2019高考物理二輪復習 專題限時集訓（十）電磁感應(yīng)_1

1、2019高考物理二輪復習 專題限時集訓（十）電磁感應(yīng)專題限時集訓（十）電磁感應(yīng)1.如圖Z10-1甲所示,電路的左側(cè)是一個電容為C的電容器,電路的右側(cè)是一個單匝環(huán)形導體,環(huán)形導體所圍的面積為S,在環(huán)形導體中有一垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示.在0t0時間內(nèi),電容器()圖Z10-1A.上極板帶正電,所帶電荷量為B.上極板帶正電,所帶電荷量為C.上極板帶負電,所帶電荷量為D.上極板帶負電,所帶電荷量為2.如圖Z10-2所示,虛線右側(cè)空間有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,直角扇形導線框OMN的半徑為l,電阻為R,繞垂直于紙面的軸O以角速度順時針勻

2、速轉(zhuǎn)動.設(shè)線框中感應(yīng)電流的方向以O(shè)MNO為正,線框處于圖示位置為計時零點.圖Z10-3中能正確表示線框轉(zhuǎn)動一周過程中感應(yīng)電流變化情況的是()圖Z10-2圖Z10-33.如圖Z10-4所示,兩寬度均為a的水平勻強磁場區(qū)域相距為4a,一個邊長為a的正方形金屬線框從磁場上方距離為a處由靜止自由下落,進入上方和下方的勻強磁場時都恰好做勻速直線運動.已知下落過程中線框平面始終在豎直平面內(nèi),則下列說法正確的是()圖Z10-4A.線框在穿過上、下兩個磁場的過程中產(chǎn)生的電能之比為12B.線框在上、下兩個磁場中勻速運動的速度之比為14C.線框在穿過上、下兩個磁場的過程中產(chǎn)生的電流之比為1D.上、下兩個磁場的磁感

3、應(yīng)強度之比為14.(多選)將一總電阻為1、匝數(shù)n=4的線圈放在勻強磁場中,已知磁場方向垂直于線圈平面,從某時刻起穿過線圈的磁通量按圖Z10-5所示規(guī)律變化,則()圖Z10-5A.在08s內(nèi)與810s內(nèi)線圈中的電流方向相同B.在08s內(nèi)通過線圈截面的電荷量為8CC.在810s內(nèi)線圈中感應(yīng)電動勢為1VD.線圈中產(chǎn)生的交變電流的有效值為2A5.(多選)如圖Z10-6甲所示的電路中,螺線管匝數(shù)為n,橫截面積為S,總電阻為r,外接電阻的阻值為R,電容器的電容為C.閉合開關(guān),在一段時間內(nèi),穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化,0內(nèi)磁場方向如圖甲所示,則()圖Z10-6A.0內(nèi)與T內(nèi)螺線管中

4、的感應(yīng)電流方向相反B.0內(nèi)與T內(nèi)螺線管中的感應(yīng)電動勢大小都是C.電阻R兩端的電壓是D.電容器C的下極板始終帶正電,且所帶電荷量是6.(多選)如圖Z10-7甲所示,兩根足夠長的粗糙平行金屬導軌MN、PQ固定在同一絕緣水平面上,兩導軌間距為d=0.2m,導軌電阻忽略不計,M、P端連接一阻值R=0.5的電阻.有一質(zhì)量m=0.08kg、阻值r=0.5的金屬棒ab垂直于導軌放在兩導軌上,棒離R的距離為L=2m,棒與導軌接觸良好.整個裝置處于一豎直方向的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小隨時間變化的情況如圖乙所示.已知棒與導軌間的動摩擦因數(shù)=0.01,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2.下列說法正確的

5、是()圖Z10-7A.棒ab相對于導軌靜止時,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為0.2VB.棒ab相對于導軌靜止時,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0.02AC.經(jīng)過40s棒ab開始運動D.在04.0s時間內(nèi)通過R的電荷量q為0.8C7.(多選)如圖Z10-8所示,半徑為r、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)用一根長為L的絕緣輕細桿懸掛于O1點,桿所在直線過圓環(huán)圓心,在O1點的正下方有一半徑為L+2r的圓形勻強磁場區(qū)域,其圓心O2與O1點在同一豎直線上,O1點在圓形磁場區(qū)域邊界上,磁感應(yīng)強度為B.現(xiàn)使絕緣輕細桿從水平位置由靜止釋放,下擺過程中金屬圓環(huán)所在平面始終與磁場垂直,已知重力加速度為g,不計空氣阻力及摩擦阻力,則

6、()圖Z10-8A.圓環(huán)最終會靜止在O1點的正下方B.圓環(huán)第一次進入磁場的過程中通過圓環(huán)的電荷量大小為C.圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mg(L+2r)D.圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mg(L+r)8.如圖Z10-9所示,豎直放置的兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距為L,導軌的上端與電源(串有一滑動變阻器R)、定值電阻、電容器(原來不帶電)和開關(guān)S相連.整個空間充滿了垂直于導軌平面向外的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度的大小為B.一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬棒ab橫跨在導軌上.已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,電容器的電容為C,定值電阻的阻值為R0,不計導軌的電阻.(1)當S接1時,金屬棒ab在磁場中恰好保持

7、靜止,則滑動變阻器接入電路的阻值R多大?(2)當S接2時,金屬棒ab由靜止開始下落,下落距離s時達到穩(wěn)定速度,則此穩(wěn)定速度的大小為多少?下落距離s的過程中所需的時間為多少?(3)先把開關(guān)S接2,待ab達到穩(wěn)定速度后,再將開關(guān)S接3.試通過推導說明ab棒此后的運動性質(zhì).圖Z10-99.如圖Z10-10甲所示MN、PQ兩條平行的光滑金屬導軌與水平面成=30角固定,N、Q之間接電阻箱R,導軌所在空間存在勻強磁場,磁場方向垂直于導軌所在平面向上,磁感應(yīng)強度為B=0.5T.質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在導軌上,其接入電路的電阻為r.現(xiàn)由靜止釋放桿ab,測得桿的最大速度為v.改變電阻箱的阻值R,得到v與R

8、之間的關(guān)系如圖乙所示.已知導軌間距為L=2m,重力加速度g取10m/s2,導軌足夠長且電阻不計.(1)當R=0時,求桿ab勻速下滑過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E的大小及桿中的電流方向;(2)求金屬桿的質(zhì)量m及阻值r;(3)當R=4時,求回路瞬時電功率每增加1W的過程中合外力對桿做的功W.圖Z10-10專題限時集訓(十)1.A解析由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=,由楞次定律,可得電容器上極板帶正電,所帶電荷量為Q=CE=,選項A正確.2.A解析由圖示位置轉(zhuǎn)第1個90角過程,OM轉(zhuǎn)動切割磁感線,感應(yīng)電動勢恒定,E=Bl2,由右手定則可知電流方向為正;轉(zhuǎn)第3個90角過程,ON轉(zhuǎn)動切割磁感線,感應(yīng)電動勢恒定,E=

9、Bl2,由右手定則可知電流方向為負,選項A正確.3.C解析由于在兩個磁場中均做勻速直線運動,根據(jù)能量守恒定律可知,線框在穿過兩個磁場的過程中產(chǎn)生的電能之比為11,選項A錯誤;由自由落體運動規(guī)律可得,線框在上方磁場中的速度為v1=,在下方磁場中的速度為v2=2,所以v1v2=12,選項B錯誤;由線框在磁場中做勻速直線運動可知,mg=,故上、下兩個磁場的磁感應(yīng)強度之比為1,選項D錯誤;線框穿過磁場的過程中產(chǎn)生的電流I=,故線框在穿過上、下兩個磁場過程中產(chǎn)生的電流之比為1,選項C正確.4.BD解析由楞次定律可以判斷,08s內(nèi)與810s內(nèi)線圈中的電流方向改變,選項A錯誤;在08s內(nèi),q=I1t=t=n

10、=8C,選項B正確;在810s內(nèi),感應(yīng)電動勢E2=n=4V,選項C錯誤;根據(jù)電流的熱效應(yīng)可知,t1+t2=I2R(t1+t2),其中t1=8s,t2=2s,解得I=2A,選項D正確.5.BD解析0T內(nèi)磁通量的變化率不變,感應(yīng)電流方向不變,感應(yīng)電動勢的大小恒定,且E=nS=,選項A錯誤,B正確;R兩端的電壓U=,電容器所帶的電荷量Q=CU=,由楞次定律可得,電容器的下極板始終帶正電,選項C錯誤,D正確.6.BC解析由法拉第電磁感應(yīng)定律得,電動勢E=S=0.02V,選項A錯誤;由閉合電路歐姆定律得,電流I=0.02A,選項B正確;棒開始運動時,滿足mg=tId,解得t=40s,選項C正確;電荷量q

11、=It=0.08C,選項D錯誤.7.BC解析圓環(huán)在進或出磁場時,因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流,機械能減小,最后圓環(huán)整體剛好在磁場中往復運動,機械能不變,不會離開磁場,也不會靜止在最低點,選項A錯誤;圓環(huán)第一次進入磁場的過程中,通過圓環(huán)的電荷量q=t=,選項B正確;由幾何關(guān)系知,當圓環(huán)恰好全部位于磁場中時,與開始相比,重心下降高度h=(L+2r),由能量守恒定律知,整個運動過程產(chǎn)生的焦耳熱Q=mgh=mg(L+2r),選項C正確,D錯誤.8.(1)-r(2)+(3)做勻加速直線運動解析(1)由平衡條件得BIL=mg其中I=解得R=-r(2)由平衡條件得mg=解得v=由動量定理得mgt-BLt=mv,其中t=q=解得t=+(3)S接3后,充電電流為I=CBL=CBLamg-BIL=ma可得a=常量,所以ab棒做勻加速直線運動,電流是恒定的.9.(1)3V從b到a(2)0.2kg3(3)0.7J解析(1)由圖可知,當R=0時,桿最終以v=3m/s的速度勻速運動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動