2018屆高考物理熱點(diǎn)專項(xiàng)練習(xí)十電磁感應(yīng)

1、高考熱點(diǎn)專項(xiàng)練(十)電磁感應(yīng)熱點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的圖象問題1(2015山東理綜19)如圖甲，R0為定值電阻，兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi)。左端連接在一周期為T0的正弦交流電源上，經(jīng)二極管整流后，通過R0的電流i始終向左，其大小按圖乙所示規(guī)律變化。規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢(shì)高于b端時(shí)，a、b間的電壓uab為正，下列uabt圖象可能正確的是()解析：在第一個(gè)0.25T0時(shí)間內(nèi)，通過大圓環(huán)的電流為順時(shí)針逐漸增加，由楞次定律和右手螺旋定則可判斷內(nèi)環(huán)內(nèi)a端電勢(shì)高于b端，因電流的變化率逐漸減小，故內(nèi)環(huán)的電動(dòng)勢(shì)逐漸減??；同理在第0.25T00.5T0時(shí)間內(nèi)，通過大圓環(huán)的電流為順時(shí)針逐漸減小，由楞次定律和右手螺旋定則可

2、判斷內(nèi)環(huán)的a端電勢(shì)低于b端，因電流的變化率逐漸變大故內(nèi)環(huán)的電動(dòng)勢(shì)逐漸變大，故選項(xiàng)C正確。答案：C2如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在斜向下且與水平方向夾角為60的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為B的正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，除導(dǎo)體棒電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。規(guī)定ab的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，水平向右的方向?yàn)橥饬Φ恼较?，則在0t1時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流I和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時(shí)間t變化的圖象是()解析：由楞次定律可判定回路中的電流方向始終為ba，由法拉第電磁感應(yīng)定律

3、可判定回路中的電流大小恒定，故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)；由F安BIl可得F安隨B的變化而變化，在0t0時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)安方向水平向右，故外力F與F安等值反向，方向水平向左，為負(fù)值；在t0t1時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)安方向改變，故外力F方向也改變，為正值，綜上所述，D項(xiàng)正確。答案：D熱點(diǎn)二楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用3.(2015山東理綜17)(多選)如圖所示，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓盤開始減速。在圓盤減速過程中，以下說法正確的是)A處于磁場(chǎng)中的圓盤部分，靠近圓心處電勢(shì)高B所加磁場(chǎng)越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)C若所加磁場(chǎng)反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動(dòng)D若所加磁場(chǎng)穿過

4、整個(gè)圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)解析：由右手定則可知，處于磁場(chǎng)中的圓盤部分，靠近圓心處電勢(shì)高，選項(xiàng)A正確；根據(jù)EBLv可知所加磁場(chǎng)越強(qiáng)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流越大，產(chǎn)生的阻礙圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的安培力越大，則圓盤越容易停止轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；若加反向磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律可知安培力阻礙圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，故圓盤仍減速轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若所加磁場(chǎng)穿過整個(gè)圓盤，則圓盤中無感應(yīng)電流，不產(chǎn)生安培力，圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。答案：ABD4.(多選)(2015新課標(biāo)全國19)1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓

5、盤在磁針(的磁場(chǎng)中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來，但略有滯后。下列說法正確的是)A圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)C在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，磁針的磁場(chǎng)穿過整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化D圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)解析：當(dāng)圓盤在磁針的磁場(chǎng)中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓盤的半徑切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，選項(xiàng)A正確；圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)磁針施加磁場(chǎng)力作用，導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；由于圓盤中心正上方懸掛小磁針，在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，磁針的磁場(chǎng)穿過整個(gè)圓盤的磁通量不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圓盤中自由電子隨圓盤一起運(yùn)

6、動(dòng)形成的電流的磁場(chǎng)，由安培定則可判斷出在中心方向豎直向下，其他位置關(guān)于中心對(duì)稱，此磁場(chǎng)不會(huì)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：AB5(多選)(2014四川卷6)如圖所示，不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小。質(zhì)量為0.2kg的細(xì)金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1m的正方形，其有效電阻為0.1。此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成30角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是B(0.40.2t)T，圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎较??？?、擋板和桿不計(jì)形變。則()At1s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到DBt3s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)

7、電流方向從D到CCt1s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小為0.1NDt3s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板H的壓力大小為0.2N可知：Etttsin300.212V0.1V，故感應(yīng)電流為I1A，金屬桿受到的安培力FA解析：根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向總是從C到D，故A正確，B錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律SBBL21E2RtFBIL，1s時(shí)，A0.211N0.2N，方向如圖1，此時(shí)金屬桿受力分析如圖1，由平衡條件可知F1FAcos600.1N，F(xiàn)1為擋板P對(duì)金屬桿施加的力。t3s時(shí)，磁場(chǎng)反向，此時(shí)金屬桿受力分析如圖2，此時(shí)擋板H對(duì)1金屬桿施加的力向右，大小F3BILcos600.2112N0.1N。故C正確，D錯(cuò)

8、誤。答案：AC熱點(diǎn)三電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用6.St(2r)2r2II(2014新課標(biāo)全國25)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心O，裝置的俯視圖如圖所示。整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下。在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)。直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略。重力加速度大小為g。求(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和

9、大??；(2)外力的功率。解析：(1)在t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒掃過的面積為12根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為BSEt根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向是從B端流向A端。因此，通過電阻R的感應(yīng)電流的方向是從C端流向D端。由歐姆定律可知，通過電阻R的感應(yīng)電流的大小I滿足ER聯(lián)立式得3Br22R(2)在豎直方向有mg2FN0式中，由于質(zhì)量分布均勻，內(nèi)、外圓導(dǎo)軌對(duì)導(dǎo)體棒的正壓力大小相等，其值為FN。兩導(dǎo)軌對(duì)運(yùn)行的導(dǎo)體棒的滑動(dòng)摩擦力均為FfFN在t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒在內(nèi)、外圓導(dǎo)軌上掃過的弧長分別為l1rt和l22rt克服摩擦力做的總功為WfFf(l1l2)Pmgr答案：(1)方向：由C端到D端大?。?

10、2)mgr在t時(shí)間內(nèi)，消耗在電阻R上的功為WRI2Rteqoac(,10)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知，外力在t時(shí)間內(nèi)做的功為WWfWR外力的功率為WPt由至式得392B2r424R3Br22R392B2r424R7.解析：(1)由牛頓第二定律a12m/s2(2016浙江理綜24)小明設(shè)計(jì)的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)0.50m，傾角53，導(dǎo)軌上端串接一個(gè)R0.05的電阻。在導(dǎo)軌間長d0.56m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0T。質(zhì)量m4.0kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界

11、相距x0.24m。一位健身者用恒力F80N拉動(dòng)GH桿，CD棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，上升過程中CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)CD棒到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g10m/s2，sin530.8，不計(jì)其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量)。求(1)CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v的大小；(2)CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力FA的大??；(3)在拉升CD棒的過程中，健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。Fmgsinm進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v2ax2.4m/s(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv感應(yīng)電流IBlvR安培力FAIBl代入得FABl2vR48N(3)健身者做功WF(xd)64J由牛頓第二定

12、律FmgsinFA0CD棒在磁場(chǎng)區(qū)做勻速運(yùn)動(dòng)d在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間tv焦耳熱QI2Rt26.88J答案：(1)2.4m/s(2)48N(3)64J26.88J8.板的距離為，離開電場(chǎng)的位置到Q板的距離為。求：聯(lián)立可得UPQ。如圖所示，單匝圓形線圈與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓形線圈的電阻不計(jì)。導(dǎo)體棒a繞圓心O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，以角速度旋轉(zhuǎn)切割磁感線，導(dǎo)體棒的長度為l，電阻為r。定值電阻R1、R2和線圈構(gòu)成閉合回路，P、Q是兩個(gè)平行金屬板，兩極板間的距離為d，金屬板的長度為L。在金屬板的上邊緣，有一質(zhì)量為m且不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子豎直向下射入極板間，并從金屬板的下邊緣離開。帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)的位置到Pdd33(1)導(dǎo)體棒a順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)定值電阻R2兩端的電壓；(3)若R13r，R22r，試求帶電粒子的電荷量。解析：(1)依題意，帶電粒子受到的靜電力水平向右。帶電粒子帶負(fù)電，所以P板帶負(fù)電，Q板帶正電。由右手定則可知，導(dǎo)體棒a逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。