2019年高考物理试题分项解析专题12电磁感应（第01期）.doc

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1、1专题 12 电磁感应一选择题1.(2018徐州市高三考前模拟)如图 3所示，三个相同的灯泡 L1、L 2、L 3，电感线圈 L的电阻可忽略， D为理想二极管。下列说法正确的是( )图 3A.闭合开关 S的瞬间，L 3立即变亮，L 1、L 2逐渐变亮B.闭合开关 S的瞬间，L 2、L 3立即变亮，L 1逐渐变亮C.断开开关 S的瞬间，L 2立即熄灭，L 1先变亮一下然后才熄灭D.断开开关 S的瞬间，L 2立即熄灭，L 3先变亮一下然后才熄灭【参考答案】B2.(2018常州市高三模拟)如图 4所示，半径为 2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为 r，已知弹性螺旋线

2、圈的电阻为 R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是( )图 4A.保持磁场不变，线圈的半径由 2r变到 3r的过程中，有顺时针的电流B.保持磁场不变，线圈的半径由 2r变到 0.5r的过程中，有逆时针的电流C.保持半径不变，使磁场随时间按 B kt变化，线圈中的电流为k r2R2D.保持半径不变，使磁场随时间按 B kt变化，线圈中的电流为2k r2R【参考答案】BC 3.(2018江苏省南京市高三三模) 如图 2所示，电源电动势为 E，其内阻 r不可忽略，L 1、L 2是完全相同的灯泡，线圈 L的直流电阻不计，电容器的电容为 C。下列说法正确的是( )图 2A.刚接通开关 S的瞬间，

3、L 2立即亮，L 1逐渐变亮B.合上开关 S，电路稳定后，灯泡 L1、L 2的亮度相同C.电路稳定后在断开 S的瞬间，通过灯泡 L1的电流方向向右 D.电路稳定后在断开 S的瞬间，通过灯泡 L2的电流为零【参考答案】C【名师解析】刚接通开关 S的瞬间，线圈中要产生自感电动势，L 1、L 2立即亮，故选项 A错误；合上开关S，当电路稳定后，由于线圈的直流电阻为零，则灯泡 L1被短路，故选项 B错误；当断开 S的瞬间，线圈中电流要减小，则出现自感电动势，通过灯泡 L1的电流方向向右，故选项 C正确；断开 S的瞬间，电容器也要放电，则通过灯泡 L2的电流不为零，故选项 D错误。4.(2018江苏省南

4、通 、徐州、扬州、泰州、淮安、宿迁市高三调研)用电流传感器研究自感现象的电路如图 3甲所示，线圈 L中未插入铁芯，直流电阻为 R。闭合开关 S，传感器记录了电路中电流 i随时间 t变化的关系图象，如图乙所示， t0时刻电路中电流达到稳定值 I。下列说法中正确的是( )图 33A.t t0时刻，线圈中自感电动势最大B.若线圈中插入铁芯，上述过程中电路中电流达到稳定值经历的时间大于 t0C.若线圈中插入铁芯，上述过程中电路达到稳定时电流值仍为 ID.若将线圈匝数加倍，上述过程中电路达到稳定时电 流值仍为 I【参考答案】BC5.（2019 贵州铜仁一中期末）正方形导线框从磁场的竖直左边界由静止开始在

5、外力 F作用下水平向右做匀加速直线运动，从线框开始进入到完全进入磁场的过程，下列关于通过线框截面的电荷量 q、线 框中电流i、线框瞬时电功率 图为抛物线 以及线框受到的外力 F随时间 t变化的关系可能正确的是 A. B. C. D. 【参考答案】 BCD【名师解析】由于线框在水平向右做匀加速直线运动，设加速度为 a，则 线框的位移 ，根据通过线框截面的电荷量 可知： ，电荷量和时间的平方成正比，因此 图象应是抛物线。故 A错误；由于线框做匀加速运动，其速度 ，感应电动势 ，感应电流 ， i与 t成正比。故 B正确；根据功率公式可得，线框的电功率 ，即：功率和时间的平方成正比，图象是抛物线的一支

6、。故 C正确；线框进入磁场过程中受到的安培力 ，根据牛顿第二定律可得外力大小为： ，代入解得： ，很显然看出外力和时间是一次函数关系。故 D正确。4【方法归纳】根据运动学公式和法拉第电磁感应定律求解出电荷量、感应电流和功率的表达式；再运用牛顿第二定律来确定外力与时间的关系，最后利用数学知识来判断函数图象的形状。解决本题的关键是：熟练掌握运动学和电磁感应中相应的公式，并由各自表达式来进行推导，从而得出结论，再利用数学知识判断函数图象的形状。6.（2019 安徽滁州期末 ）如图甲所示，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， 时起，穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化

7、，下列说法正确的是 A. 时刻， R中电流方向为由 a到 bB. 时刻， R中电流方向为由 a到 bC. 时间内 R的电流小于 时间内 R的电流D. 时间内 R的电流大于 时间内 R的电流【参考答案】 AC【方法归纳】根据楞次定律即可判断 、 时刻， R中的电流方向；根据法拉第电磁感应定律求出两个时间段内的感应电动势，由欧姆定律得到电流关系；由法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小，而感应电流的方向则由楞次定律判定。同时穿过磁通量发生变化的线圈相当于电源，所以电源内部 线圈 电流方向是负极到正极。7（4 分）（2019 陕西咸阳一模）如 图甲所示，将长方形导线框 abcd垂直磁场方向放入匀强磁

8、场 B中，规定垂直 ab边向右为 ab边所受安培力 F的正方向，F 随时间的变化关系如图乙所示选取垂直纸面向里为磁感应强度 B的正方向，不考虑线圈的形变，则 B随时间 t的变化关系可能是下列选项中的（ ）5A BC D则穿过线圈中磁通量增大，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，根据左手定则可知，ab 边受到的安培力方向向右，即正负值，故 C错误；选取垂直纸面向里为磁感应强度 B的正方向，由图可知，01s内，磁场向里且减小 ，则穿过线圈中磁通量减小，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，根据左手定则可知，ab 边受到的安培力方向向左，即为负值，根据法拉第电磁感应定律可知，磁场均匀变化，则感

9、应电流大小恒定，再根据 FBIL，则有安培力大小均匀减小；同理，当 1s2s 内，磁场向外且增大，则穿6过线圈中磁通量增大，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，根据左手定则可知，ab 边受到的安培力方向向右，即为正值，根据法拉第电磁感应定律可知，磁场均匀变化，则感应电流大小恒定，再根据 FBIL，则有安培力大小均匀增大，故 D正确。【参考答案】ABD。二计算题1（2019 江苏泰州 12月联考）如图所示，在方向竖直向上、磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，有两条相互平行且相距为 d的光滑固定金属导轨 和 ，两导轨间用阻值为 R的电阻连接，导轨的倾角均为 ，导轨 在同一水平面上， ，倾斜导轨和

10、水平导轨用相切的小段光滑圆弧连接。质量为 m的金属杆 CD从与 处时的速度恰好达到最大，然后沿水平导轨滑动一段距离后停下。杆 CD始终垂直导轨并与导轨保持良好接触，空气阻力、导轨和杆 CD的电阻均不计，重力加速度大小为 g，求：（1）杆 CD到达 处的速度大小 ； （2）杆 CD沿倾斜导轨下滑的过程通过电阻 R的电荷量 q1以及全过程中电阻 R上产生的焦耳热 Q；（3）杆 CD沿倾斜导轨下滑的时间 及其 停止处到 的距离 s。【参考答案】（1） （2） （3）【名师解析】（1）经分析可知，杆 CD到达 处同时通过的电流最大（设为 ），且此时杆 CD受力平衡，则有此时杆 CD切割磁感线产生的感应

11、电动势为由欧姆定律可得 ，解得（2）杆 CD沿倾斜导轨下滑过程中的平均感应电动势为 ，7该过程中杆 CD通过的平均电流为 ，又 ，解得对全过程，根据能量守恒定律可得2（2019 浙江模拟）如图所示，间距为 L，的两根平行长直金属导轨 MN、 PQ固定在倾角为 的绝缘斜面上，导轨上端接有阻值为 R的电阻，一根长为 L、电阻为 3R的直导体棒 ab垂直放在两导轨上。整个装置处于方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为 B的匀强磁 场中。 ab 由静止释放后沿导轨运动，下滑位移大小为 s时到达 cd位置并开始以最大速度 做匀速运动。 ab在运动过程中与导轨接触良好，导轨电阻及一切摩擦均 不计，重力加速度大

12、小为 g。求：棒的质量 m和 ab在匀速运动过程中的热功率 P；从 ab棒由静止释放到开始匀速 运动的整个过程中电阻 R产生的热量 Q；从 ab棒由静止释放到开始匀速运动整个过程所经历的时间 t。【名师解析】 在匀速运动过程中受力平衡，有： ，ab切割磁感线产生的感应电动势为： ，根据闭合电路欧姆定律，有： ，8解得 ab的质量为： ，ab在匀速运动过程中的热功率为： ，解得 ab在匀速运动过程中的热功率为： ；电荷量： ，整理得： ，将以上各式求和得： ，解得： ，而通过回路的总电荷量为： ，感应电流为： ，感应电动势为： ，解得： ，从 ab由静止释放到开始匀速运动的过程所经历的总时间为：

13、 ；答： 棒的质量 m为 ， ab在匀速运动过程中的热功率 P为 ；从 ab棒由静止释放到开始匀速运动的整个过程中电阻 R产生的热量 Q为 ；从 ab棒由静止释放到开始匀速运动整个过程所经历的时间 t为 。3.（2019 云南保山期末）如图甲所示，在两光滑平行金属导轨之间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁9感应强度大小为 B，导轨的间距为 L，电阻不计。金属棒垂直于导轨放置，质量为 m，重力和电阻可忽略不计。现在导轨左端接入一个电阻为 R的定值电阻，给金属棒施加一个水平向右的恒力 F，经过时 后金属棒达到最大速度。金属棒的最大速度 是多少？求金属棒从静止达到最大速度的过程中。通过电阻 R的电荷

14、量 q；如图乙所示，若将电阻换成一个电容大小为 C的电容器 认为电容器充放电可瞬间完成 。求金属棒由静止开始经过时间 t后，电容器所带的电荷量 Q。【名师解析】当安培力与外力相等时，加速度为零，物体速度达到最大，即 ，由此可得 ；设导体棒运动加速度为 a，某时装金属棒白速度为 ，经过 金属体的速度为 ，导体棒中流过的电流 充电电流 为 I，则，电流： ，其中： ，联立各式得： ；10因此，导体棒向右做匀加速直线运动。由于所有电阻均忽略，平行板电容器两板间电压 U与导体棒切割磁感线产生的感应电动势 E相等，平金属板电容器的电荷量： ；答： 金属棒的最大速度 是 ；金属棒从静止达到最大速度的过程中

15、，通过电阻 R的电荷量 q为 ；金属棒由静止开始经过时间 t后，电容器所带的电荷量 Q为 。4.(2018南京市、盐城市高三年级模拟考试)如图 8甲所示，正方形闭合线圈 abcd边长为 10 cm、总电阻为 2.0 、匝数为 100匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度 B随时间 t的变化关系如图乙所示。试求：图 8(1) 在 02 s 内线圈中感应电动势的大小；(2) 在 t1.0 s 时线圈的 ad边所受安培力的大小和方向；(3) 线圈中感应电流的有效值。(3) 在 02 s 内， I10.5 A在 23 s 内，线圈中感应电动势的大小为 E2 E2 n nS 2 V 2 t B2

16、 tI2 1 AE2R设线圈中感应电流的有效值为 I11则 I Rt1 I Rt2 I2Rt21 2则 I A。22答案 (1) 1 V (2) 5.0 N，方向向右 (3) A225.(15分)如图 9所示，固定于水平面的“” 型导线框处于磁感应强度大小为 B，方向竖直向下的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为 d，左端接一电动势为 E0，内阻不计的电源，一质量为 m、电阻为 r的导体棒 MN垂直平行导轨放置并接触良好，闭合开关 S，导体棒从静止开始运动，当导体棒运动距离 L时，达到最大速度，忽略摩擦阻力和导轨的电阻，平行导轨足够长，求：图 9(1)导体棒的最大 速度；(2)导体棒从静止开始运

17、动距离 L的过程中，通过导体棒的电量及发热量；(3)若导体棒 MN在达到最大速度时，断开开关 S，然后在导体棒 MN的左边垂直导轨放置一根与 MN完全相同的导体棒 PQ，则导体棒 PQ的最大速度。【名师解析】(1)闭合开关 S后，线框与导体组成的回路中产生电流，导体棒受到安培力作用开始加速运动，导体切割磁感线会使电路中的电流变小，加速度变小，当导体切割磁感线产生的电动势等于电源电动势时，电路中的电流为零，导体棒不受安培力作用，合外力为零，开始做匀速运动，即达到稳定运动。有 E0 Bdv，(2 分)解得 v (1分)E0Bd(3)断开电源，加上金属棒 PQ后，到两棒运动稳定，两导体棒组成的系统合外力为零，动量守恒，mv2 mv1(2分)解得 v1 (2分)v2 E02Bd12答案 (1) (2) (3) E0Bd E02Bd