《2020版高三物理一輪復(fù)習(xí) 專題11 電磁感應(yīng)（通用）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高三物理一輪復(fù)習(xí) 專題11 電磁感應(yīng)（通用）（9頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題11 電磁感應(yīng) 1．（2020福建卷）．如圖甲，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸始終保持重合.若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下正方向的x軸，則圖乙中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖像是 答案：B 解析：閉合銅環(huán)由高處靜止下落，首先是向上穿過銅環(huán)的磁通量增大，根據(jù)楞次定律知銅環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流（從上向下看）；從N極到O點(diǎn)的過程中，穿過銅環(huán)的合磁通量向上且增大，則感應(yīng)電流仍為順時針方向；從O點(diǎn)到S極的過程中，穿過銅環(huán)的合磁通量向上且減小，則感應(yīng)電流為逆時針方向；離開S極

2、后，向上穿過銅環(huán)的磁通量減小，感應(yīng)電流仍為逆時針方向；因銅環(huán)速度越來越大，所以逆時針方向感應(yīng)電流的最大值比順時針方向感應(yīng)電流的最大值大，故選項(xiàng)B正確. 2． (2020全國新課標(biāo)).如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流.現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化.為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率的大小應(yīng)為 A. B. C. D.

3、 答案：C 解析：勻速轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電動勢與磁場變化時感應(yīng)電動勢相同即可.勻速轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電動勢式中R為半徑.磁場變化時感應(yīng)電動勢.二者相等可得答案. 3．（2020北京高考卷）．物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”．如圖，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)，閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)．他連接好電路，經(jīng)重復(fù) 實(shí)驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動，對比老師演示的實(shí)驗(yàn)， 下列四個選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是 A．線圈接在了直流電源上 B．電源電壓過高 C．所選線圈的匝數(shù)過多 D．所用套環(huán)的材

4、料與老師的不同 答案：D 解析：無論實(shí)驗(yàn)用的是交流電還是直流電，閉合開關(guān)S瞬間，穿過套環(huán)的磁通量均增加，只要套環(huán)的材料是導(dǎo)體，套環(huán)中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流，套環(huán)就會跳起.如果套環(huán)是塑料材料做的，則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就不會受安培力作用而跳起.所以答案是D. 4．（2020山東卷）.如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到時開始勻速運(yùn)動，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率為P，導(dǎo)體棒最終以的速度勻速運(yùn)動.導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌

5、和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g，下列選項(xiàng)正確的是 A． B． C．當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時加速度為 D．在速度達(dá)到以后勻速運(yùn)動的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功 答案：AC 解析：當(dāng)導(dǎo)體棒第一次勻速運(yùn)動時，沿導(dǎo)軌方向：；當(dāng)導(dǎo)體棒第二次達(dá)到最大速度時，沿導(dǎo)軌方向：，即F=mgsinθ，此時拉力F的功率P=F×2v=2mgvsinθ，選項(xiàng)A正確、B錯誤；當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到v/2時，沿導(dǎo)軌方向：，解得，選項(xiàng)C正確；導(dǎo)體棒的速度達(dá)到2v以后，拉力與重力的合力做功全部轉(zhuǎn)化為R上產(chǎn)生的焦耳熱，選項(xiàng)D錯誤. 5．（2020四川卷）．半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單

6、位長度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由θ確定，如圖所示.則 A．θ=0時，桿產(chǎn)生的電動勢為2Bav B．θ=時，桿產(chǎn)生的電動勢為 C．θ=0時，桿受的安培力大小為 D．θ=時，桿受的安培力大小為 答案：AD 解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得（其中為有效長度），當(dāng)時，，則；當(dāng)時，，則，故A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯誤；根據(jù)通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的大小的計(jì)算公式可得，又根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，當(dāng)時，，，，解得；當(dāng)時，，，,解得

7、，故C選項(xiàng)錯誤，D選項(xiàng)正確. 6．(2020全國新課標(biāo)).如圖，一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導(dǎo)線右側(cè)，且其長邊與長直導(dǎo)線平行.已知在t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中感應(yīng)電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.設(shè)電流i正方向與圖中箭頭方向相同，則i隨時間t變化的圖線可能是 答案：A 解析：要求框中感應(yīng)電流順時針，根據(jù)楞次定律，可知框內(nèi)磁場要么向里減弱（載流直導(dǎo)線中電流正向減小），要么向外增強(qiáng)（載流直導(dǎo)線中電流負(fù)向增大）.線框受安培力向左時，載流直導(dǎo)線電流一定在減小，線框受安培力向右時，載流直導(dǎo)線中

8、電流一定在增大.故答案選A. 7．（2020天津卷）.如圖所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a=2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動，當(dāng)棒的位移x=9m時撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2:1，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求 （1）棒在勻加速運(yùn)動過程中，通

9、過電阻R的電荷量q （2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2 （3）外力做的功WF 解析：（1）棒勻加速運(yùn)動所用時間為t，有 s 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律求電路中產(chǎn)生的平均電流為 A 根據(jù)電流定義式有 C （2）撤去外力前棒做勻加速運(yùn)動根據(jù)速度公式末速為 m/s 撤去外力后棒在安培力作用下做減速運(yùn)動，安培力做負(fù)功先將棒的動能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以焦耳熱等于棒的動能減少.有 J （3）根據(jù)題意在撤去外力前的焦耳熱為J 撤去外力前拉力做正功、安培力做負(fù)功（其大小等于焦耳熱Q1）、重力不做功共同使棒的動能增大，根據(jù)動能定理有

10、 則 J 8.（2020廣東卷）.（18分） 如圖17所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬軌道上.導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直與導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板，R和Rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值，不計(jì)其他電阻. （1）調(diào)節(jié)Rx=R，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，求通過棒的電流I及棒的速率v. （2）改變Rx，待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時的Rx. 解析：（1）當(dāng)Rx=R棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，由平衡條件 安培力

11、解得 感應(yīng)電動勢電流 解得 （2）微粒水平射入金屬板間，能勻速通過，由平衡條件 棒沿導(dǎo)軌勻速，由平衡條件 金屬板間電壓 解得 9.（2020上海卷）．（14分）如圖，質(zhì)量為M的足夠長金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上.一電阻不計(jì)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形.棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為m，棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱.導(dǎo)軌bc段長為L，開始時PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R，右側(cè)導(dǎo)軌單位長度的電阻為R0.以ef為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.在t＝0時，一水平向左的拉力F垂直作用于導(dǎo)軌的bc邊上

12、，使導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度為a. （1）求回路中感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流隨時間變化的表達(dá)式； （2）經(jīng)過多少時間拉力F達(dá)到最大值，拉力F的最大值為多少？ （3）某一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W，求導(dǎo)軌動能的增加量. 解析：（1）感應(yīng)電動勢為E＝BLv，導(dǎo)軌做初速為零的勻加速運(yùn)動，v＝at，E＝BLat，s＝at2/2，感應(yīng)電流的表達(dá)式為I＝BLv/R總＝BLat/（R＋2R0′at2/2）＝BLat/（R＋R0at2）， （2）導(dǎo)軌受安培力FA＝BIL＝B2L2at/（R＋R0at2），摩擦力為Ff＝mFN＝m（mg＋BIL）＝m[mg＋B2L2at

13、/（R＋R0at2）]，由牛頓定律F－FA－Ff＝Ma，F(xiàn)＝Ma＋FA＋Ff＝Ma＋mmg＋（1＋m）B2L2at/（R＋R0at2），上式中當(dāng)R/t＝R0at即t＝時外力F取最大值，F(xiàn) max＝Ma＋mmg＋（1＋m）B2L2， （3）設(shè)此過程中導(dǎo)軌運(yùn)動距離為s，由動能定理W合＝DEk，摩擦力為Ff＝m（mg＋FA），摩擦力做功為W＝mmgs＋mWA＝mmgs＋mQ，s＝，DEk＝Mas＝（W－mQ）， 10．（2020江蘇卷）．某興趣小組設(shè)計(jì)一種發(fā)電裝置，如圖所示，在磁極與圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角α均為，磁場均沿半徑方向，匝數(shù)為N的矩形線圈abcd邊長ab=cd=l、

14、bc=ad=2l，線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，bc與ad邊同時進(jìn)入磁場，在磁場中，兩條邊的經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向始終與兩條邊的運(yùn)動方向垂直，線圈的總電阻為r，外接電阻為R，求 （1）線圈切割磁感線時，感應(yīng)電動勢的大小Em （2）線圈切割磁感線時，bc邊所受安培力的大小F （3）外接電阻上電流的有效值I 解析： (1)、邊的運(yùn)動速度 ， 感應(yīng)電動勢，解得. （2）電流, 安培力 ，解得 . (3)一個周期內(nèi)，通電時間,上消耗的電能，且 解得. 11．（2020海南卷）.如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長直光滑金屬導(dǎo)軌，MN和是兩根用細(xì)線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m.豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接觸；兩桿的總電阻為R，導(dǎo)軌間距為.整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直.導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為g.在t=0時刻將細(xì)線燒斷，保持F不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好.求 （1）細(xì)線少斷后，任意時刻兩桿運(yùn)動的速度之比； （2）兩桿分別達(dá)到的最大速度.§ 解析：設(shè)某時刻MN和速度分別為v1、v2. （1）MN和動量守恒：mv1-2mv2=0 求出：① （2）當(dāng)MN和的加速度為零時，速度最大 對受力平衡： ② ③ ④由①——④得：、