2020屆物理高考二輪專題復(fù)習(xí)與測試：專題強(qiáng)化練(十二)電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用

1、專題強(qiáng)化練（十二）考點(diǎn) 1 楞次定律和電磁感應(yīng)定律1. （20 佃合肥模擬）如圖所示， 閉合圓形導(dǎo)體線圈放置在勻強(qiáng)磁場 中，線圈平面與磁場平行，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大時(shí)，以下說法正確 的是（）； Iit 廠A .線圈中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B.線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C .線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D .線圈面積有縮小的傾向解析：由于線圈平面與磁場平行，所以穿過線圈的磁通量為零.當(dāng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，穿過線圈的磁通量仍然為零，則線圈中不會(huì)產(chǎn)生 感應(yīng)電流，故 C 項(xiàng)正確.答案：C2.（多選）（2019 鄭州模擬）如圖甲所示，等離子氣流由左方連續(xù)以 速度 v射入 M和 N 兩板間的勻強(qiáng)磁場中，a

2、b 直導(dǎo)線與 M、N 相連接, 線圈 A 與直導(dǎo)線 cd連接，線圈 A 內(nèi)有按圖乙所示規(guī)律變化的磁場， 且規(guī)定向左為磁場 B 的正方向，則下列敘述正確的是（）A.0 1 s 內(nèi)，ab、cd 導(dǎo)線互相排斥B.1 2 s 內(nèi)，ab、cd 導(dǎo)線互相吸引A A X X XXXX耳MKNMKNKXXXKXXX耳JCXWJCXWC.23 s 內(nèi)，ab、cd 導(dǎo)線互相吸引D. 34 s 內(nèi)，ab、cd 導(dǎo)線互相排斥解析：根據(jù)左手定則，可判定等離子氣流中的正離子向上極板M偏轉(zhuǎn)， 負(fù)離子向下極板 N 偏轉(zhuǎn)， 所以 ab 中電流方向是由 a 向 b 的.在 第 1 s內(nèi)，線圈 A 內(nèi)磁場方向向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，

3、由楞次定律可 知感應(yīng)電流方向是由 c 向 d 的，根據(jù) ab、cd 內(nèi)電流的流向關(guān)系，可知 兩導(dǎo)線相互吸引，故 A 項(xiàng)錯(cuò)誤；在第 2s 內(nèi)，線圈 A 內(nèi)磁場方向向左， 磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向是由c 向 d 的，根據(jù)電流的流向關(guān)系可知兩導(dǎo)線相互吸引，故 B 項(xiàng)正確；同理可以判斷 C 項(xiàng)錯(cuò)誤，D 項(xiàng)正確.答案：BD3.（20 佃深圳模擬）某一學(xué)習(xí)小組在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)， 利用一 根粗細(xì)均勻的金屬絲彎成導(dǎo)軌 abcd, ab= 3bc.導(dǎo)體棒 ef 的電阻是 bc 段 電阻的兩倍，如圖所示，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，當(dāng)用平行于導(dǎo)軌 的外力 F將導(dǎo)體棒 ef 由靠近 bc 位置勻

4、速向右移動(dòng)時(shí)，則（）X.XrX X X XXX X X X /K乂X X X XA .導(dǎo)體棒 ef 兩端的電壓不變B.導(dǎo)體棒 ef 中的電流變大C .拉力 F 的瞬時(shí)功率變大D .導(dǎo)軌 abcd 消耗的電功率先變大后變小解析：設(shè) ef 的電阻為 r, ebcf 的電阻為 R, ef 長為 L,速度為 v, 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,則導(dǎo)體棒 ef 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E = BLv; ef 兩端R的電壓為：U = E, E、r 不變，R 變大，可知 U 變大，選項(xiàng) A 錯(cuò)R+ r誤；ef 中的電流為：1，E、r不變，R變大，1變小，選項(xiàng) B 錯(cuò)一E2誤;導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力 F 的功率等于回路中的電功

5、率，為 P=.R+ rR 增大，則 P 減小，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤.abed 消耗的功率是電源 ef 的輸出功率，根據(jù)條件：ab= 3be, ef 的電阻是 be 段電阻的兩倍，可知 ebef 的電阻先小于 ef 的電阻， 再等于 ef 的電阻， 后大于 ef 的電阻， 所以導(dǎo) 軌 abed消耗的電功率先增大后減小，選項(xiàng) D 正確.答案：D4. （2019 成都模擬）如圖所示， ef、 gh 為水平放置的足夠長的平行 光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為 L= 1 m,導(dǎo)軌左端連接一個(gè) R= 2Q的電阻， 將一根質(zhì)量為 0.2 kg 的金屬棒 ed 垂直地放置導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良 好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計(jì)，整

6、個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B = 2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上.現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一水 平向右的拉力 F,使棒從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，試解答以下問題：所以金屬棒的速度v1=B2L2,代入數(shù)據(jù)解得v1= 4 m/s;若施加的水平外力恒為 F=8 是多少？若施加的水平外力的功率恒為速度v2是多少？解析：（1）由平衡條件得 F = F安N，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度 v1P= 18 W，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定B2L2vR ，（2）金屬棒速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，由平衡條件得功率 P= F V2,解得v2= 3 m/s.答案：( (1)4 m/s (2)3 m/s考點(diǎn) 2 電磁感應(yīng)中的圖象問題5. （2019 惠州

7、模擬）如圖所示， 一個(gè)有矩形邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里.一個(gè)三角形閉合導(dǎo)線框，由位置1 （左） 沿紙面勻速運(yùn)動(dòng)到位置 2（右）.取線框剛到達(dá)磁場邊界的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)（t= 0） ,規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則下圖中能正確反映線框中電 流與時(shí)間關(guān)系的是（）解析：線框進(jìn)入磁場的過程，磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律得 知感應(yīng)電流的磁場向外，由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，電 流 i 應(yīng)為正方向，選項(xiàng) B、C 錯(cuò)誤；線框進(jìn)入磁場的過程，線框有效的 切割長度先均勻增大后均勻減小，由 E = BLv,可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先均勻 增大后均勻減小；線框完全進(jìn)入磁場的過程，磁通量不變，沒有感應(yīng) 電

8、流產(chǎn)生.線框穿出磁場的過程，磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律得 知感應(yīng)電流的磁場向里，由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，電 流 i 應(yīng)為負(fù)方向；線框有效的切割長水平外力 F = F/安=B2L2V2R ，度先均勻增大后均勻減小，由E=BLv ,可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先均勻增大后均勻減小，選項(xiàng) A 正確，D 錯(cuò)誤.答案：A6.（多選）（）（2019 德州模擬）如圖甲所示，一正方形導(dǎo)線框 ABCD置 于勻強(qiáng)磁場中， 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間 t 的變化如圖乙所示，則線框中的電流 I 和導(dǎo)線 AB 受到的安培力 F 隨時(shí)間 t 變化的圖象分別 是（規(guī)定垂直紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，逆時(shí)針方向

9、為線 框中電流的正方向，向右為安培力的正方向）（）（）解析：由 B-t 圖象可知，0；內(nèi)，線圈中向里的磁通量增大，由楞次定律可知，電路中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，沿ABCDA 方向，即電流為正方向；T 內(nèi)，線圈中向里的磁通量減小，由楞次定律可知，電 路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，即電流為負(fù)方向；由法拉第電磁感應(yīng)定 律=還，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電流大 小保持不變，選項(xiàng) A 正確，B 錯(cuò)誤；0；內(nèi)，電路中電流方向?yàn)槟鏁r(shí) 針，根據(jù)左手定則可知，AB 邊受到的安培力的方向向右，為正值；TT 內(nèi)，電路中的電流為順時(shí)針，AB 邊受到的安培力的方向向左，為負(fù)圖叩H值；根據(jù)安培力的公式 F = BIL，

10、電流大小不變，安培力的大小與磁感 應(yīng)強(qiáng)度成正比，選項(xiàng) C 正確，D 錯(cuò)誤.答案：AC7.（2019 上饒模擬）在如圖所示的豎直平面內(nèi)，在水平線 MN 的下 方有足夠大的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)等腰三角形金屬線框頂點(diǎn) C 與 MN 重合, 線框由靜止釋放，沿軸線 DC 方向豎直落入磁場中.忽略空氣阻力， 從釋放到線框完全進(jìn)入磁場過程中， 關(guān)于線框運(yùn)動(dòng)的 v-1 圖象，可能正確的是（）解析：線框進(jìn)入磁場過程中受到的安培力F = BIl = BR 衛(wèi)，線框切割磁感線的有效長度 I 增大、安培力增大，由牛頓第二定律得：mg FR22=ma,得 a= g扁才，線框由靜止加速，由于 I、v 不斷增大，a 不斷減小，

11、則線框做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) C 正確.答案：C8.（2019 太原模擬）如圖甲中，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌放置在水平面 上且間距為 L,左端接電阻 R,導(dǎo)軌電阻不計(jì).整個(gè)裝置處于方向豎 直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中.將質(zhì)量為 m、電阻為 r 的金 屬棒 ab 置于導(dǎo)軌上.當(dāng) ab 受到垂直于金屬棒的水平外力 F 的作用由 靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)與金屬棒速度 v 的關(guān)系如圖乙所示.已知 ab 與導(dǎo) 軌始終垂直且接觸良好，設(shè) ab 中的感應(yīng)電流為 I, ab 受到的安培力大D小為 F 安，R 兩端的電壓為 UR,R 的電功率為 P,則下圖中正確的是（）解析：由題圖乙可得 F =Fo- kv

12、，金屬棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) E2 2 2速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) A 正確；F安=V,UR=：BLR, R 消耗的功率 P=URR,R+rR+rR選項(xiàng) B、C、D 錯(cuò)誤.答案：A考點(diǎn) 3 電磁感應(yīng)中的電路和動(dòng)力學(xué)問題9.（多選）（2019 成都模擬）如圖甲，線圈 A（圖中實(shí)線，共 100 匝）的橫截面積為 0.3 m2,總電阻 r= 2 Q, A 右側(cè)所接電路中，電阻& = 2Q,R2=6Q電容 C= 3H開關(guān) E 閉合.A 中有橫截面積為 0.2 m2的區(qū)域 C（圖中虛金屬棒根據(jù)牛頓第二定律：(B2L2)F F 安=ma,代入得：F。一 k+v =lR+r 丿=BL V,金屬棒中電流,金屬棒受

13、安培力F安=BIL，對(duì)ma,所以金屬棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減為零時(shí)，做勻BL v(R+ r)線），C 內(nèi)有圖乙所示的變化磁場，t= 0 時(shí)刻，磁場方 向垂直于線圈平面向里.下列判斷正確的是（）A.閉合 S2、電路穩(wěn)定后，通過 R2的電流由 b 流向 aB.閉合 S2、電路穩(wěn)定后，通過 R2的電流大小為 0 4 AC .閉合 S2、電路穩(wěn)定后再斷開 Si，通過 R2的電流由 b 流向 a D .閉合S電路穩(wěn)定后再斷開 Si，通過 R2的電荷量為 7.2X10_6C解析：根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，則 閉合S2、電路穩(wěn)定后，通過 R2的電流由 a 流向 b,選項(xiàng) A

14、 錯(cuò)誤；根據(jù) 法拉第電磁感應(yīng)定律 E = nS= 100X036X0.2 V = 4 V，則閉合 S2、 電路穩(wěn)定后，通過 R2的電流大小為 I =：丄，匕丄4丄。A = 0.4 A,Ri十民民2十 r 2 + 6+ 2選項(xiàng) B 正確；閉合 S2、電路穩(wěn)定后電容器上極板帶正電，則當(dāng)再斷開 Si,電容器放電，通過 R2的電流由 a 流向 b,選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；電路穩(wěn)定 后電容器帶電量 Q= CUR2= 3X106X0.4X6 C = 7.2X10一6C，則電路 穩(wěn)定后再斷開 Si,通過 R2的電荷量為 7.2X106C,選項(xiàng) D 正確.答案：BD10.侈選）（）（2019桂林三校聯(lián)考）如圖甲所示，

15、光滑且足夠長的金屬 導(dǎo)軌 MN、PQ 平行地固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L= 0.20 m,兩導(dǎo)軌的左端之間連接的電阻 R= 0.40 莒導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量 m= 0.10 kg的金屬桿 ab,位于兩導(dǎo)軌之間的金屬桿的電阻 r = 0.10Q,導(dǎo)軌的 電阻可忽略不計(jì).整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.50 T 的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下.現(xiàn)用一水平外力F 水平向右拉金屬桿，使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好， 若理想電壓表的示數(shù) U 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系如圖乙所示.求金屬桿開 始運(yùn)動(dòng)經(jīng) t=5.0 s 時(shí)（）A. 通過金屬桿的感應(yīng)電流的大小為 1A,方向由

16、b 指向 aB. 金屬桿的速率為 4 m/sC .外力 F 的瞬時(shí)功率為 1 WD. 05.0 s 內(nèi)通過 R 的電荷量為 5 C解析：金屬桿向右切割磁感線，由右手定則知電流方向?yàn)?b 指向 a, 金屬桿開始運(yùn)動(dòng)經(jīng) t= 5.0 s,由圖象可知電壓為 0.4 V，根據(jù)閉合電路 歐姆定律得 I =U=器人=1 A,故 A 正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律R知 E= BLv,根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可知：U =丄上，解得v= 5 m/s,故 B 錯(cuò)R十 r丄丄誤；根據(jù)電路知 U =BLv = 0 08v=0 08at,結(jié)合 U-t 圖象知金屬桿丄丄十 r做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為 a= 1 m/s2,根據(jù)牛頓第二定律

17、，在 5 s 末時(shí) 對(duì)金屬桿有：F BIL = ma,解得：F = 0.2 N,此時(shí) F 的瞬時(shí)功率 P=Fv = 0.2X5 W = 1 W，故 C 正確；05.0 s 內(nèi)通過丄丄的電荷量為 q= It答案：AC11. （2019 懷化模擬）如圖甲所示，足夠長、電阻不計(jì)的光滑平行 金屬導(dǎo)軌 MN , PQ 豎直放置，其寬度 L = 1 m, 勻強(qiáng)磁場垂直穿過 導(dǎo)軌平面， 導(dǎo)軌的上端 M 與 P 之間連接阻值為丄丄=0.400的電阻， 質(zhì) 量為 m= 0.01kg,電阻為 r = 0.30O勺金屬棒 ab 緊貼在導(dǎo)軌上.現(xiàn)使 金屬棒 ab 由靜止開E-1丄丄十r丄丄十rBx ；at2xL丄丄十

18、 r2.5 C,故 D 錯(cuò)誤.始下滑，下滑過程中 ab 始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，其下滑距離 x 與時(shí)間 t 的關(guān)系如圖乙所示，圖乙中的 0A 段 為曲線，AB 段為直線，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小;(3)在金屬棒 ab 從開始運(yùn)動(dòng)的 1.5 s 內(nèi)，電阻 R 上產(chǎn)生的熱量. 解析：由右手定則可知，ab 中的感應(yīng)電流由 a 流向 b, ab 相當(dāng)于電源，則 b 點(diǎn)電勢(shì)高，a 點(diǎn)電勢(shì)低;由 x-t 圖象求得 t= 1.5 s 時(shí),Ax 112 7金屬棒的速度v= 2.1 1.5m/s=7m/s金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的安培力大小為F = BIL , I =E, E =R 十 rBL v,根據(jù)平衡條

19、件得 F = mg,則有 mg= B2；2；,代入數(shù)據(jù)解得 B= 0.1 T;金屬棒 ab 在開始運(yùn)動(dòng)的 1.5 s 內(nèi)，金屬棒的重力勢(shì)能減小轉(zhuǎn)化 為金屬棒的動(dòng)能和電路的內(nèi)能.設(shè)電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g 取 10 m/(忽略 ab 棒運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)原磁場的影響) ).求:p-qk11,2* M*1X X1xJ(1)判斷金屬棒兩端a、b 的電勢(shì)高低;聯(lián)立得 FB2L2VR+ r1-5 2.1必圖乙圖1根據(jù)能量守恒定律得 mgx= ?mv2+ Q,代入數(shù)據(jù)解得 Q = 0.455 J,R故 R 產(chǎn)生的熱量為 QR=Q= 0.26 J.R+ r答案：( (1)b 點(diǎn)電勢(shì)高，a 點(diǎn)電勢(shì)低( (2)0.1 T (3)0.26 J12. (20 佃泉州模擬) )如圖，水平面內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌 QPMN , MP邊長度為 d= 3 m、阻值為 R= 1.5Q,且 MP 與 PQ 垂直，與 MN 的夾角為135 MN、PQ 邊的電阻不計(jì).將質(zhì)量 m= 2 kg、電阻不計(jì) 的足夠長的直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)