2018版高考物理二輪復(fù)習(xí)第1部分專題整合突破專題限時集訓(xùn)11電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用

1、專題限時集訓(xùn)（十一）電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用（對應(yīng)學(xué)生用書第 137 頁）（限時：40 分鐘）、選擇題（本題共 8 小題，每小題 6 分.在每小題給出的四個選項中，第 15 題只有一項符合題目要求，第 68 題有多項符合題目要求全部選對的得6 分，選對但不全的得 3分，有選錯的得 0 分）1. （2016 河南重點中學(xué)聯(lián)考）如圖 11-21 甲所示，絕緣的水平桌面上放置一金屬圓環(huán)，在A. 從上往下看，01 s 內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時針方向B. 01 s 內(nèi)圓環(huán)面積有擴(kuò)張的趨勢C. 第 3 s 末圓環(huán)對桌面的壓力小于圓環(huán)的重力D. 12 s 內(nèi)和 23 s 內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反/A 由圖乙知

2、，01s 內(nèi)螺線管中電流逐漸增大，穿過圓環(huán)向上的磁通量增大，由 厶yj楞次定律知圓環(huán)中感應(yīng)電流的磁場向下，圓環(huán)面積有縮小的趨勢，從上往下看，01s 內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時針方向，選項 A 正確，B 錯誤；同理可得 12 s 內(nèi)和 2A.廠3 s 內(nèi)圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向相同，選項D 錯誤；第 3 s 末電流的變化率為 0,螺線Jr ）管中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為 0,在圓環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓環(huán)對桌面的壓力等于圓環(huán)的重力，選項 C 錯誤.2. （2016 咸陽二模）如圖 11-22 所示，一呈半正弦形狀的閉合線框abc,ac=l，勻速穿過邊界寬度也為I的相鄰磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，整個過

3、程線框中感應(yīng)電流圖象為（取順時針方向為正方向）（）【導(dǎo)學(xué)號：19624141】圓環(huán)的正上方放置一個螺線管,流入為正，以下說法正確的是a端乙圖 11-212圖 11-223B 線框從左邊磁場進(jìn)入右邊磁場的過程中，兩邊都切割磁感線，磁通量變化得更快，感應(yīng)電動勢更大，感應(yīng)電流方向沿逆時針，為負(fù)，選項B 正確.3. （2016 北京高考）如圖 11-23 所示，勻強(qiáng)磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增大.兩圓環(huán)半徑之比為 2： 1,圓環(huán)中產(chǎn)生的由楞次定律知，題中圓環(huán)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，（R2順時針方向.由法拉第電磁感應(yīng)定律知E= _= BS=

4、BAn,由于兩圓環(huán)半徑tt之比R：Rb= 2 ： 1,所以W：Eb= 4 ： 1,選項 B 正確.y*4. （2017 衡水市冀州中學(xué)一模）如圖 11-24 甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN PQ所在平面與vVVV1*水平面成B角，M P兩端接一電阻R,整個裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁 場中.t= 0 時對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F,使金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動，金屬棒電阻為r，導(dǎo)軌電阻忽略不計已知通過電阻R的感應(yīng)電流I隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示下列關(guān)于棒運(yùn)動速度v、外力F、流過R的電量q以及閉合回路中磁通量的變化率隨時間變化的圖象正確的是（）t【導(dǎo)學(xué)號：19624142】感應(yīng)電

5、動勢分別為 曰和Eb.不考慮兩圓環(huán)間的相互影響.下列說法正確的是D.故感應(yīng)電流沿ABA.B.C.感應(yīng)電流均沿順時針方向Ea:Eb= 2 : 1,4B 根據(jù)如圖乙所示的l-t圖象可知I=kt，其中k為比例系數(shù)，由閉合電路歐姆定Ek R+r律可得：丨=RTr=kt，可推出：E=kt(R+r)，由E=BLv,所以v=瓦t,v-t運(yùn)動，即v=at,故 A 錯誤;故 B 正確;而I=皐，v=at得到F=+m才min0,rr可見F-t圖象是一條斜率大于零且與F軸正半軸有交點的直線，故 C 錯誤;12BL2atBLa2q= I t= =t2,q-t圖象是一條開口向上的拋物線，故D 錯rR+rLR+r5. （

6、2017 溫州中學(xué)模擬）如圖 11-25 所示，在水平界面EF GH JK間，分布著兩個勻強(qiáng)磁場，兩磁場方向水平且相反，大小均為B，兩磁場高均為L，寬度無限一個框面與磁場方向垂直、質(zhì)量為m電阻為R邊長也為L的正方形金屬框abed，從某一高度由靜止釋放，當(dāng)ab邊剛進(jìn)入第一個磁場時， 金屬框恰好做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)ab邊下落到GH和JK之間的某位置時，又恰好開始做勻速直線運(yùn)動. 整個過程中空氣阻力不計. 則（）圖象是一條過原點斜率大于零的直線,說明了導(dǎo)體棒做的是初速度為零的勻加速直線 ，所以有：h =kt（R+r），二匸-t圖象是一條過原點斜率大于零的直線,對導(dǎo)體棒在沿導(dǎo)軌方向列出動力學(xué)方程F-BI

7、Lmin0 =ma5圖 11-25A.金屬框穿過勻強(qiáng)磁場過程中，所受的安培力保持不變B.金屬框從ab邊始進(jìn)入第一個磁場至ab邊剛到達(dá)第二個磁場下邊界JK過程中產(chǎn)生的熱量為 2mgL2mgRC.金屬框開始下落時ab邊距EF邊界的距離h= 紿6D.當(dāng)ab邊下落到GH和JK之間做勻速運(yùn)動的速度mgRV2= 4BL2D 線框向下運(yùn)動，由楞次定律可知，安培力總是阻礙線框的運(yùn)動，線框受到的安培力方向與運(yùn)動方向相反，即線框受到的安培力方向始終向上，所受安培力方向始終保持不變，但是安培力大小隨速度的變化而變化，即安培力要發(fā)生變化，故 A 錯誤；設(shè)金屬框ab邊剛進(jìn)入磁場時的速度為vi，當(dāng)ab邊下落到GH和JK之

8、間的某位置時，又 恰好開始做勻速直線運(yùn)動的速度為V2,由題意知，V2:故 B 錯誤；tit2時間內(nèi)線圈產(chǎn)生的2R2ti感應(yīng)電動勢E=n=n S,根據(jù)閉合電路的歐姆定律I=t 12112Ra一R故 C 正確；tit2時間內(nèi)，磁通量減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流沿順時針方向，線圈相當(dāng)于電源，上端為負(fù)極，下端為正極，所以P端電勢低于Q端電勢，故 D 錯誤.鍛吊也這（20i7 -溫州中學(xué)模擬）如圖甲所示，在傾角為0的光滑斜面內(nèi)分布著垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示質(zhì)量為m的矩形金屬AB tit3時間內(nèi)穿過線圈的磁通量先向上減小，后向下增加，根據(jù)楞次定律可知， 金屬框中的電流

9、方向不變，選項 A 正確；0t3時間內(nèi)金屬框所受安培力的合力為零，則所受的合力為重力沿斜面向下的分力，做勻加速直線運(yùn)動，選項B 正確，C 錯誤；0t3時間內(nèi)金屬框運(yùn)動的加速度為gsin0，故機(jī)械能無損失，故線框中產(chǎn)生的焦i2耳熱不等于mgLin0 2mv,選項 D 錯誤.7. （20i7 高三第一次全國大聯(lián)考）如圖 ii-27 所示，兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直 放置，兩導(dǎo)軌上端接有電阻R（其余電阻不計），虛線MM和NN之間有垂直于導(dǎo)軌平面 向外的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,虛線NN和PP之間也有垂直于導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（B）.現(xiàn)將質(zhì)量為m的金屬桿ab,從MM框

10、從t= 0 時刻靜止釋放，13時刻的速度為v,移動的距離為L,重力加速度為g.在金屬A.B.C.D.tit3時間內(nèi)0t3時間內(nèi)金屬框做勻加速直線運(yùn)動0t3時間內(nèi)金屬框做加速度逐漸減小的直線運(yùn)動013時間內(nèi)金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為mgLin框下滑的過程8上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸，且始終保持水平，9已知ab棒到達(dá)NN和PP之前已經(jīng)勻速運(yùn)動. 則ab棒從MM運(yùn)動到PP這段時間內(nèi) 的v-t圖可能正確的是（）【導(dǎo)學(xué)號：19624144】圖 11-270t 0ADBC 導(dǎo)體棒ab到MM切割磁感線運(yùn)動時，若安培力大于重力，導(dǎo)體棒做加速度減小的減速運(yùn)動，若安培力等于重力， 導(dǎo)體

11、棒一直做勻速運(yùn)動， 若安培力小于重力， 則 做加速度減小的加速運(yùn)動；當(dāng)導(dǎo)體棒ab到NN時，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，安培力變小，小于重力，導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動可知B C 正確，AD 錯誤.8 2017 高三第一次全國大聯(lián)考（江蘇卷）如圖 11-28 所示，在水平面上有兩條足夠長的 平行光滑金屬導(dǎo)軌MN PQ導(dǎo)軌間距為d,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面向下，磁感 應(yīng)強(qiáng)度大小為B兩根金屬桿間隔一定的距離擺放在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌垂直，已知兩金屬桿質(zhì)量均為m電阻均為R,兩桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，現(xiàn)將桿 1 以初速度Vo向右滑向桿 2，在運(yùn)動過程中兩桿始終不碰撞，則（）XMXXX K x JXXX

12、 VQXXXXXXXXXX圖 11-28A.桿 1 將做勻減速運(yùn)動，桿2 將做勻加速運(yùn)動B. 桿 1、桿 2 最終均以速度 0.5V。做勻速運(yùn)動1012C. 桿 1 上總共產(chǎn)生1mv的熱量8D.通過桿 2 上的電荷量為mv2BdBCD 桿 1 向右運(yùn)動時，由于切割磁感線，回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流， 在安培力的作用 下，桿 1做減速運(yùn)動，桿 2 做加速運(yùn)動，由于桿的速度變化，回路中的感應(yīng)電動勢變 化，感應(yīng)電流隨著變化，導(dǎo)致兩桿所受安培力大小發(fā)生變化，加速度大小隨之改變， 故選項 A 錯誤；由于兩桿所受安培力等大反向，兩桿所組成的系統(tǒng)動量守恒，由mv=mv+mu最終兩桿速度相等時，桿間距不再變化，感應(yīng)

13、電流隨之消失，即V1=V2,可得V1=V2= 0.5Vo,故選項 B 正確；兩桿中電流時刻相等， 桿相同，因此兩桿產(chǎn)生的121212熱量相等，根據(jù)能量守恒定律可知，2Q=-mV 2X訂mv,解得Q= mV，故選項 C 正2 2 8確；根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式可知，通過桿2 上的電荷量為：q= It，根據(jù)加速度定義VVo,一 F式可知：a =-廠=五,由牛頓第二定律可知：a =,由安培力大小計算公式有：F=T dB,解得：mv丄十心q=2Bd，故選項 D 正確.二、計算題（本題共 2 小題，共 32 分）9. （14 分）（2017 南通模擬）如圖 11-29 所示，一無限長的光滑金屬平行導(dǎo)軌置于磁

14、場強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌平面豎直且與地面絕緣，導(dǎo)軌上M N間接一電阻R P、Q端接一對沿水平方向的平行金屬板，導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上，其電阻為 3R導(dǎo)軌電阻不計，棒長為L，平行金屬板間距為d.今讓導(dǎo)體棒通過定滑輪在一物塊拉動下開始運(yùn)動，穩(wěn)定后棒的速度為V，不計一切摩擦阻力.此時有一帶電量為q的液（1）棒向右運(yùn)動的速度V；物塊的質(zhì)量 m【導(dǎo)學(xué)號：19624145】【解析】（1）設(shè)平行金屬板間電壓為 U.液滴在平行金屬板間做勻速圓周運(yùn)動,滴恰能在兩板間做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，且速率也為v.求:11重力與電場力必定平衡，設(shè)液滴質(zhì)量為m.則有：qU=mg12,v由qvB=mo

15、 -, r聯(lián)立解得：U=鄴v則棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:U4gdrBE=R (R+3旳=面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻.質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域MNP的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B方向豎直向下.當(dāng)該磁場區(qū)域以速度地向右掃過金屬桿后， 金屬桿的速度變?yōu)閂.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計， 導(dǎo)軌光滑且足夠長，桿在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求:圖 11-30（1）MN剛掃過金屬桿時，桿中感應(yīng)電流的大小I;MN剛掃過金屬桿時，桿的加速度大小a；（3）PQ剛要離開金屬桿時，感應(yīng)電流的功率P.【導(dǎo)學(xué)號：19624146】10.grdL.由E=BLv，得：v= 2棒中電流為：I=UgdrBvRab棒勻速運(yùn)動，外力與安培力平衡，則有:而外力等于物塊的重力，即為:【答案】（1）2解得：m=（18 分）（2017 江蘇高考）如圖gdr