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

1、 熱點 11 電磁感應(yīng)問題分析 （建議用時：20 分鐘） 1 某空間中存在一個有豎直邊界的水平方向的勻強磁場區(qū)域， 現(xiàn)將一個等腰梯形閉合導(dǎo)線圈從圖示位置垂直于磁場方向以速度 v 勻 速拉過磁場區(qū)域，尺寸如圖所示，取向右為力的正方向.下圖中能正 確反映該過程中線圈所受安培力 F 隨時間 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.質(zhì)量為 m 的金屬細桿靜止在傾斜導(dǎo)軌底端， 與導(dǎo)軌接觸良好， 電阻為 r整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中， 磁感 應(yīng)

2、強度隨時間變化關(guān)系為 B= Bo + kt（k0），在桿運動前，以下說法正確的是 （ ） 2 A .穿過回路的磁通量為 2（Bo + kt）L B .流過導(dǎo)體棒的電流方向為由 b 到 a D .細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 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勻速向左運動，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)強度大小為 B= 0.5 T、方向豎直向下的勻強磁場. 列說法中正確

3、的是（ ） A .導(dǎo)體棒 ab 中電流的方向為由 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)強度大小均為 B.圓環(huán)在加速下滑過程中某一時刻的速度為 v，忽略電感 的影響，則（ ） 運動，則下列說法正確的是 （ ） A .此時在圓環(huán)中產(chǎn)生了 （俯視）順時針方向的感

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.此時圓環(huán)的加速度 a = p d D .如果徑向磁場足夠長，則圓環(huán)的最大速度 5. （多選） 如圖所示，足夠長的光滑水平直導(dǎo)軌的間距為 I，電阻不 計，垂直軌道平面有磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場，導(dǎo)軌上相隔一定距 R, b為 2m,電阻為 2R,現(xiàn)給 a 棒一個水平向右的初速度 vo,已知 a 棒在以后的運動過程中沒有與 b 棒發(fā)生碰撞，當 a 棒的速度減為 詈時, b 棒剛好碰到了障礙物立即停止運動，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 棒停止運動前 b 棒產(chǎn)生的焦耳熱為

5、2 Qb 24mvo C. b 棒停止運動后, a 棒繼續(xù)滑行的距離為 3mvoR TT 2B I mvoR F2 2B I D. b 棒停止運動后, a 棒繼續(xù)滑行的距離為 當?shù)氐闹亓?熱點 11 電磁感應(yīng)問題分析A 剛釋放線框的瞬間，線框的加速度為 mg M B .細繩拉力的最小值為 Mmg M + m C.線框恰全部進入磁場時，產(chǎn)生的熱量等于 2 2 2 （m+ M） m g R mgl - 2B4廠 D .線框有一半進入磁場時與線框 AD 邊剛進入磁場時 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、道左端通過一個單刀雙擲開關(guān)與一個電 容器和一個阻值為 R 的電阻連接，勻強磁場的方向與軌道平面垂 直，磁感應(yīng)強度大小為 B,電容器的電容為 C,金屬軌道和導(dǎo)體棒 的電阻不計.現(xiàn)將開關(guān)撥向 “1；導(dǎo)體棒 MN 在水平向右的恒力 F 作用下由靜止開始運動，經(jīng) 時間 to后，將開關(guān) S 撥向 “2；再經(jīng)時間 t，導(dǎo)體棒 MN 恰好開始勻速向右運動.下列說法正 確的是（ A .開關(guān)撥向“1 時，金屬棒做加速度逐漸減小的加速運動 B . to時刻電容器所帶的電荷量為 CBLFto 2 m+ CB L C.開關(guān)撥向“ 2 后，導(dǎo)體棒勻速運動的速率為 BP D .開關(guān)撥向“ 2 后 t 時間內(nèi)，導(dǎo)體棒通過的

7、位移為 t + m+m2L2-Bp 8.侈選）如圖，MN 和 PQ 是電阻不計的平行金屬導(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)強度大小為 B 的勻強磁場.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，到達磁場右邊界處恰好停止.已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(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，則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中 （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度為 I，則安培力的大小為 F 2 2 =空上，方向一直沿 x軸負方向.在 0L這段時間內(nèi)，有效長度 I增大，所以 F 增大且 F t R v I 21 圖線的斜率的絕對值增大；在 v2I這段時間內(nèi)，有效長度1 = L 不變，所以F大小不變且t= 時刻 F 突然變??；在2131這段時間內(nèi)，有效長度 I增大，所以 F 增大且 F t 圖線的斜率 v v v 的絕對值增大綜上所述， A 項正確. 2. 解析：選 BC.由二 BS效=(

9、Bo+ kt) (L2+ L2COS37 ) = 1.8(Bo+ kt)L2，故 A 錯誤；磁感 應(yīng)強度均勻增大，產(chǎn)生的感生電動勢，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針方向，即電流方向為從 b 到 a, B 正確；因感應(yīng)電流大小恒定， 則細桿所受的安培力 F = BIL 因 B 逐漸增大而增大，由左手定則知方向水平向右，對桿，由平 衡知識可得 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 誤. 3. 解析：選 BD.由右手定則可知導(dǎo)體棒 ab 中電流的方向為由 a 到 b, A 錯誤；感應(yīng)電動 R 勢 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 間電阻中沒有電流流過，故 Ude= = 0,所以 Ufe= Ucd= 1 V , C 錯誤，D 正確. 4. 解析：選 AD.由右手定則可以判斷感應(yīng)電流的方向為 (俯視)順時針方向，選項 A 正確； 由左手定則可以判斷，此時圓環(huán)受到的安培力向上，選項 B 錯誤；由牛頓第二定律可得加速 2 度

11、 a = -= g v，選項 C 錯誤；當重力等于安培力時速度達到最大，可得 vm=p2dg m p d B 選項 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)動量守恒，則 mv0= m + 2mv2,解得 v?=羅，所以選項 A 錯誤；在 b 棒停止運動前，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 B 正確；a 棒單獨向右滑行的過程中，當其速度為 v 時, 2 2 B I F安=BI1 = 3R v，根

12、據(jù)動量定理有一 B?/ 、 B2|2 B3v - t =E (m - A v),可得3x= m, b 棒停止運動后 所以選項 C 正確，D 錯誤. 所受的F安厶 t = mv，所以有刀 a 棒繼續(xù)前進的距離 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 8 解析：選 CD.由機械能守恒定律知，金屬棒沿光滑導(dǎo)軌下滑, 棒到達磁場左邊界時速度 v= 2gh,金屬棒以初速度 v 進入磁場區(qū)域切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng) BLh，選項 A 錯誤；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 B 錯誤；由 E = ，丨=呂，q =丨蟲, LS. 2R =BLd,聯(lián)立解得通過金屬棒的電荷量 q =緊，選項 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，T=孵進入磁場后加速度變小，故拉力變大, 因此釋放瞬間細繩拉力最小值為T =牆；當全部進入磁場時，T = mg，T = FA，產(chǎn)生的電動 勢為 E= Blv，電路中的電流 1= E, FA = BIl，可得勻速時速度 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 邊剛進入磁場時，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.開關(guān)撥向“1 時，設(shè)在極短時間 t 內(nèi)流過導(dǎo)體棒的電荷量為 Q , 則電 路中的瞬時電流為 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 瞬時加速度為 a = 匸嚴,由于加速度表達式中的各個物理量都不隨時間、 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動，選項 A 錯誤.to時刻導(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 B 正確.由 F安=BIL , I = E, E= BLv，聯(lián)立解得 F安=，開關(guān)撥向“2 后，導(dǎo)體棒勻速 R R FR 運動時，有 F = F安，解得v = BL2,選項 C 正確.開關(guān)撥向“