高考二輪復(fù)習(xí)物理課件專(zhuān)題分層突破練專(zhuān)題分層突破練11電磁感應(yīng)規(guī)律及綜合應(yīng)用

專(zhuān)題分層突破練11電磁感應(yīng)規(guī)律及綜合應(yīng)用123456789101112A組基礎(chǔ)鞏固練1.(2023山東煙臺(tái)一模)智能手表通常采用無(wú)線充電方式充電。如圖甲所示,充電基座與交流電源相連,智能手表放置在充電基座旁時(shí)未充電,將智能手表壓在充電基座上,無(wú)需導(dǎo)線連接,智能手表便可以充電(如圖乙所示)。已知充電基座與智能手表都內(nèi)置了線圈,則(

)123456789101112A.智能手表和充電基座無(wú)導(dǎo)線連接,所以傳輸能量時(shí)沒(méi)有損失B.用塑料薄膜將充電基座包裹起來(lái),之后仍能為智能手表充電C.無(wú)線充電的原理是利用充電基座內(nèi)的線圈發(fā)射電磁波傳輸能量D.充電時(shí),充電基座線圈的磁場(chǎng)對(duì)智能手表線圈中的電子施加力的作用,驅(qū)使電子運(yùn)動(dòng)答案

B123456789101112解析

智能手表在充電基座上充電時(shí)存在漏磁效應(yīng),所以傳輸能量時(shí)有損失,A錯(cuò)誤;智能手表充電利用的是互感原理,因此用塑料薄膜將充電基座包裹起來(lái),之后仍能為智能手表充電,B正確;無(wú)線充電的原理是充電基座內(nèi)的線圈電流變化,產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),導(dǎo)致智能手表內(nèi)部線圈中的磁通量發(fā)生改變,線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流,與變壓器、互感器的原理相同,C錯(cuò)誤;根據(jù)上述分析,充電基座線圈的磁場(chǎng)變化產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng),感應(yīng)電場(chǎng)使智能手表中的線圈內(nèi)部的電子做定向運(yùn)動(dòng),形成電流,D錯(cuò)誤。1234567891011122.(2023山東德州模擬)某課題組要測(cè)量某金屬材料的電阻率,他們先取適量該金屬材料切割成如圖所示的長(zhǎng)方體,長(zhǎng)方體的三條邊長(zhǎng)分別為a、b、c,長(zhǎng)方體上、下表面與電流傳感器用導(dǎo)線相連,導(dǎo)線左端緊貼長(zhǎng)方體上、下表面。虛線框左側(cè)有垂直于長(zhǎng)方體前、后表面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。使勻強(qiáng)磁場(chǎng)以大小為v的速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)(長(zhǎng)方體全部處于磁場(chǎng)中),電流傳感器顯示回路中的電流大小為I。不計(jì)電流傳感器及導(dǎo)線的電阻,則該金屬材料的電阻率為(

)A1234567891011121234567891011123.(2023江蘇卷)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),OC導(dǎo)體棒的O端位于圓心,棒的中點(diǎn)A位于磁場(chǎng)區(qū)域的邊緣?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。O、A、C點(diǎn)電勢(shì)分別為φO、φA、φC,則(

)A.φO>φC B.φC>φAC.φO=φA D.φO-φA=φA-φCA解析

導(dǎo)體棒的OA部分切割磁感線,根據(jù)右手定則,在電源內(nèi)部,電流方向由低電勢(shì)指向高電勢(shì),故φO>φA=φC,選項(xiàng)A正確。1234567891011124.(多選)(2023遼寧沈陽(yáng)模擬)如圖所示,有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里。有一半徑為R的線圈,其單位長(zhǎng)度上的電阻為r,線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,線圈直徑MN垂直磁場(chǎng)邊界于M點(diǎn)?，F(xiàn)以M點(diǎn)為軸在紙面內(nèi),線圈沿順時(shí)針?lè)较騽蛩傩D(zhuǎn)90°,角速度為ω,則(

)A.感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駼.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為BR2ωAD123456789101112解析

根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總要阻礙原磁通量的變化,在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)線圈的磁通量減小,則感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?故A正確;當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的瞬間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,此時(shí)切割磁感線的有效長(zhǎng)度最大,為圓形線圈的直徑,由此可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為1234567891011125.(2023湖南婁底模擬)輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=1kg、邊長(zhǎng)為0.2m、電阻R=1Ω、匝數(shù)n=10的正方形閉合線圈abcd,bd為正方形閉合線圈的對(duì)角線,bd下方區(qū)域分布著勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖甲所示。磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示。不考慮線圈的形變和電阻的變化,線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,整個(gè)過(guò)程細(xì)線未斷且線圈始終處于靜止?fàn)顟B(tài),g取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是(

)A.線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcbaB.線圈中的感應(yīng)電流大小為0.2AC.0~2s時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的熱量為0.02JD.6s時(shí)線圈所受安培力的大小為

NC123456789101112解析

由圖乙可知磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里且磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,由楞次定律可知,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向外,線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,1234567891011126.(2023山東濟(jì)南二模)如圖所示,空間存在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),金屬棒MN以角速度ω繞過(guò)O點(diǎn)的豎直軸PQ沿順時(shí)針(從上往下看)旋轉(zhuǎn)。已知NQ=2MP=2r。則(

)A.M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì)B.N點(diǎn)電勢(shì)低于O點(diǎn)電勢(shì)C1234567891011121234567891011127.(2023四川成都模擬)如圖所示,空間存在方向垂直紙面向里、足夠大的磁場(chǎng),以豎直向下為z軸正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=B0+kz(各物理量均采用國(guó)際單位制單位),式中B0、k為常量。紙面內(nèi)一質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為a、總電阻為R的正方形線框在磁場(chǎng)中由靜止開(kāi)始下落,初始時(shí)導(dǎo)線框底邊與z軸垂直,最終線框?qū)蛩傧侣?重力加速度大小為g,則線框勻速下落時(shí)的速度大小為(

)B1234567891011121234567891011128.(2023湖南長(zhǎng)沙一模)如圖所示,正方形線框abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)未畫(huà)出)中靜止不動(dòng),磁場(chǎng)方向與線框平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。t=0時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里。下列選項(xiàng)中能表示線框的ab邊受到的安培力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系的是(規(guī)定水平向左為F的正方向)(

)A123456789101112則電流恒定;由F=BIL可知線框的ab邊受到的安培力F均勻減小,由左手定則可知安培力方向水平向左,為正值。1~3

s內(nèi)磁場(chǎng)方向向外且均勻增大,由楞次定律可知線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,電流恒定;根據(jù)安培力公式可知,隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大,安培力均勻增大,由左手定則可知安培力方向水平向右,為負(fù)值。3~5

s內(nèi)磁場(chǎng)方向向外且均勻減小,由楞次定律可知線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,電流恒定;根據(jù)安培力公式可知,隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小,安培力均勻減小,由左手定則可知安培力方向水平向左,為正值。5~6

s內(nèi)磁場(chǎng)方向向里且均勻增大,由楞次定律可知線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,電流恒定;根據(jù)安培力公式可知,隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大,安培力均勻增大,由左手定則可知安培力方向水平向右,為負(fù)值。故選A。123456789101112B組素能提升練9.(2023浙江金華模擬)如圖所示,水平放置足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌abc和de,ab與de平行且相距為L(zhǎng),bc是以O(shè)為圓心、半徑為r的圓弧導(dǎo)軌。圓弧be左側(cè)和扇形Obc內(nèi)有方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B。a、d兩端接有一個(gè)電容為C的電容器,金屬桿OP的O端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接,P端與圓弧bc接觸良好,初始時(shí),可滑動(dòng)的金屬桿MN靜止在平行導(dǎo)軌上,金屬桿MN質(zhì)量為m,金屬桿MN和OP電阻均為R,其余電阻不計(jì)。若桿OP繞O點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)以角速度ω從b到c勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),回路中始終有電流,則此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的有(

)123456789101112A.金屬桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒為Bωr2答案

C123456789101112則知OP產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由O到P,則MN中電流方向由M到N,由左手定則知MN受到向左的安培力,MN向左做加速運(yùn)動(dòng),也產(chǎn)生感應(yīng)電流,與OP產(chǎn)生的電流方向相反,有EMN=BLvMN,隨著MN的速度增加,回路中電動(dòng)勢(shì)的和逐漸減小,電流減小,電容器的電壓減小,則電容器所帶的電荷量逐漸減小,故B錯(cuò)誤,C正確;回路中電流逐漸減小,MN受到的安培力逐漸減小,則MN向左做加速度逐漸減小的加速直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。12345678910111210.(多選)(2023山東卷)足夠長(zhǎng)U形導(dǎo)軌平置在光滑水平絕緣桌面上,寬為1m,電阻不計(jì)。質(zhì)量為1kg、長(zhǎng)為1m、電阻為1Ω的導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌形成矩形回路并始終接觸良好,Ⅰ和Ⅱ區(qū)域內(nèi)分別存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2,其中B1=2T,方向向下。用不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)固定輕滑輪將導(dǎo)軌CD段中點(diǎn)與質(zhì)量為0.1kg的重物相連,繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示,某時(shí)刻MN、CD同時(shí)分別進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)動(dòng),MN、CD與磁場(chǎng)邊界平行。MN的速度v1=2m/s,CD的速度為v2且v2>v1,MN和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取10m/s2,下列說(shuō)法正確的是(

)A.B2的方向向上 B.B2的方向向下C.v2=5m/s D.v2=3m/sBD123456789101112解析

由于v2>v1,對(duì)導(dǎo)體棒受力分析可知導(dǎo)體棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力,摩擦力大小為Ff=μmg=2

N,導(dǎo)體棒受到的安培力大小為F1=Ff=2

N,由左手定則可知導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)镹→M,由平衡條件可知導(dǎo)軌受到向左的摩擦力、向右的拉力和向右的安培力,導(dǎo)軌受到的安培力大小為F2=Ff-m0g=1

N,由左手定則可知B2的方向向下,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;對(duì)導(dǎo)體棒有F1=B1IL,對(duì)導(dǎo)軌有F2=B2IL,電路中的電流為I=,聯(lián)立解得v2=3

m/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。12345678910111211.(2023湖南卷)如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬直導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),兩導(dǎo)軌及其所構(gòu)成的平面均與水平面成θ角,整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B?，F(xiàn)將質(zhì)量均為m的金屬棒a、b垂直導(dǎo)軌放置,每根金屬棒接入導(dǎo)軌之間的電阻均為R。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好,金屬棒始終未滑出導(dǎo)軌,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),重力加速度為g。123456789101112(1)先保持棒b靜止,將棒a由靜止釋放,求棒a勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v0。(2)在(1)問(wèn)中,當(dāng)棒a勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),再將棒b由靜止釋放,求釋放瞬間棒b的加速度大小a0。(3)在(2)問(wèn)中,從棒b釋放瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)時(shí)間t0,兩棒恰好達(dá)到相同的速度v,求速度v的大小,以及時(shí)間t0內(nèi)棒a相對(duì)于棒b運(yùn)動(dòng)的距離Δx。123456789101112解析

(1)a、b與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路,b靜止,a切割磁感線,a相當(dāng)于電源a勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)a有E=BLv0123456789101112(2)釋放b瞬間,b所受的安培力沿軌道向下,且大小為BIL=mgsin

θ對(duì)b,由牛頓第二定律得mgsin

θ+BIL=ma0解得a0=2gsin

θ。(3)b釋放之后,對(duì)a、b組成的系統(tǒng),由動(dòng)量定理得2mg