/s 2.求：图 8(1)0.1 s 内导体棒 MN 所受的安培力；(2)t0.5 s 时回路中的电动势和流过导体棒 MN 的电流方向；(3)0.5 s 时导体棒 MN 的加速度大小5参考答案1.答案 AD2.答案 CD3.答案 D解析 磁通量先向里减小再向外增加，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向一直为顺时针，故 A、B 错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，0 t0时间内为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势， t0 t1时间内为了阻碍磁通量的增大，线圈有缩小的趋势，故 C 错误；由法拉第

9、电磁感应定律得 E ，感应电流 BS圆 环2 t B0 r22t0I ，故 D 正确ER B0 r22t0 S 2 r B0rS4t04.答案 AC解析 由楞次定律可知 0 t0时间内线圈中的感应电流方向为逆时针方向， t02 t0时间内线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故 A 正确，B 错误；根据法拉第电磁感应定律：E n ，可知 0 t0时间内感应电动势是 t02 t0时间内的 ，感应电流为： I ，所以 t 12 ER0 t0时间内 R 中的电流 是 t02 t0时间内电流的 ，故 C 正确，D 错误125.答案 (1)2 m/s 0.02 J (2) B11 4t 5t2解析 (1)当

10、金属棒所受的合力为零时速度最大，根据闭合电路的欧姆定律得： IB0LvmR r根据平衡条件得： mgsin B0IL联立解得 vm 2 m/smg R r sin B02L2由能量守恒定律得，该过程中系统产生的焦耳热为 Q 总 mgdsin mv m20.1 J12其中金属棒中产生的焦耳热 Q Q 总 0.02 JrR r(2)由于回路中没有感应电流，所以金属棒将做匀加速运动，经过时间 t 其位移为x vmt gt2sin 2 t2.5 t212为了使回路中不再产生感应电流，则回路中的磁通量不发生变化 t 0即： B(x d)L B0dL解得： B11 4t 5t266.答案 见解析解析 (1

11、)根据 q t，由 I t 图象得， q1.25 CI又根据 IER tR BL2tR得 R4 .(2)由题图乙可知，感应电流随时间变化的规律： I0.1 t由感应电流 I ，可得金属框的速度随时间也是线性变化的， v 0.2 tBLvR RIBL线框做匀加速直线运动，加速度 a0.2 m/s 2.线框在外力 F 和安培力 F 安 作用下做匀加速直线运动， F F 安 ma又 F 安 BIL得 F(0.2 t0.1) N(3)t5 s 时，线框从磁场中拉出时的速度 v5 at1 m/s由能量守恒得： W Q mv5212线框中产生的焦耳热 Q W mv521.67 J127.答案 (1)2 V

12、 (2)1.6 V 2 m/s 2 (3)0.25 W解析 (1)由题图乙可知，线圈内磁感应强度变化率： 0.1 T/s B1 t由法拉第电磁感应定律可知： E1 n n S2 V t B1 t(2)t0 时，回路中电流： I 0.4 AE1R r导体棒 ab 两端的电压 U IR1.6 V设此时导体棒的加速度为 a，则由： mg B2Il ma得： a g 2 m/s 2B2Ilm(3)当导体棒 ab 达到稳定状态时，满足： mg B2I lIE1 B2lvR r得： v5 m/s此时，导体棒所受重力的瞬时功率 P mgv0.25 W.8.答案 (1) 0.5 N (2)0.4 V N M

13、(3)7 m/s 2解析 (1) t10.1 s 时间内感应电动势 E1 d2L， 4 T/s， I1 B1 t1 B1 t1 E1R01 s 内安培力 F1 B0I1L，解得 F10.5 N7(2)因 F1 mgsin ，故导体棒第 0.1 s 内静止，从 0.1 s 末开始加速，设加速度为a1： mgsin ma1， d1 a1 t12， v1 a1 t1，解得： t10.4 s， v12 m/s12t0.5 s 时，导体棒刚滑到区域上边界，此时 B20.8 T，切割磁感线产生的电动势 E2 B2Lv10.8 Vt0.5 s 时，因磁场变化而产生的感应电动势E3 d2L， 6 T/s，解得 E31.2 V B2 t2 B2 t2t0.5 s 时的总电动势 E E3 E20.4 V导体棒电流方向： N M(3)设 0.5 s 时导体棒的加速度为 a，有 F mgsin ma，又 I ， F B2IL，解得ERa7 m/s 2.