2021年新高考物理三輪復(fù)習(xí)京津魯瓊專用練習(xí)：選擇題熱點(diǎn)巧練熱點(diǎn)11電磁感應(yīng)問(wèn)題分析含解析

1、 熱點(diǎn) 11 電磁感應(yīng)問(wèn)題分析 （建議用時(shí)：20 分鐘） 1 某空間中存在一個(gè)有豎直邊界的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域， 現(xiàn)將一個(gè)等腰梯形閉合導(dǎo)線圈從圖示位置垂直于磁場(chǎng)方向以速度 v 勻 速拉過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，尺寸如圖所示，取向右為力的正方向.下圖中能正 確反映該過(guò)程中線圈所受安培力 F 隨時(shí)間 t 變化的圖象是（ ） 2 .侈選）（2019 山東濰坊三模）如圖所示，兩平行導(dǎo)軌間距為 L ,傾 斜部分和水平部分長(zhǎng)度均為 L,傾斜部分與水平面的夾角為 37, cd 間接電阻 R,導(dǎo)軌電阻不計(jì).質(zhì)量為 m 的金屬細(xì)桿靜止在傾斜導(dǎo)軌底端， 與導(dǎo)軌接觸良好， 電阻為 r整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 磁感 應(yīng)

2、強(qiáng)度隨時(shí)間變化關(guān)系為 B= Bo + kt（k0），在桿運(yùn)動(dòng)前，以下說(shuō)法正確的是 （ ） 2 A .穿過(guò)回路的磁通量為 2（Bo + kt）L B .流過(guò)導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)橛?b 到 a D .細(xì)桿受到的摩擦力一直減小 3. （多選）（2019 河南焦作模擬）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng) 的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為 1 = 1 m, c、d 間，d、 e 間，c、f 間分別接阻值為 R= 10 Q的電阻.一阻值為 R= 10 Q的導(dǎo)體棒 ab 以速度 v= 4 m/s勻速向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒 與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B= 0.5 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng). 列說(shuō)法中正確

3、的是（ ） A .導(dǎo)體棒 ab 中電流的方向?yàn)橛?b 到 a B. c、d 兩端的電壓為 1 V C. d、e 兩端的電壓為 1 V C.回路中電流的大小為 1.8kL2 R+ r 0 D. f、e 兩端的電壓為 1 V 4. （多選）用一段橫截面半徑為 r、電阻率為p密度為 d 的均勻?qū)w材料做成一個(gè)半徑為 R（r? R）的圓環(huán).圓環(huán)豎直向下落入如圖所示的徑向磁場(chǎng)中， 圓環(huán)的圓心始終在 N 極的軸線上， 圓環(huán)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B.圓環(huán)在加速下滑過(guò)程中某一時(shí)刻的速度為 v，忽略電感 的影響，則（ ） 運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是 （ ） A .此時(shí)在圓環(huán)中產(chǎn)生了 （俯視）順時(shí)針?lè)较虻母?/p>

4、應(yīng)電流 B .圓環(huán)因受到了向下的安培力而加速下落 C.此時(shí)圓環(huán)的加速度 a = p d D .如果徑向磁場(chǎng)足夠長(zhǎng)，則圓環(huán)的最大速度 5. （多選） 如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑水平直導(dǎo)軌的間距為 I，電阻不 計(jì)，垂直軌道平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌上相隔一定距 R, b為 2m,電阻為 2R,現(xiàn)給 a 棒一個(gè)水平向右的初速度 vo,已知 a 棒在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有與 b 棒發(fā)生碰撞，當(dāng) a 棒的速度減為 詈時(shí), b 棒剛好碰到了障礙物立即停止運(yùn)動(dòng)，而 a 棒仍繼續(xù) 的視151 p dg A . b 棒碰到障礙物前瞬間的速度為 vo 2 B .在 b 棒停止運(yùn)動(dòng)前 b 棒產(chǎn)生的焦耳熱為

5、2 Qb 24mvo C. b 棒停止運(yùn)動(dòng)后, a 棒繼續(xù)滑行的距離為 3mvoR TT 2B I mvoR F2 2B I D. b 棒停止運(yùn)動(dòng)后, a 棒繼續(xù)滑行的距離為 當(dāng)?shù)氐闹亓?熱點(diǎn) 11 電磁感應(yīng)問(wèn)題分析A 剛釋放線框的瞬間，線框的加速度為 mg M B .細(xì)繩拉力的最小值為 Mmg M + m C.線框恰全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的熱量等于 2 2 2 （m+ M） m g R mgl - 2B4廠 D .線框有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與線框 AD 邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí) BC 兩端的電壓大小之比為 3: 4 7.（多選）如圖所示，寬為 L 的水平光滑金屬軌道上放置一根 質(zhì)量為 m 的導(dǎo)體棒 MN，軌

6、道左端通過(guò)一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與一個(gè)電 容器和一個(gè)阻值為 R 的電阻連接，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與軌道平面垂 直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,電容器的電容為 C,金屬軌道和導(dǎo)體棒 的電阻不計(jì).現(xiàn)將開(kāi)關(guān)撥向 “1；導(dǎo)體棒 MN 在水平向右的恒力 F 作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng) 時(shí)間 to后，將開(kāi)關(guān) S 撥向 “2；再經(jīng)時(shí)間 t，導(dǎo)體棒 MN 恰好開(kāi)始勻速向右運(yùn)動(dòng).下列說(shuō)法正 確的是（ A .開(kāi)關(guān)撥向“1 時(shí)，金屬棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng) B . to時(shí)刻電容器所帶的電荷量為 CBLFto 2 m+ CB L C.開(kāi)關(guān)撥向“ 2 后，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速率為 BP D .開(kāi)關(guān)撥向“ 2 后 t 時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒通過(guò)的

7、位移為 t + m+m2L2-Bp 8.侈選）如圖，MN 和 PQ 是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌， 其間距為 L,導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，兩部分平 滑連接，固定在水平面上，右端接一個(gè)阻值為 R 的定值電 阻.平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為 d、方向豎直向上、磁 感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng).質(zhì)量為 m、電阻也為 R 的金屬棒從彎曲導(dǎo)軌上高為 h處由靜 止釋放，到達(dá)磁場(chǎng)右邊界處恰好停止.已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 仏金屬 A .金屬棒中的最大電流為 Bd ,2gh 2R C.通過(guò)金屬棒的電荷量為 BdL 2R D .金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為 1 2mg（h卩） 棒與導(dǎo)軌始終垂直且接

8、觸良好，則金屬棒穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中 （重力加速度為 g）（ ） B .金屬棒克服安培力做的功為 mgh 1 解析：選 A.設(shè)線圈的電阻為 R,線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度為 I，則安培力的大小為 F 2 2 =空上，方向一直沿 x軸負(fù)方向.在 0L這段時(shí)間內(nèi)，有效長(zhǎng)度 I增大，所以 F 增大且 F t R v I 21 圖線的斜率的絕對(duì)值增大；在 v2I這段時(shí)間內(nèi)，有效長(zhǎng)度1 = L 不變，所以F大小不變且t= 時(shí)刻 F 突然變小；在2131這段時(shí)間內(nèi)，有效長(zhǎng)度 I增大，所以 F 增大且 F t 圖線的斜率 v v v 的絕對(duì)值增大綜上所述， A 項(xiàng)正確. 2. 解析：選 BC.由二 BS效=(

9、Bo+ kt) (L2+ L2COS37 ) = 1.8(Bo+ kt)L2，故 A 錯(cuò)誤；磁感 應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)，由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E= n衛(wèi)=藥-S= k - (L2 2 + L2COS 37 )= 1.8kL2，由閉合電路歐姆定律得 1= = 迥匚，則 C 正確；由楞次定律可得 R+ r R+ r 感應(yīng)電流的方向俯視為順時(shí)針?lè)较?，即電流方向?yàn)閺?b 到 a, B 正確；因感應(yīng)電流大小恒定， 則細(xì)桿所受的安培力 F = BIL 因 B 逐漸增大而增大，由左手定則知方向水平向右，對(duì)桿，由平 衡知識(shí)可得 mgsin 0 = f + BIL COS 0，則摩擦力先向上逐漸減

10、小到零，后向下逐漸增大， D 錯(cuò) 誤. 3. 解析：選 BD.由右手定則可知導(dǎo)體棒 ab 中電流的方向?yàn)橛?a 到 b, A 錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng) R 勢(shì) E= Blv = 0.5X 1 X 4 V = 2 V，貝 U c、d 兩端的電壓 Ucd= E= 1 V , B 正確；由于 d、e, c、 R+ R f 間電阻中沒(méi)有電流流過(guò)，故 Ude= = 0,所以 Ufe= Ucd= 1 V , C 錯(cuò)誤，D 正確. 4. 解析：選 AD.由右手定則可以判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)?(俯視)順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng) A 正確； 由左手定則可以判斷，此時(shí)圓環(huán)受到的安培力向上，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；由牛頓第二定律可得加速 2 度

11、 a = -= g v，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；當(dāng)重力等于安培力時(shí)速度達(dá)到最大，可得 vm=p2dg m p d B 選項(xiàng) D 正確. 5解析：選 BC.設(shè) b 棒碰到障礙物前瞬間的速度為 V2，b 棒碰到障礙物前兩棒組成的系 統(tǒng)動(dòng)量守恒，則 mv0= m + 2mv2,解得 v?=羅，所以選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；在 b 棒停止運(yùn)動(dòng)前，根據(jù) 能量守恒定律可得 a 棒和 b 棒產(chǎn)生的總焦耳熱 Q = Qa+ Qb=fmv2如 羅2X 2mv2=f6mv0, Qb= 2Qa,解得 Qb= fmv2，所以選項(xiàng) B 正確；a 棒單獨(dú)向右滑行的過(guò)程中，當(dāng)其速度為 v 時(shí), 2 2 B I F安=BI1 = 3R v，根

12、據(jù)動(dòng)量定理有一 B?/ 、 B2|2 B3v - t =E (m - A v),可得3x= m, b 棒停止運(yùn)動(dòng)后 所以選項(xiàng) C 正確，D 錯(cuò)誤. 所受的F安厶 t = mv，所以有刀 a 棒繼續(xù)前進(jìn)的距離 x=3m 緩, 2B l 6. 解析：選 BCD.剛釋放線框的瞬間，設(shè)繩子拉力為 T,線框加速度為 a.以 m 為研究對(duì) 8 解析：選 CD.由機(jī)械能守恒定律知，金屬棒沿光滑導(dǎo)軌下滑, 棒到達(dá)磁場(chǎng)左邊界時(shí)速度 v= 2gh,金屬棒以初速度 v 進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng) BLh，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；由于金屬棒與平直部分導(dǎo)軌有摩擦，根據(jù)功能關(guān)系，金屬棒克服摩擦 2R 力做的功與克服安培力

13、做的功的代數(shù)和等于 mgh，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；由 E = ，丨=呂，q =丨蟲(chóng), LS. 2R =BLd,聯(lián)立解得通過(guò)金屬棒的電荷量 q =緊，選項(xiàng) C 正確；設(shè)金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為 Q, 1 則電阻產(chǎn)生的焦耳熱也為 Q,由能量守恒定律有， 卩 mgd+ 2Q= mgh，解得 Q= qmgChyd, 象，mg-T= ma，T = Ma，可得a =冊(cè)，T=孵進(jìn)入磁場(chǎng)后加速度變小，故拉力變大, 因此釋放瞬間細(xì)繩拉力最小值為T =牆；當(dāng)全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，T = mg，T = FA，產(chǎn)生的電動(dòng) 勢(shì)為 E= Blv，電路中的電流 1= E, FA = BIl，可得勻速時(shí)速度 v = R 由能量守恒定律, m

14、gl 1 2 1 =2(M + m)v + Q,可得產(chǎn)生的熱量 Q= mgl -(M + m) BC 3 兩端的電壓 U = ：Blv，框 AD 邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，電路電流為零， BC 兩端的電壓 U = Blv, 兩次 電壓大小之比為 3 : 4.綜上分析，B、C、D 正確. 7 解析：選 BCD.開(kāi)關(guān)撥向“1 時(shí)，設(shè)在極短時(shí)間 t 內(nèi)流過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量為 Q , 則電 路中的瞬時(shí)電流為 I ，電容器兩端的電壓 U = BLv，電荷量 Q= CU，則 Q= CS U = CBL v,可得 I = CBLSv = CBLa；對(duì)導(dǎo)體棒，由牛頓第二定律得 F BIL = ma,聯(lián)立得導(dǎo)體棒的 瞬時(shí)加速度為 a = 匸嚴(yán),由于加速度表達(dá)式中的各個(gè)物理量都不隨時(shí)間、 m + CB L 位移變化，由此 可知導(dǎo)體棒的加速度不變，即導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤.to時(shí)刻導(dǎo)體棒 MN 的 速度 v = ato,電容器兩極板間的電壓 U = BLv= BLato，電荷量 Q= CU，貝 U Q= CBLF打，選 m + CB L 2 2 項(xiàng) B 正確.由 F安=BIL , I = E, E= BLv，聯(lián)立解得 F安=，開(kāi)關(guān)撥向“2 后，導(dǎo)體棒勻速 R R FR 運(yùn)動(dòng)時(shí)，有 F = F安，解得v = BL2,選項(xiàng) C 正確.開(kāi)關(guān)撥向“