2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)及應(yīng)用提能專訓(xùn).doc
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2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)及應(yīng)用提能專訓(xùn) 一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分.多選全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分) 1. (xx河北唐山一中調(diào)研)經(jīng)過不懈的努力,法拉第終于在1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了“磁生電”的現(xiàn)象,他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上(如圖所示),一個線圈A連接電池與開關(guān),另一線圈B閉合并在其中一段直導(dǎo)線附近平行放置小磁針.法拉第可觀察到的現(xiàn)象有( ) A.當(dāng)合上開關(guān),A線圈接通電流瞬間,小磁針偏轉(zhuǎn)一下,隨即復(fù)原 B.只要A線圈中有電流,小磁針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.A線圈接通后電流越大,小磁鐵偏轉(zhuǎn)角度也越大 D.當(dāng)開關(guān)打開,A線圈電流中斷瞬間,小磁針會出現(xiàn)與A線圈接通電流瞬間完全相同的偏轉(zhuǎn) 答案:A 解析:閉合開關(guān)瞬間,穿過線圈的磁通量增加,在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流的磁場使小磁針偏轉(zhuǎn);當(dāng)線圈A中電流恒定,磁通量不變化,線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,磁針不偏轉(zhuǎn);當(dāng)開關(guān)斷開時,磁通量減少使B中又產(chǎn)生感應(yīng)電流,使小磁鐵偏轉(zhuǎn),但偏轉(zhuǎn)方向相反,選項A正確. 2.(xx江蘇單科) 如圖所示,一正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長為a,線圈平面與勻強磁場垂直,且一半處在磁場中.在Δt時間內(nèi),磁感應(yīng)強度的方向不變,大小由B均勻地增大到2B.在此過程中,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為( ) A. B. C. D. 答案:B 解析:磁感應(yīng)強度的變化率==,法拉第電磁感應(yīng)定律公式可寫成E=n=nS,其中磁場中的有效面積S=a2,代入得E=n,選項B正確,選項A、C、D錯誤. 3.如圖所示,L為自感系數(shù)很大,直流電阻不計的線圈,D1、D2、D3為三個完全相同的燈泡,E為內(nèi)阻不計的電源,在t=0時刻閉合開關(guān)S,當(dāng)電路穩(wěn)定后D1、D2兩燈的電流分別為I1、I2,t1時刻斷開開關(guān)S,若規(guī)定電路穩(wěn)定時流過D1、D2的電流方向為電流的正方向,則下圖能正確定性描述電燈電流i與時間t關(guān)系的是( ) 答案:D 解析:在t=0時刻閉合開關(guān)S,D2的電流立刻達(dá)到最大值,并且大于穩(wěn)定時的電流I2,D1由于和線圈串聯(lián),電流由零逐漸增加,排除A、B、C選項;t1時斷開開關(guān)S,線圈和D1、D2構(gòu)成閉合回路,電流逐漸減小到零,因規(guī)定電路穩(wěn)定時流過D1、D2的電流方向為電流的正方向,斷開開關(guān)S后D2中電流向上,與正方向相反,取負(fù)值,選項D正確. 4. 如圖所示,通電導(dǎo)線MN與單匝圓形線圈 a共面,位置靠近圓形線圈a左側(cè)且相互絕緣.當(dāng)MN中電流突然減小時,下列說法正確的是( ) A.線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針方向 B.線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為逆時針方向 C.線圈a所受安培力的合力方向垂直紙面向里 D.線圈a所受安培力的合力方向水平向左 答案:A 解析:根據(jù)安培定則,MN中電流產(chǎn)生的磁場在導(dǎo)線左側(cè)垂直紙面向外,在導(dǎo)線右側(cè)垂直紙面向里.由于導(dǎo)線MN位置靠近圓形線圈a左側(cè),所以單匝圓形線圈a中合磁場方向為垂直紙面向里.當(dāng)MN中電流突然減小時,垂直紙面向里的磁通量減少,根據(jù)楞次定律可知,線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針方向,選項A正確,B錯誤.由左手定則可知,導(dǎo)線左側(cè)圓弧所受安培力方向水平向右,導(dǎo)線右側(cè)圓弧所受安培力方向水平向右,所以線圈a所受安培力的合力方向水平向右,選項C、D錯誤. 5.(xx衡水模擬)如圖所示,等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強磁場,它的底邊在x軸上且長為2L,高為L.紙面內(nèi)一邊長為L的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運動穿過勻強磁場區(qū)域,在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置.以順時針方向為導(dǎo)線框中電流的正方向,在下面四幅圖中能夠正確表示電流—位移(Ix)關(guān)系的是( ) 答案:C 解析:線框勻速穿過L的過程中,有效長度l均勻增加,由E=Blv知,電動勢隨位移均勻變大,x=L處電動勢最大,電流I最大;從x=L至x=1.5L過程中,框架兩邊都切割磁感線,總電動勢減小,電流減??;從x=1.5L至x=2L,左邊框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大于右邊框,故電流反向且增大;x=2L至x=3L過程中,只有左邊框切割磁感線,有效長度l減小,電流減?。C上所述,只有C項符合題意. 6.(xx廣東韶關(guān)一模) (多選)如圖所示,先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強磁場區(qū)域,v1=2v2,在先后兩種情況下( ) A.線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2=2∶1 B.線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2=1∶2 C.線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2=4∶1 D.通過線圈某截面的電荷量之比q1∶q2=1∶1 答案:AD 解析:由于v1=2v2,根據(jù)E=BLv得感應(yīng)電動勢之比=,感應(yīng)電流I=,則感應(yīng)電流之比為=,A正確,B錯誤;線圈出磁場時所用的時間t=,則時間比為=,根據(jù)Q=I2Rt可知熱量之比為Q1∶Q2=2∶1,C錯誤;根據(jù)q=Δt=Δt=Δt=得=,D正確. 7.(xx四川理綜)(多選)如圖所示,不計電阻的光滑U形金屬框水平放置,光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上,H、P的間距很?。|(zhì)量為0.2 kg的細(xì)金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間,與金屬框接觸良好并圍成邊長為1 m的正方形,其有效電阻為0.1 Ω.此時在整個 空間加方向與水平面成30角且與金屬桿垂直的勻強磁場,磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律是B=(0.4-0.2t) T,圖示磁場方向為正方向.框、擋板和桿不計形變.則( ) A.t=1 s時,金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到D B.t=3 s時,金屬桿中感應(yīng)電流方向從D到C C.t=1 s時,金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1 N D.t=3 s時,金屬桿對擋板H的壓力大小為0.2 N 答案:AC 解析:根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向總是從C到D,故A項正確,B項錯誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律可知:E===sin 30=0.212 V=0.1 V,故感應(yīng)電流為I==1 A,金屬桿受到的安培力FA=BIL,t=1 s時,F(xiàn)A=0.211 N=0.2 N,方向如圖甲,此時金屬桿受力分析如圖甲,由平衡條件可知F1=FAcos 60=0.1 N,F(xiàn)1為擋板P對金屬桿施加的力.t=3 s時,磁場反向,此時金屬桿受力分析如圖乙,此時擋板H對金屬桿施加的力向右,大小為F3=BILcos 60=0.211 N=0.1 N.故C正確,D錯誤. 8.(xx沈陽市協(xié)作校期中聯(lián)考)如圖所示,兩個互連的金屬圓環(huán),粗金屬環(huán)的電阻是細(xì)金屬環(huán)電阻的一半,磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域,當(dāng)磁感應(yīng)強度均勻變化時,在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的電動勢為E,則ab兩點間的電勢差為( ) A. B. C. D.E 答案:C 解析:粗環(huán)相當(dāng)于電源,細(xì)環(huán)相當(dāng)于負(fù)載,ab間的電勢差就是等效電路的路端電壓;粗環(huán)電阻是細(xì)環(huán)電阻的一半,則路端電壓是電動勢的,即Uab=,故選C. 9.(xx云南一模)如圖甲所示,線圈ABCD固定于勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向外,當(dāng)磁場變化時,線圈AB邊所受安培力向右且變化規(guī)律如圖乙所示,則磁場的變化情況可能是下列選項中的( ) 答案:D 解析:由題意可知,安培力的方向向右,根據(jù)左手定則可知感應(yīng)電流的方向由B到A,再由右手定則可知,當(dāng)垂直向外的磁場在增加時,會產(chǎn)生由B到A的感應(yīng)電流,由法拉第電磁感應(yīng)定律,結(jié)合閉合電路歐姆定律,則安培力的表達(dá)式F=BIL=BL,因安培力的大小不變,則B是定值,因磁場B增大,則減小,故D正確,A、B、C錯誤. 10.(xx山西太原一模)(多選)如圖甲所示,將長方形導(dǎo)線框abcd垂直磁場方向放入勻強磁場B中,規(guī)定垂直ab邊向右為ab邊所受安培力F的正方向,F(xiàn)隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示.選取垂直紙面向里為磁感應(yīng)強度B的正方向,不考慮線圈的形變,則B隨時間t的變化關(guān)系可能是下列選項中的( ) 答案:ABD 解析:在每個整數(shù)秒內(nèi)四個選項中磁感應(yīng)強度都是均勻變化的,磁通量的變化率為恒定的,產(chǎn)生的電流大小也是恒定的,再由F=BIL可知,B均勻變化時,F(xiàn)也均勻變化,在0~1 s內(nèi),F(xiàn)為向左,根據(jù)楞次定律,磁通量均勻減小,與B的方向無關(guān).同理1~2 s內(nèi),F(xiàn)為向右,所以磁通量均勻增大,與B的方向無關(guān),這樣周期性的變化的磁場均正確,所以有A、B、D項正確,C項錯. 11.(xx河北唐山一模) (多選)如圖所示,水平傳送帶帶動兩金屬桿勻速向右運動,傳送帶右側(cè)與兩光滑平行金屬導(dǎo)軌平滑連接,導(dǎo)軌與水平面間夾角為30,兩虛線EF、GH之間有垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,磁場寬度為L,兩金屬桿的長度和兩導(dǎo)軌的間距均為d,兩金屬桿a、b的質(zhì)量均為m,兩桿與導(dǎo)軌接觸良好.當(dāng)金屬桿a進(jìn)入磁場后恰好做勻速直線運動,當(dāng)金屬桿a離開磁場時,金屬桿b恰好進(jìn)入磁場,則( ) A.金屬桿b進(jìn)入磁場后做加速運動 B.金屬桿b進(jìn)入磁場后做勻速運動 C.兩桿在穿過磁場的過程中,回路中產(chǎn)生的總熱量為 D.兩桿在穿過磁場的過程中,回路中產(chǎn)生的總熱量為mgL 答案:BD 解析:金屬桿a進(jìn)入磁場后恰好做勻速直線運動,所受的安培力與重力沿斜面向下的分力大小相等,由于b棒進(jìn)入磁場時速度與a進(jìn)入磁場時的速度相同,所受的安培力相同,所以兩棒進(jìn)入磁場時的受力情況相同,則b進(jìn)入磁場后所受的安培力與重力沿斜面向下的分力也平衡,所以也做勻速運動,故A項錯誤,B項正確;兩桿穿過磁場的過程中都做勻速運動,根據(jù)能量守恒定律得,回路中產(chǎn)生的總熱量為Q=2mgsin 30L=mgL,故C項錯誤,D項正確. 12.(xx山東菏澤一模)(多選)如圖所示,足夠長的平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上,導(dǎo)軌間距為L=1 m,其右端連接 有定值電阻R=2 Ω,整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強度B=1 T的勻強磁場中.一質(zhì)量m=2 kg的金屬棒在恒定的水平拉力F=10 N的作用下,在導(dǎo)軌上由靜止開始向左運動,運動中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直.導(dǎo)軌及金屬棒的電阻不計,下列說法正確的是( ) A.產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在金屬棒中由a指向b B.金屬棒向左做先加速后減速運動直到靜止 C.金屬棒的最大加速度為5 m/s2 D.水平拉力的最大功率為200 W 答案:ACD 解析:金屬棒向左運動切割磁感線,根據(jù)右手定則判斷得知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由a→b,A正確;金屬棒所受的安培力先小于拉力,棒做加速運動,后等于拉力做勻速直線運動,速度達(dá)到最大,B錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得:F-=ma,可知棒的速度v增大,加速度a減小,所以棒剛開始運動時加速度最大,最大加速度amax== m/s2=5 m/s2,C正確;當(dāng)棒的加速度a=0時速度最大,設(shè)最大速度為vmax,則有F=,所以vmax== m/s=20 m/s,所以水平拉力的最大功率Pmax= Fvmax=1020 W=200 W,D正確. 二、計算題(本題包括4小題,共52分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分) 13. (12分)如圖所示,在一傾角θ=37的斜面上固定有兩個間距d=0.5 m、電阻不計、足夠長且相互平行的金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌下端通過導(dǎo)線與阻值R=4 Ω的電阻相連,上端通過導(dǎo)線與阻值R′=2 Ω的小燈泡相連,一磁感應(yīng)強度B=2 T的勻強磁場垂直斜面向上.質(zhì)量m=1.0 kg、電阻r= Ω的金屬棒PQ從靠近燈泡的一端開始下滑,經(jīng)過一段時間后,燈泡的亮度不再發(fā)生變化,若金屬棒PQ與金屬導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.求:(g取10 m/s2 ,sin 37=0.6,cos 37=0.8) (1)最終金屬棒PQ運動的速度大??; (2)最終通過小燈泡的電流. 答案:(1)4 m/s (2) A 解析:(1)由題意可知,當(dāng)小燈泡的亮度不再發(fā)生變化時,金屬棒PQ將沿傾斜導(dǎo)軌勻速下滑,設(shè)其勻速下滑時的速度大小為v 則有mgsin θ=μmgcos θ+BId 又因為I=,R總=+r 將以上三式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可解得v=4 m/s. (2)由mgsin θ=μmgcos θ+BId代入數(shù)據(jù)可解得I=2 A 所以加在小燈泡兩端的電壓為U=Bdv-Ir 代入數(shù)據(jù)可得U= V 所以最終通過小燈泡的電流I′= 解得I′= A. 14.(12分)如圖甲所示,電流傳感器(相當(dāng)于一只理想的電流表)能將各時刻的電流數(shù)據(jù)實時通過數(shù)據(jù)采集器傳輸給計算機(jī),經(jīng)計算機(jī)處理后在屏幕上同步顯示出I-t圖象.電阻不計的足夠長光滑金屬軌道寬L=1.0 m,與水平面的夾角θ=37.軌道上端連接阻值R=1.0 Ω的定值電阻,金屬桿MN與軌道等寬,其電阻r=0.50 Ω、質(zhì)量m=0.02 kg.在軌道區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強磁場,讓金屬桿從圖示位置由靜止開始釋放,桿在整個運動過程中與軌道垂直,此后計算機(jī)屏幕上顯示出如圖乙所示的I-t圖象.重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,試求: (1)t=1.2 s時電阻R的熱功率; (2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大??; (3)t=1.2 s時金屬桿的速度大小和加速度大?。? 答案:(1)2.2510-2 W (2)0.75 T (3)0.3 m/s 0.375 m/s2 解析:(1)由題圖乙可知,t=1.2 s時電流I1=0.15 A. P=IR=0.022 5 W=2.2510-2 W. (2)電流I2=0.16 A時電流不變,棒勻速運動, BI2L=mgsin 37,得B=0.75 T. (3)t=1.2 s時,電源電動勢E=I1(R+r)=BLv, 代入數(shù)據(jù)得v=0.3 m/s. mgsin 37-BI1L=ma, 代入數(shù)據(jù)得a= m/s2=0.375 m/s2. 15.(xx廣東中山市模擬)(14分)如圖所示,兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上,相距為L,處于豎直向下的勻強磁場中,整個磁場由n個寬度皆為x0的條形勻強磁場區(qū)域1、2、3、…、n組成,從左向右依次排列,磁感應(yīng)強度的大小分別為1B、2B、3B、4B、…、nB,兩導(dǎo)軌左端之間接入電阻R.一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放在水平導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻. (1)對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的力,使其從圖示位置開始運動并穿過n個磁場區(qū),求導(dǎo)體棒穿越磁場區(qū)1的過程中通過電阻的電荷量q. (2)對導(dǎo)體棒ab加水平向右的力,讓它從距離磁場區(qū)1左側(cè)x=x0的位置由靜止開始做勻加速運動.當(dāng)ab進(jìn)入磁場區(qū)1時開始做勻速運動.此后在不同的磁場區(qū)施加不同的拉力,使棒ab保持勻速運動通過整個磁場區(qū)域,求棒ab通過第i區(qū)域時水平拉力Fi和ab穿過整個磁場區(qū)域所產(chǎn)生的焦耳Q. 答案:見解析 解析:(1)電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E= 通過電阻的電荷量q=IΔt=Δt 導(dǎo)體棒穿過1區(qū)過程ΔΦ=BLx0 解得q=BL (2)設(shè)進(jìn)入磁場1時拉力為F1,速度為v,則有 F1x0=mv2,F(xiàn)1-=0 解得F1=,v= 進(jìn)入第i區(qū)時的拉力:Fi== 導(dǎo)體棒以后通過每區(qū)都以v做勻速運動,則有 Q=F1x0+F2x0+F3x0+…+Fnx0 解得Q=(12+22+32+…+n2) 16.(xx深圳二模)(14分)如圖甲所示,靜止在粗糙水平面上的正三角形金屬線框,匝數(shù)N=10、總電阻R=2.5 Ω、邊長L=0.3 m,處在兩個半徑均為r=的圓形勻強磁場區(qū)域中,線框頂點與右側(cè)圓形中心重合.線框底邊中點與左側(cè)圓形中心重合.磁感應(yīng)強度為B1的磁場垂直水平面向上,大小不變;B2垂直水平面向下,大小隨時間變化,B1、B2的值如圖乙所示.線框與水平面間的最大靜摩擦力f=0.6 N,(取π≈3)求: (1)t=0時刻穿過線框的磁通量; (2)線框滑動前的電流強度及電功率; (3)經(jīng)過多長時間線框開始滑動及在此過程中產(chǎn)生的熱量. 答案:(1)0.005 Wb (2)0.1 A 0.025 W (3)0.01 J 解析:(1)設(shè)磁場向下穿過線框磁通量為正,由磁通量的定義得t=0時 Φ=B2πr2-B1πr2=-0.005 Wb (2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有 E=N=Nπr2=0.25 V I==0.1 A P=I2R=0.025 W (3)右側(cè)線框每條邊受到的安培力 F1=NB2Ir=N(2+5t)Ir 因兩個力互成120,兩條邊的合力大小仍為F1 左側(cè)線框受力F2=NB1I2r 線框受到的安培力的合力F安=F1+F2 當(dāng)安培力的合力等于最大靜摩擦力時線框就要開始滑動,則 F安=f 即F安=N(2+5t)Ir+NB1I2r=f 解得t=0.4 s Q=I2Rt=0.01 J.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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