（高考物理高分突破試題）專題12電磁感應（原卷版）

（高考物理高分突破試題）專題12電磁感應（原卷版）（高考物理高分突破試題）專題12電磁感應（原卷版）/（高考物理高分突破試題）專題12電磁感應（原卷版）專題12電磁感應一、判斷感應電流方向(1)用楞次定律判斷①楞次定律判斷感應電流方向的步驟②楞次定律中"阻礙”的含義：阻礙原磁通量變化——"增反減同”阻礙相對運動——"來拒去留”使回路面積有擴大或縮小的趨勢——"增縮減擴”阻礙原電流的變化——"增反減同”(2)用右手定則判斷楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的比較應用的定則安培(右手螺旋)定則左手定則右手定則手勢圖因果關系電生磁電受力動生電形象記憶"磁”的右半邊"茲”螺旋寫法,用右手螺旋;"力”的最后一筆"丿”方向向左,用左手;"電”的最后一筆"乚”方向向右,用右手.汽車測速利用了電磁感應現(xiàn)象,汽車可簡化為一個矩形線圈abcd,埋在地下的線圈分別為1、2,通上順時針(俯視)方向電流,當汽車經(jīng)過線圈時()?A．線圈1、2產(chǎn)生的磁場方向豎直向上B．汽車進入線圈1過程產(chǎn)生感應電流方向為abcdC．汽車離開線圈1過程產(chǎn)生感應電流方向為abcdD．汽車進入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同如圖所示,用一根長為L質量不計的細桿與一個上弧長為l0、下弧長為d0的金屬線框的中點聯(lián)結并懸掛于O點,懸點正下方存在一個上弧長為2l0、下弧長為2d0的方向垂直紙面向里的勻強磁場,且d0?L.先將線框拉開到如圖4所示位置,松手后讓線框進入磁場,忽略空氣阻力和摩擦.下列說法正確的是()?A．金屬線框進入磁場時感應電流的方向為a→b→c→d→aB．金屬線框離開磁場時感應電流的方向為a→d→c→b→aC．金屬線框dc邊進入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等D．金屬線框最終將在磁場內(nèi)左右擺動如圖所示,甲為某無線門鈴按鈕,其原理如圖乙所示,按下門鈴按鈕,磁鐵靠近螺線管;松開門鈴按鈕,磁鐵遠離螺線管,回歸原位置.下列說法正確的是()A．按住按鈕不動,門鈴可以持續(xù)響B(tài)．松開按鈕過程,螺線管A端電勢較高C．按下按鈕過程,通過門鈴的電流方向是A到BD．無論快速按下按鈕,還是緩慢按下按鈕,螺線管產(chǎn)生的感應電流大小都相同圖為地磁場磁感線的示意圖,北半球地磁場的豎直分量向下.飛機在我國上空勻速巡航.機翼保持水平,飛行高度不變.由于地磁場的作用,金屬機翼上有電勢差.設飛行員左方機翼末端處的電勢為U1,右方機翼末端處的電勢為U2.下列說法正確的是()A．若飛機從西往東飛,U1比U2高B．若飛機從東往西飛,U2比U1高C．若飛機從南往北飛,U1＝U2D．若飛機從北往南飛,U2比U1高如圖,兩金屬棒ab、cd分別置于兩個異名磁極之間,組成閉合回路.能使cd棒受到向下磁場力的情況是()A．磁極I為S極,磁極Ⅲ為S極,ab棒向左運動B．磁極I為S極,磁極Ⅲ為N極,ab棒向左運動C．磁極I為N極,磁極Ⅲ為N極,ab棒向上運動D．磁極I為N極,磁極Ⅲ為S極,ab棒向下運動二、感應電動勢大小情景圖法拉第電磁感應定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)回路(不一定閉合)一段直導線(或等效成直導線)繞一端轉動的一段導體棒繞與B垂直且在導線框平面內(nèi)的軸轉動的導線框E=nsE＝BLvE＝eq\f(1,2)BL2ωE＝NBSωsin(ωt＋φ0)【特別提醒】①公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求解的是一個回路中某段時間內(nèi)的平均電動勢,在磁通量均勻變化時,瞬時值才等于平均值.②公式E=nsΔBΔt可用于計算平均感應電動勢,此時ΔBΔt為一段時間磁感應強度的平均變化率;也可用于計算瞬時感應電動勢,此時ΔBΔt為某時刻磁感應強度的瞬時變化率,對應B-t圖象中為某點的斜率③有效性：E＝Blv中的l為切割磁感線的導體棒的有效長度,即導體與v垂直的方向上的投影長度.兩個有效長度的區(qū)別圖例E＝Blv中的有效長度l為ab間的直線距離為ab的投影長度lsinβ為ab長l安培力F＝BIl中的有效長度l為ab間的直線距離為ab長l為ab長l④相對性：E＝Blv中的速度v是相對于磁場的速度,若磁場也運動時,應注意速度間的相對關系.如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,OC導體棒的O端位于圓心,棒的中點A位于磁場區(qū)域的邊緣.現(xiàn)使導體棒繞O點在紙面內(nèi)逆時針轉動.O、A、C點電勢分別為φO、φA、φC,則()A．φO＞φCB．φC＞φAC．φO＝φAD．φO﹣φA＝φA﹣φC所示,在虛線區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B,一粗細均勻材質相同的正方形線圈邊長為L,總電阻為R.在外力作用下以速度v進入磁場區(qū)域.則在進入磁場的過程中,a、b兩點間的電勢差為()A．BLvB．14BLvC．34BLvD．如圖所示,我國直升機在北京上空懸停時,長度為L的螺旋槳葉片在水平面內(nèi)順時針勻速轉動(俯視),轉動角速度為ω.該處地磁場的水平分量為Bx,豎直分量為By.葉片的近軸端為a,遠軸端為b.忽略轉軸的尺寸,則葉片中感應電動勢為()A．ByL2ωB．12ByLC．12ByLD．12BxL如圖所示,豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán),半徑為a,總電阻為R(指拉直時兩端的電阻),磁感應強度為B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面,在環(huán)的最高點A用鉸鏈連接長度為2a、電阻為R2的導體棒AB,AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下,當擺到豎直位置時,B點的線速度為v,則這時AB兩端的電壓為(A．Bav3B．Bav6C．2Bav如圖所示是圓盤發(fā)電機的示意圖;銅盤安裝在水平的銅軸上,它的邊緣正好在兩磁極之間,兩塊銅片C、D分別與轉動軸和銅盤的邊緣接觸.若銅盤半徑為L,勻強磁場的磁感應強度為B,回路的總電阻為R,從左往右看,銅盤以角速度ω沿順時針方向勻速轉動.則()A．回路中感應電流大小不變,為BB．回路中感應電流方向不變,為C→R→D→CC．電勢φC＞φDD．由于穿過銅盤的磁通量不變,故回路中無感應電流三、電磁感應中的電路問題(1)解決電磁感應中的電路問題三部曲(2)電源正負極：導體棒可以等效為電源.在外電路,電流從正極流向負極;在電源內(nèi)部,電流從負極流向正極.(如圖甲)(3)雙電源：在分析雙桿切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢時,要注意是同向還是反向,可以根據(jù)切割磁感線產(chǎn)生的感應電流的方向來確定.(如圖乙)圖甲圖乙如圖所示,固定在勻強磁場中的正方形導線框abcd邊長為l,其中ab、cd兩邊是兩根完全相同的均勻電阻絲,其余兩邊是電阻可忽略的導線,勻強磁場的磁感應強度中為B,方向垂直于紙面向里.現(xiàn)有一根與ab完全相同的電阻絲PQ垂直ab放在線框上,以恒定速度v從ad邊滑向bc邊.PQ在滑動過程中與導線框接觸良好,當PQ滑過l2的距離時,PQ兩點間的電勢差為()A．BlvB．Blv3C．Blv2D如圖所示,一個半徑為L的金屬圓盤在水平向右的勻強磁場B中以角速度ω勻速轉動,這樣構成一個法拉第圓盤發(fā)電機.假設其電動勢為E,等效內(nèi)阻為r.下列說法正確的是()A．法拉第圓盤發(fā)電機的電動勢為E＝BL2ωB．流過電阻R的電流方向為C→R→DC．電阻R越大,電源的效率越高D．電源的輸出功率為B如圖甲所示,abcd是匝數(shù)為10匝、邊長為20cm、總電阻為0.4Ω的正方形閉合導線圈,線圈平面垂直與勻強磁場,磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示.下列說法正確的是()A．導線圈中產(chǎn)生的是正弦式交變電流B．2～3s內(nèi)感應電流的方向為adcbaC．在0～2s內(nèi)通過導線橫截面的電荷量為0.2CD．該交流電的電壓有效值為2在如圖甲所示的電路中,電阻R1＝R2＝R,圓形金屬線圈半徑為r1,線圈導線的電阻也為R,半徑為r2(r2＜r1)的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場,磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖乙所示,圖線與橫、縱軸的交點坐標分別為t0和B0,其余導線的電阻不計.t＝0時閉合S,至t1時刻,電路中的電流已穩(wěn)定,下列說法正確的是()A．線圈中產(chǎn)生的感應電動勢的大小為BB．電容器下極板帶負電C．t0時間內(nèi)流過R1的電量為BD．穩(wěn)定后線圈兩端的電壓為2如圖所示,abcd為水平放置的平行"”形光滑金屬導軌,導軌間距為l,bc間電阻為R,其它部分電阻不計.導軌間有垂直于導軌平面向下的勻強磁場,磁感應強度大小為B.金屬桿放置在導軌上,與導軌的接觸點為M、N.并與導軌成θ角,金屬桿以ω的角速度繞N點由圖示位置逆時針勻速轉動到與導軌ab垂直.轉動過程中金屬桿與導軌始終接觸良好,金屬桿電阻忽略不計,則在金屬桿轉動過程中()A．M、N兩點電勢相等B．金屬桿中感應電流的方向由M流向NC．電路中感應電流的大小始終為BD．電路中通過的電荷量為B四、求電荷量的三種方法：q＝t→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(I＝\f(E,R),E＝n\f(ΔΦ,Δt)?q＝n\f(ΔΦ,R總)＝n\f(BLΔx,R總),FA＝BIL,FA·Δt＝Δp?q＝\f(Δp,BL)))半徑為l的圓形金屬導軌固定在水平面上,一根長也為l、電阻為r的金屬棒OC一端與導軌接觸良好,另一端固定在圓心處的導電轉軸上,由電動機帶動順時針旋轉(從上往下看),在金屬導軌區(qū)域內(nèi)存在大小為B、方向豎直向上的勻強磁場.從圓形金屬導軌及轉軸通過電刷引出導線連接成如圖所示的電路,燈泡電阻為R,轉軸以ω的角速度勻速轉動,不計其余電阻,則()A．C點電勢比O點電勢高B．電動勢大小為Bωl2C．棒OC每旋轉一圈通過燈泡的電量為πBD．燈泡消耗的電功率是B(多選)如圖所示,兩條平行光滑金屬導軌水平固定,勻強磁場與導軌平面垂直,磁感應強度大小為B,兩導軌間距為L,導軌之間接一阻值為R的定值電阻,金屬棒緊貼導軌靜止放置.現(xiàn)給靜止的金屬棒施加一個水平向右的變力F,初始時刻F的值為F0,勻加速運動t時間,F增大到最大值3F0后不再變化,金屬棒最后做勻速運動.金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好,金屬棒及導軌的電阻不計,下列說法正確的是()A．金屬棒做勻速運動的速度等于其做勻加速運動的末速度B．金屬棒做勻速運動的速度是其做勻加速運動的末速度的2倍C．金屬棒做勻加速運動的加速度大小為2D．在0～t時間內(nèi),通過回路某一橫截面的電荷量為F(多選)如圖是學生常用的飯卡內(nèi)部實物圖,其由線圈和芯片電路組成.當飯卡處于感應區(qū)域時,會在線圈中產(chǎn)生感應電流來驅動芯片工作.已知線圈面積為S,共n匝,回路總電阻為R.某次刷卡時,線圈平面與磁感應強度方向垂直,且全部處于磁場區(qū)域內(nèi),在感應時間t內(nèi),磁感應強度由0增大到B,此過程中()A．線圈有擴張的趨勢B．通過線圈平面的磁通量變化量為nBSC．線圈的平均感應電動勢為nBSD．通過導線某截面的電荷量為nBS(多選)2022年6月17日,我國第三艘航母福建艦正式下水,如圖甲所示,福建艦配備了目前世界上最先進的電磁彈射系統(tǒng).電磁彈射系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案有多種,并且十分復雜.一種簡化的物理模型如圖乙所示,電源和一對足夠長平行金屬導軌M、N分別通過單刀雙擲開關K與電容器相連.電源的電動勢E＝6V,內(nèi)阻不計.兩條足夠長的導軌相距L＝0.2m且水平放置處于磁感應強度B＝0.5T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面且豎直向下,電容器的電容C＝10F.現(xiàn)將一質量為m＝0.1kg,電阻R＝1Ω的金屬滑塊垂直放置于導軌的滑槽內(nèi),分別與兩導軌良好接觸.將開關K置于a讓電容器充電,充電結束后,再將K置于b,金屬滑塊會在電磁力的驅動下運動.不計導軌和電路其他部分的電阻,不計電容器充、放電過程中電磁輻射和導軌產(chǎn)生的磁場對滑塊的作用,忽略金屬滑塊運動過程中的一切摩擦阻力.下列說法正確的是()A．開關K置于b后,金屬塊先做加速運動、后做減速運動B．開關K置于b的瞬間,金屬滑塊的加速度大小為6m/s2C．開關K置于b后,金屬滑塊獲得的最大速度大小為30m/sD．開關K置于b后,電容器最終帶電量為零(多選)如圖所示,固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場.長為l的金屬棒,一端與圓環(huán)接觸良好,另一端固定在豎直導電轉軸OO'上,隨軸以角速度ω勻速轉動.在圓環(huán)的A點和電刷間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為d的平行板電容器,有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止狀態(tài).已知重力加速度為g,不計其他電阻和摩擦,下列說法正確的是()A．棒產(chǎn)生的電動勢為1B．微粒的電荷量與質量之比為2C．電阻消耗的電功率為πD．電容器所帶的電荷量為CBlω五、電磁感應中處理變加速運動的兩種方法：【注】對于力隨時間或力隨位移線性變化的情況,可以畫出F-x或F-t圖象,則圖象圍成的面積代表該力的功或者沖量.六、電磁感應中的兩條重要關系：如圖所示,方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行且光滑的金屬導軌,導體棒ab的質量為m、電阻為2R,導體棒cd的質量為2m、電阻為R,均靜止在導軌上,現(xiàn)給導體棒ab以初速度v0向右滑動.運動過程中,導體棒ab、cd始終與導軌垂直并接觸良好,關于導體棒ab、cd組成的系統(tǒng),下列說法正確的是()A．動量守恒,機械能守恒B．動量不守恒,機械能守恒C．動量守恒,機械能不守恒D．動量不守恒,機械能不守恒(多選)如圖所示,兩條足夠長的光滑導軌放在水平面上,導軌的電阻不計,以圖中的虛線為界左右兩部分導軌分別處于豎直向下和豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度的大小均為B,兩個磁場中分別有長度與軌道間距相同的導體棒1和2靜止在導軌上,兩導體棒的電阻相同,導體棒1的質量為m,導體棒2的質量為2m,如果某時刻導體棒1獲得向右的速度v0,經(jīng)過一段時間t后兩導體棒的速度達到穩(wěn)定,從開始到穩(wěn)定的時間t內(nèi)兩棒的位移的大小分別為x1和x2,則下列說法中正確的是()A．導體棒1和導體棒2組成的系統(tǒng)動量守恒B．穩(wěn)定時兩棒的速度大小均為vC．x1+2x2＝v0tD．x1+x2＝v0t(多選)如圖所示,兩根光滑足夠長且電阻不計的平行金屬導軌MNPQ和M1N1P1Q1,固定水在平面上,MN與M1N1距離為2l,PQ與P1Q1距離為l.金屬棒a和b的質量分別為2m和m、長度分別為2l與l,金屬棒a、b分別垂直放在導軌MM1和PP1上,靜止在導軌上.整個裝置處于豎直向下的、磁感應強度為B的勻強磁場中.現(xiàn)a棒獲得水平向右初速度v0,兩棒運動時始終保持平行且a總在MNM1N1上運動,b總在PQP1Q1上運動,經(jīng)過足夠長時間后,下列說法正確的()A．金屬棒a流過的電荷量是2B．金屬棒a和b均做加速度相同的勻加速直線運動C．金屬棒a和b均做速度相等的勻速直線運動D．回路感應電動勢為零(多選)如圖所示,水平放置的平行光滑導軌,間距為L,左側接有電阻R,導體棒AB質量為m,電阻不計,向右運動的初速度為v0,勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直軌道平面向下,導軌足夠長且電阻不計,導體棒從開始運動至停下來,下列說法正確的是()A．導體棒AB內(nèi)有電流通過,方向是B→AB．磁場對導體棒AB的作用力水平向右C．通過導體棒的電荷量為mD．導體棒在導軌上運動的最大距離為m如圖所示,在水平面上有兩條導電導軌MN、PQ,導軌間距為d,勻強磁場垂直于紙面向里,磁感應強度的大小為B,兩根完全相同的金屬桿1、2間隔一定的距離放在導軌上,且與導軌垂直.它們的電阻均為R,兩桿與導軌接觸良好,導軌電阻不計,金屬桿的摩擦不計.桿1以初速度v0滑向桿2,為使兩桿不相碰,則桿2