浙江版高考物理總復(fù)習(xí)專題十電磁感應(yīng)教學(xué)講練

物理高考總復(fù)習(xí)PAGEPAGE21學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕專題十電磁感應(yīng)探考情悟真題【考情探究】考點考向5年考情預(yù)測熱度考試要求考題示例關(guān)聯(lián)考點素養(yǎng)要素電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律電磁感應(yīng)現(xiàn)象b—電磁感應(yīng)實驗解釋意識★★☆☆☆楞次定律c—科學(xué)推理★★★☆☆法拉第電磁感應(yīng)定律、自感和渦流法拉第電磁感應(yīng)定律d2016浙江理綜,16,6分2018.11選考,22,10分2019.04選考,22,10分科學(xué)論證★★★★☆電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況b2016.10選考,22,10分2016浙江理綜,24,20分2015浙江理綜,24,20分2019.94選考,22,10分2019.04選考,22,10閉合電路歐姆定律、動量定理與動量守恒定律、能量守恒等科學(xué)推理★★★★☆互感和自感b—解釋意識★☆☆☆☆渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動b—解釋意識★☆☆☆☆分析解讀本專題是電磁學(xué)的核心內(nèi)容,在近兩年浙江省選考中均在計算題中出現(xiàn),有時會結(jié)合動量定理或動量守恒定律進(jìn)行考查,比較綜合,難度較大。電磁感應(yīng)現(xiàn)象常與力的平衡條件、牛頓運動定律、動能定理、能量守恒定律、閉合電路歐姆定律、動量定理、動量守恒定律等知識相結(jié)合,涉及受力分析、運動分析、能量分析、動量分析、電路分析、圖像分析等方面,本專題仍是今后考查的重點?！菊骖}探秘】破考點練考向【考點集訓(xùn)】考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律1.(2018浙江嘉興一中期中,2)法拉第在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時,將兩個線圈繞在同一個鐵環(huán)上,簡化電路如圖所示,下列關(guān)于法拉第研究過程的說法正確的是()A.閉合開關(guān)S的瞬間,右側(cè)線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流B.閉合開關(guān)S以后,右側(cè)線圈中產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電流C.斷開開關(guān)S的瞬間,右側(cè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流D.斷開開關(guān)S的瞬間,右側(cè)線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流答案C2.(2018課標(biāo)Ⅰ,19,6分)(多選)如圖,兩個線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關(guān)與電源連接,另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方,開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A.開關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動B.開關(guān)閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C.開關(guān)閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D.開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動答案AD考點二法拉第電磁感應(yīng)定律、自感和渦流1.如圖所示,A、B、C是3個完全相同的燈泡,L是一個自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計)。則()A.S閉合時,A燈立即亮,然后逐漸熄滅B.S閉合時,B燈立即亮,然后逐漸熄滅C.電路接通穩(wěn)定后,三個燈亮度相同D.電路接通穩(wěn)定后,S斷開時,C燈立即熄滅答案A2.(2019浙江杭州模擬二,23)如圖甲所示,P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長直導(dǎo)軌,間距為d,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直放在P、Q導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ。質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd的邊長為L,每邊電阻均為r,用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi),ab邊水平,金屬框a、b兩點通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連,金屬框的上半部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場中,下半部分處在大小也為B、方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場中,不計其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對ab的作用力?，F(xiàn)用一電動機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運動,從導(dǎo)體棒開始運動時計時,懸掛金屬框的細(xì)線的拉力T隨時間t的變化如圖乙所示,重力加速度為g,求:(1)t0時刻以后通過ab邊的電流;(2)t0時刻以后電動機(jī)牽引力的功率P;(3)0到t0時刻導(dǎo)體棒ef受到的平均合外力大小。甲乙答案(1)3Mg4BL(2)7Mgr煉技法提能力【方法集訓(xùn)】方法1感應(yīng)電流方向的判定方法1.(2018浙江東陽中學(xué)期中,15)(多選)如圖所示,水平放置的條形磁鐵中央,有一閉合金屬彈性圓環(huán),條形磁鐵中心線與彈性環(huán)軸線重合,現(xiàn)將彈性圓環(huán)均勻向外擴(kuò)大,下列說法中正確的是()A.穿過彈性圓環(huán)的磁通量增大B.從左往右看,彈性圓環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流C.彈性圓環(huán)中無感應(yīng)電流D.彈性圓環(huán)受到的安培力方向沿半徑向里答案BD2.(2018浙江諸暨牌頭中學(xué)期中,7)如圖所示,固定的水平長直導(dǎo)線中通有向右的電流I,矩形閉合導(dǎo)線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),且一邊與導(dǎo)線平行。將線框由靜止釋放,不計空氣阻力,則在線框下落過程中()A.穿過線框的磁通量保持不變B.線框中感應(yīng)電流的方向為逆時針C.線框所受安培力的合力豎直向上D.線框的機(jī)械能不斷增大答案C方法2電磁感應(yīng)中電路問題的分析方法1.(2020屆浙江杭州市五校聯(lián)考,16)如圖所示,在粗糙的水平面上有一滑板,滑板上固定著一個用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線繞成的正方形閉合線圈,匝數(shù)N=10,邊長L=1m,總電阻R=1Ω,滑板和線圈的總質(zhì)量M=2kg,滑板與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1。前方有一長2.5L,高L的矩形區(qū)域,其下邊界與線圈中心等高,區(qū)域內(nèi)有垂直線圈平面向里的水平勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1T,現(xiàn)給線圈施加一水平拉力F,使線圈以速度v=0.4m/s勻速進(jìn)入矩形磁場,t=0時刻,線圈右側(cè)恰好開始進(jìn)入磁場。g=10m/s2,求:(1)線圈剛進(jìn)入磁場時線圈中通過的電流大小;(2)線圈左側(cè)進(jìn)入磁場區(qū)域前的瞬間所需拉力的大小;(3)將線圈從磁場外勻速拉進(jìn)磁場的過程中拉力F做的功。答案(1)2A(2)14N(3)13J2.如圖所示,導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線,半徑為r的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一根長度大于2r的導(dǎo)線MN以速率v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端,回路的固定電阻為R,其余電阻不計,試求:(1)MN從圓環(huán)左端滑到右端的過程中,電阻R上的電流的平均值及通過的電荷量。(2)MN從圓環(huán)左端滑到右端的過程中,電阻R上的電流的最大值。答案(1)Bπvr2R方法3電磁感應(yīng)中動力學(xué)問題的分析方法(2020屆浙江東陽中學(xué)開學(xué)考,18)如圖甲所示,平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距為L=1m,上端接有電阻R1=3Ω,下端接有電阻R2=6Ω,虛線OO'下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、電阻不計的金屬桿ab,從OO'上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放,桿下落0.2m過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸,加速度a與下落距離h的關(guān)系圖像如圖乙所示。求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)桿下落0.2m過程中通過金屬桿的電荷量q。甲乙答案(1)2T(2)0.15C方法4電磁感應(yīng)中功能問題的分析方法1.(2020屆浙江諸暨海亮實驗中學(xué)模擬,15)如圖甲所示,光滑斜面傾角θ=30°,邊長為L的正方形線框abcd用一端固定于斜面頂端O點的細(xì)線拉著處靜止?fàn)顟B(tài),平行于斜面底邊的虛線MN、GH之間,平行于斜面底邊的虛線PQ下方均有垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場,兩磁場完全相同,正方形線框的質(zhì)量為m,ab邊到MN的距離為x1,虛線MN與PQ間的距離為x2,且x1、x2均大于L,開始時線框有一半在磁場中,重力加速度為g,讓磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化,t=t0時刻,細(xì)線的張力恰好為零,此時剪斷細(xì)線,線框沿斜面向下滑動,當(dāng)ab邊剛通過虛線MN時,線框的加速度為零,在ab邊進(jìn)入虛線PQ下方的磁場,而cd邊進(jìn)入磁場前,線框已勻速運動,求:(1)線框abcd的電阻:(2)從t=0到cd邊剛通過虛線GH的過程中,通過線框橫截面的電量;(3)從t=0到線框完全通過PQ,線框中產(chǎn)生的焦耳熱。甲乙答案本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、動力學(xué)及能量問題,體現(xiàn)了模型建構(gòu)、相互作用和能量觀念的學(xué)科核心素養(yǎng)。(1)0~t0時間內(nèi),線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=ΔBΔtL×設(shè)線框的電阻為R,則線框中的感應(yīng)電流大小為I=E在t=t0時刻,根據(jù)受力平衡有B0IL=mgsinθ解得R=B(2)0~t0時間內(nèi),通過線框橫截面的電量q1=ΔΦ1R=剪斷細(xì)線后,線框進(jìn)入第一個磁場的過程中,通過線框橫截面的電量q2=ΔΦ2R=因此通過線框橫截面的電量為q=q1+q2=B0L(3)0~t0時間內(nèi),線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q1=I2Rt0=0.25mgL剪斷細(xì)線后,設(shè)在線框進(jìn)入第二個磁場的過程中,速度達(dá)到最大時,mgsinθ=B解得v=L從剪斷細(xì)線到線框剛好完全進(jìn)入PQ以下磁場的過程中,根據(jù)能量守恒有Q2=mg(x1+x2+L)sinθ-12mv2=12mg(x1+x2因此產(chǎn)生的總的焦耳熱Q總=Q1+Q2=12mg(x1+x2)+342.(2016浙江10月選考,22,10分)為了探究電動機(jī)轉(zhuǎn)速與彈簧伸長量之間的關(guān)系,小明設(shè)計了如圖所示的裝置。半徑為l的圓形金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,一根長也為l、電阻為R的金屬棒ab一端與導(dǎo)軌接觸良好,另一端固定在圓心處的導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸OO'上,由電動機(jī)A帶動旋轉(zhuǎn)。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面、大小為B1、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。另有一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒cd用輕質(zhì)彈簧懸掛在豎直平面內(nèi),并與固定在豎直平面內(nèi)的“U”形導(dǎo)軌保持良好接觸,導(dǎo)軌間距為l,底部接阻值也為R的電阻,處于大小為B2、方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場中。從圓形金屬導(dǎo)軌引出導(dǎo)線和通過電刷從轉(zhuǎn)軸引出導(dǎo)線經(jīng)開關(guān)S與“U”形導(dǎo)軌連接。當(dāng)開關(guān)S斷開,棒cd靜止時,彈簧伸長量為x0;當(dāng)開關(guān)S閉合,電動機(jī)以某一轉(zhuǎn)速勻速運動,棒cd再次靜止時,彈簧伸長量變?yōu)閤(不超過彈性限度)。不計其余電阻和摩擦等阻力,求此時(1)通過棒cd的電流Icd;(2)電動機(jī)對該裝置的輸出功率P;(3)電動機(jī)轉(zhuǎn)動角速度ω與彈簧伸長量x之間的函數(shù)關(guān)系。答案(1)mg(x-(3)ω=6【五年高考】A組自主命題·浙江卷題組1.(2016浙江理綜,16,6分)如圖所示,a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)均為10匝,邊長la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,則()A.兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B.a、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為9∶1C.a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶4D.a、b線圈中電功率之比為3∶1答案B2.(2015浙江1月學(xué)考,30)如圖所示,某實驗小組在操場上做搖繩發(fā)電實驗。長導(dǎo)線兩端分別連在靈敏電流表的兩個接線柱上,形成閉合電路。兩位同學(xué)以每2秒約3圈的轉(zhuǎn)速勻速搖動AB段導(dǎo)線。假定被搖動的導(dǎo)線由水平位置1按圖示方向第一次運動到豎直位置2的過程中,磁通量的變化量約為10-4Wb,則該過程回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢約為()A.2×10-4V B.2.7×10-4V C.3×10-4V D.6×10-4V答案D3.(2016浙江理綜,24,20分)小明設(shè)計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θ=53°,導(dǎo)軌上端串接一個R=0.05Ω的電阻。在導(dǎo)軌間長d=0.56m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,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T。質(zhì)量m=4.0kg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區(qū)域的下邊界相距s=0.24m。一位健身者用恒力F=80N拉動GH桿,CD棒由靜止開始運動,上升過程中CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)CD棒到達(dá)磁場上邊界時健身者松手,觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量)。求(1)CD棒進(jìn)入磁場時速度v的大小;(2)CD棒進(jìn)入磁場時所受的安培力FA的大小;(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。答案(1)2.4m/s(2)48N(3)64J26.88J4.(2015浙江理綜,24,20分)小明同學(xué)設(shè)計了一個“電磁天平”,如圖1所示,等臂天平的左臂為掛盤,右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡。線圈的水平邊長L=0.1m,豎直邊長H=0.3m,匝數(shù)為N1。線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1.0T,方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0~2.0A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡,測出電流即可測得物體的質(zhì)量。(重力加速度取g=10m/s2)圖1(1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5kg,線圈的匝數(shù)N1至少為多少?(2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,另選N2=100匝、形狀相同的線圈,總電阻R=10Ω。不接外電流,兩臂平衡。如圖2所示,保持B0不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻變大,磁場區(qū)域?qū)挾萪=0.1m。當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01kg的物體時,天平平衡,求此時磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率ΔB圖2答案(1)25(2)0.1T/s5.(2019浙江4月選考,22,10分)如圖所示,傾角θ=37°,間距l(xiāng)=0.1m的足夠長金屬導(dǎo)軌底端接有阻值R=0.1Ω的電阻,質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.45。建立原點位于底端、方向沿導(dǎo)軌向上的坐標(biāo)軸x。在0.2m≤x≤0.8m區(qū)間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場。從t=0時刻起,棒ab在沿x軸正方向的外力F作用下,從x=0處由靜止開始沿斜面向上運動,其速度v與位移x滿足v=kx(可導(dǎo)出a=kv),k=5s-1。當(dāng)棒ab運動至x1=0.2m處時,電阻R消耗的電功率P=0.12W,運動至x2=0.8m處時撤去外力F,此后棒ab將繼續(xù)運動,最終返回至x=0處。棒ab始終保持與導(dǎo)軌垂直,不計其他電阻,求:(提示:可以用F-x圖像下的“面積”代表力F做的功,sin37°=0.6,g=10m/s2)(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)外力F隨位移x變化的關(guān)系式;(3)在棒ab棒個運動過程中,電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。答案(1)P=(Blv)2RB=PR(2)無磁場區(qū)間0≤x<0.2ma=5v=25xF=25xm+μmgcosθ+mgsinθ=0.96+2.5x有磁場區(qū)間0.2m≤x≤0.8m,FA=(BlF=0.96+2.5x+0.6x=0.96+3.1x(3)上升過程中克服安培力做功(F-x圖像中的梯形面積)WA1=0.62(x1+x2)·(x2-x1撤去外力后,棒ab上升的最大距離為s,再次進(jìn)入磁場時的速度為v',則(mgsinθ+μmgcosθ)s=12mv(mgsinθ-μmgcosθ)s=12mv'得v'=2m/s由于mgsinθ-μmgcosθ-(Bl故棒ab再次進(jìn)入磁場后做勻速運動。下降過程中克服安培力做功WA2=(Bl)2v'R(xQ=WA1+WA2=0.324JB組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組1.(2019課標(biāo)Ⅲ,14,6分)楞次定律是下列哪個定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)?()A.電阻定律 B.庫侖定律C.歐姆定律 D.能量守恒定律答案D2.(2019課標(biāo)Ⅰ,15,6分)(多選)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強(qiáng)磁場,其邊界如圖(a)中虛線MN所示。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S,將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),圓心O在MN上。t=0時磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖(a)所示;磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖(b)所示。則在t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)()A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時針方向C.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為BD.圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢大小為B答案BC3.(2017課標(biāo)Ⅲ,15,6分)如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動,在運動開始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是()A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向B.PQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向C.PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向D.PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向答案D4.(2016上海單科,19,4分)(多選)如圖(a),螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場,以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間按圖(b)所示規(guī)律變化時()A.在t1~t2時間內(nèi),L有收縮趨勢B.在t2~t3時間內(nèi),L有擴(kuò)張趨勢C.在t2~t3時間內(nèi),L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流D.在t3~t4時間內(nèi),L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流答案AD5.(2016江蘇單科,6,4分)(多選)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,磁體附近的金屬弦被磁化,因此弦振動時,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。下列說法正確的有()A.選用銅質(zhì)弦,電吉他仍能正常工作B.取走磁體,電吉他將不能正常工作C.增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢D.弦振動過程中,線圈中的電流方向不斷變化答案BCD6.(2017課標(biāo)Ⅱ,20,6分)(多選)兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長為0.1m、總電阻為0.005Ω的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi),cd邊與磁場邊界平行,如圖(a)所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運動,cd邊于t=0時刻進(jìn)入磁場。線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖(b)所示(感應(yīng)電流的方向為順時針時,感應(yīng)電動勢取正)。下列說法正確的是()A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5TB.導(dǎo)線框運動速度的大小為0.5m/sC.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外D.在t=0.4s至t=0.6s這段時間內(nèi),導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1N答案BC7.(2017北京理綜,19,6分)圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖,L1和L2為電感線圈。實驗時,斷開開關(guān)S1瞬間,燈A1突然閃亮,隨后逐漸變暗;閉合開關(guān)S2,燈A2逐漸變亮,而另一個相同的燈A3立即變亮,最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是()A.圖1中,A1與L1的電阻值相同B.圖1中,閉合S1,電路穩(wěn)定后,A1中電流大于L1中電流C.圖2中,變阻器R與L2的電阻值相同D.圖2中,閉合S2瞬間,L2中電流與變阻器R中電流相等答案C8.(2016課標(biāo)Ⅱ,20,6分)(多選)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸。圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中。圓盤旋轉(zhuǎn)時,關(guān)于流過電阻R的電流,下列說法正確的是()A.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定B.若從上向下看,圓盤順時針轉(zhuǎn)動,則電流沿a到b的方向流動C.若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化D.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍答案AB9.(2016四川理綜,7,6分)(多選)如圖所示,電阻不計、間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)軌左端接一定值電阻R。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動,外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F=F0+kv(F0、k是常量),金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。金屬棒中感應(yīng)電流為i,受到的安培力大小為FA,電阻R兩端的電壓為UR,感應(yīng)電流的功率為P,它們隨時間t變化圖像可能正確的有()答案BC10.(2017江蘇單科,13,15分)如圖所示,兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(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MNPQ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v0勻速地向右掃過金屬桿后,金屬桿的速度變?yōu)関。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計,導(dǎo)軌光滑且足夠長,桿在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸。求:(1)MN剛掃過金屬桿時,桿中感應(yīng)電流的大小I;(2)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。答案(1)Bdv0R(2)BC組教師專用題組1.(2016海南單科,4,3分)如圖,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若()A.金屬環(huán)向上運動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向B.金屬環(huán)向下運動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向答案D2.(2015山東理綜,17,6分)(多選)如圖,一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動。現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場,圓盤開始減速。在圓盤減速過程中,以下說法正確的是()A.處于磁場中的圓盤部分,靠近圓心處電勢高B.所加磁場越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動C.若所加磁場反向,圓盤將加速轉(zhuǎn)動D.若所加磁場穿過整個圓盤,圓盤將勻速轉(zhuǎn)動答案ABD3.(2016北京理綜,16,6分)如圖所示,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)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是()A.Ea∶Eb=4∶1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向B.Ea∶Eb=4∶1,感應(yīng)電流均沿順時針方向C.Ea∶Eb=2∶1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向D.Ea∶Eb=2∶1,感應(yīng)電流均沿順時針方向答案B4.(2015海南單科,2,3分)如圖,空間有一勻強(qiáng)磁場,一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,當(dāng)它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直的方向運動時,棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為ε;將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折線,置于與磁感應(yīng)強(qiáng)度相垂直的平面內(nèi),當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運動時,棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為ε'。則ε'ε等于(A.12 B.22 C.1 答案B5.(2015福建理綜,18,6分)如圖,由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場B中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動,滑動過程PQ始終與ab垂直,且與線框接觸良好,不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中()A.PQ中電流先增大后減小B.PQ兩端電壓先減小后增大C.PQ上拉力的功率先減小后增大D.線框消耗的電功率先減小后增大答案C6.(2014課標(biāo)Ⅰ,18,6分)如圖(a),線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上。在ab線圈中通以變化的電流。用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示。已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比,則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中,可能正確的是()答案C7.(2014浙江1月學(xué)考,4)如圖甲所示是法拉第在研究電磁感應(yīng)時用過的線圈,其工作原理如圖乙所示,則實驗中不會使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是()A.保持開關(guān)閉合 B.開關(guān)閉合瞬間C.開關(guān)斷開瞬間 D.移動滑動變阻器滑片答案A8.(2014浙江1月學(xué)考,34)如圖所示,線圈與靈敏電流計構(gòu)成閉合電路,當(dāng)磁鐵向下插入線圈的過程中,發(fā)現(xiàn)電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。則當(dāng)磁鐵()A.放在線圈中不動時,電流計指針向左偏轉(zhuǎn)B.從線圈中向上拔出時,電流計指針向左偏轉(zhuǎn)C.按圖示位置在線圈外面上下移動時,電流計指針不會偏轉(zhuǎn)D.按圖示位置在線圈外面左右移動時,電流計指針不會偏轉(zhuǎn)答案B9.(2014浙江1月學(xué)考,6)如圖所示,一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距0.4m,左端接有阻值為0.2Ω的電阻。一質(zhì)量為0.2kg、電阻為0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌之間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T。棒在水平向右的外力作用下以0.3m/s的速度勻速運動,運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸。已知導(dǎo)軌足夠長且電阻不計,則()A.MN棒運動過程中兩端的電壓為0.02VB.MN棒運動過程中兩端的電壓為0.06VC.棒勻速運動1s過程中電阻R發(fā)熱0.008JD.棒勻速運動1s過程中電阻R發(fā)熱0.012J答案C10.(2014浙江1月學(xué)考,30)如圖所示,柵欄大門朝正南方向,在門的四角上釘有四個釘子,沿著釘子繞有50匝的大線圈,面積約為4m2。若該地區(qū)地磁場的水平分量約為4×10-5T,那么,小明在2s內(nèi)把關(guān)閉的大門打開并轉(zhuǎn)過90°的過程中,線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢約為()A.2×10-2V B.4×10-3V C.1.6×10-4V D.8×10-5V答案B11.(2014浙江理綜,24,20分)某同學(xué)設(shè)計一個發(fā)電測速裝置,工作原理如圖所示。一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上,一根長為R的金屬棒OA,A端與導(dǎo)軌接觸良好,O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸的左端有一個半徑為r=R/3的圓盤,圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。圓盤上繞有不可伸長的細(xì)線,下端掛著一個質(zhì)量為m=0.5kg的鋁塊。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。a點與導(dǎo)軌相連,b點通過電刷與O端相連。測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放,下落h=0.3m時,測得U=0.15V。(細(xì)線與圓盤間沒有滑動,金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計,重力加速度g=10m/s2)(1)測U時,與a點相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”?(2)求此時鋁塊的速度大小;(3)求此下落過程中鋁塊機(jī)械能的損失。答案(1)正極(2)2m/s(3)0.5J12.(2016江蘇單科,13,15分)據(jù)報道,一法國攝影師拍到“天宮一號”空間站飛過太陽的瞬間。照片中,“天宮一號”的太陽帆板輪廓清晰可見。如圖所示,假設(shè)“天宮一號”正以速度v=7.7km/s繞地球做勻速圓周運動,運動方向與太陽帆板兩端M、N的連線垂直,M、N間的距離L=20m,地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于v、MN所在平面的分量B=1.0×10-5T。將太陽帆板視為導(dǎo)體。(1)求M、N間感應(yīng)電動勢的大小E;(2)在太陽帆板上將一只“1.5V,0.3W”的小燈泡與M、N相連構(gòu)成閉合電路,不計太陽帆板和導(dǎo)線的電阻,試判斷小燈泡能否發(fā)光,并說明理由;(3)取地球半徑R=6.4×103km,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,試估算“天宮一號”距離地球表面的高度h(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。答案(1)1.54V(2)不能,因為穿過閉合回路的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)4×105m13.(2016課標(biāo)Ⅰ,24,14分)如圖,兩固定的絕緣斜面傾角均為θ,上沿相連。兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度均為L,質(zhì)量分別為2m和m;用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度大小為g。已知金屬棒ab勻速下滑。求(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大小;(2)金屬棒運動速度的大小。答案(1)mg(sinθ-3μcosθ)(2)(sinθ-3μcosθ)mgR14.(2016課標(biāo)Ⅲ,25,20分)如圖,兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻;一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上;在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時間t的變化關(guān)系為B1=kt,式中k為常量;在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。某時刻,金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動,在t0時刻恰好以速度v0越過MN,此后向右做勻速運動。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計。求(1)在t=0到t=t0時間間隔內(nèi),流過電阻的電荷量的絕對值;(2)在時刻t(t>t0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。答案(1)kt0SR(2)B0lv0(t-t0)+kSt(B015.(2015江蘇單科,13,15分)做磁共振(MRI)檢查時,對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產(chǎn)生感應(yīng)電流。某同學(xué)為了估算該感應(yīng)電流對肌肉組織的影響,將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈,線圈的半徑r=5.0cm,線圈導(dǎo)線的截面積A=0.80cm2,電阻率ρ=1.5Ω·m。如圖所示,勻強(qiáng)磁場方向與線圈平面垂直,若磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0.3s內(nèi)從1.5T均勻地減為零,求:(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(1)該圈肌肉組織的電阻R;(2)該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動勢E;(3)0.3s內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量Q。答案(1)6×103Ω(2)4×10-2V(3)8×10-8J16.(2014重慶理綜,8,16分)某電子天平原理如圖所示,E形磁鐵的兩側(cè)為N極,中心為S極,兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,磁極寬度均為L,忽略邊緣效應(yīng)。一正方形線圈套于中心磁極,其骨架與秤盤連為一體,線圈兩端C、D與外電路連接。當(dāng)質(zhì)量為m的重物放在秤盤上時,彈簧被壓縮,秤盤和線圈一起向下運動(骨架與磁極不接觸),隨后外電路對線圈供電,秤盤和線圈恢復(fù)到未放重物時的位置并靜止,由此時對應(yīng)的供電電流I可確定重物的質(zhì)量。已知線圈匝數(shù)為n,線圈電阻為R,重力加速度為g。問(1)線圈向下運動過程中,線圈中感應(yīng)電流是從C端還是從D端流出?(2)供電電流I是從C端還是從D端流入?求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系。(3)若線圈消耗的最大功率為P,該電子天平能稱量的最大質(zhì)量是多少?答案(1)感應(yīng)電流從C端流出(2)外加電流從D端流入m=2nBL(3)217.(2014天津理綜,11,18分)如圖所示,兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角θ=30°的斜面上,導(dǎo)軌電阻不計,間距L=0.4m。導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN,Ⅰ中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向下,Ⅱ中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向上,兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=0.5T。在區(qū)域Ⅰ中,將質(zhì)量m1=0.1kg,電阻R1=0.1Ω的金屬條ab放在導(dǎo)軌上,ab剛好不下滑。然后,在區(qū)域Ⅱ中將質(zhì)量m2=0.4kg,電阻R2=0.1Ω的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上,由靜止開始下滑。cd在滑動過程中始終處于區(qū)域Ⅱ的磁場中,ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸,取g=10m/s2。問(1)cd下滑的過程中,ab中的電流方向;(2)ab剛要向上滑動時,cd的速度v多大;(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中,cd滑動的距離x=3.8m,此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少。答案(1)由a流向b(2)5m/s(3)1.3J18.(2017天津理綜,12,20分)電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度,其原理可用來研制新武器和航天運載器。電磁軌道炮示意如圖,圖中直流電源電動勢為E,電容器的電容為C。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l,電阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN,垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài),并與導(dǎo)軌良好接觸。首先開關(guān)S接1,使電容器完全充電。然后將S接至2,導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出),MN開始向右加速運動。當(dāng)MN上的感應(yīng)電動勢與電容器兩極板間的電壓相等時,回路中電流為零,MN達(dá)到最大速度,之后離開導(dǎo)軌。問:(1)磁場的方向;(2)MN剛開始運動時加速度a的大小;(3)MN離開導(dǎo)軌后電容器上剩余的電荷量Q是多少。答案(1)垂直于導(dǎo)軌平面向下。(2)BlEmR(3)【三年模擬】時間:65分鐘分值:62分一、選擇題(每題3分,共12分)1.(2018浙江諸暨牌頭中學(xué)期中)關(guān)于渦流,下列說法中不正確的是()A.真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置B.家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的C.阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流答案B2.(2018浙江義烏群星外國語學(xué)校月考)如圖所示的勻強(qiáng)磁場中有一個矩形閉合導(dǎo)線框,在下列四種情況下,線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場中左右運動B.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場中上下運動C.線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動D.線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動答案C3.(2020屆浙江寧波市姜山中學(xué)調(diào)研二,8)如圖所示,寬為L的平行金屬導(dǎo)軌由光滑的傾斜部分和足夠長的粗糙水平部分平滑連接,右端接阻值為R的電阻c,矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。在傾斜部分同一高度h處放置兩根細(xì)金屬棒a和b,由靜止先后釋放,a離開磁場時b恰好進(jìn)入磁場,a在水平導(dǎo)軌上運動的總距離為s。a、b質(zhì)量均為m,電阻均為R,與水平導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為μ,與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度為g。則整個運動過程中()A.a棒中的電流方向不發(fā)生改變B.a棒兩端的最大電壓為BL2C.電阻c消耗的電功率一直減小D.電阻c產(chǎn)生的焦耳熱為mg答案D4.(2020屆浙江杭州市五校聯(lián)考,8)如圖所示,導(dǎo)體直導(dǎo)軌OM和PN平行且OM與x軸重合,兩導(dǎo)軌間距為d,兩導(dǎo)軌間垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場沿y軸方向的寬度按y=dsinπ2dx規(guī)律分布,兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi),內(nèi)、外圓環(huán)與兩導(dǎo)軌接觸良好,與兩導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒從OP開始始終垂直導(dǎo)軌沿x軸正方向以速度v做勻速運動,規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢高于b端時,a、b間的電壓Uab為正,下列Uab-x答案D二、非選擇題(共50分)5.(2020屆浙江麗水四校9月聯(lián)考,22)(10分)如圖1所示,一質(zhì)量為m=0.5kg的物體甲放在粗糙的水平桌面上,用輕繩通過定滑輪與一根導(dǎo)體棒AB相連。導(dǎo)體棒AB的質(zhì)量為M=0.1kg,電阻為零。整個金屬框架固定,且導(dǎo)體棒與金屬框架接觸良好,無摩擦。金屬框架只有CD部分有電阻R=0.05Ω,框架的寬度d=0.2m。整個裝置部分處于勻強(qiáng)磁場內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1.0T,方向垂直金屬框架平面向里,導(dǎo)體框架內(nèi)通有電流I,方向沿ACDB方向。(物體甲與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度取g=10m/s2)(1)當(dāng)金屬框架中通的電流I=5A時,物體甲靜止,求此時物體甲受到桌面的摩擦力大小;(2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,如圖2所示,保持B0不變,在金屬框架上部另加垂直金屬框架向外的勻強(qiáng)磁場,磁場區(qū)域?qū)挾萮=0.