2020年高考山東版高考理科物理 專題十二 電磁感應(yīng)

備戰(zhàn)2020高考專題十二

電磁感應(yīng)挖命【考探究】電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)中的綜合問題

感應(yīng)電流的產(chǎn)生及判斷楞次定律的推廣應(yīng)用感應(yīng)電動勢的計算自感現(xiàn)象的理解和應(yīng)用對電磁阻尼和電磁驅(qū)動的理解電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題

2014課標(biāo),14,6分2017課標(biāo),15,6分2018課標(biāo),19,6分2018課標(biāo),17,6分2016課標(biāo),20,6分2015山東綜17,62015課標(biāo),19,6分2016課Ⅱ,24,12分2014課標(biāo),18,6分山東理綜19,6課標(biāo)Ⅰ,24,14分

5感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件楞次定律安培定則電荷量的計算熱功率法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律歐姆定律法拉第電磁感應(yīng)定律二極管的特點力的平衡條件

水平2水平2水平3水平2水平3水平2水平3水平4水平3水平3水平4

物理觀念物理觀念物理觀念物理觀念物理觀念科學(xué)思維科學(xué)思維科學(xué)思維科學(xué)思維科學(xué)思維科學(xué)思維

★★☆★★☆★★★分析解讀本專題主要內(nèi)容有電磁感應(yīng)現(xiàn)象的描述、感應(yīng)電流方向的判斷(楞次定律、右手定則感應(yīng)電動勢大小的計算、自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象等,部分是高考考查的重點內(nèi)容。在高考中磁感應(yīng)現(xiàn)象多與磁場、電路、力學(xué)、能量等知識結(jié)合合性較高,此,復(fù)習(xí)時應(yīng)深刻理解各知識點內(nèi)容、注重訓(xùn)練和掌握綜合性題目的分析思路和方法要研究與實際生活、生產(chǎn)科技相結(jié)合的實際應(yīng)用問題,便于全提高分析解決綜合性問題和實際應(yīng)用問題的能力。【真典例】1212備戰(zhàn)2020高考破考【考集訓(xùn)】考點一

電磁感應(yīng)現(xiàn)

楞次定律1.如圖質(zhì)量為m條形磁鐵用細線懸掛在天花板上細線一水平金屬圓環(huán)中穿過?，F(xiàn)將環(huán)從位置釋放,環(huán)過磁鐵到達位置Ⅱ。設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細線的張力分別為T和,力加速度大小為則()A.T>mg12C.T<mg12

B.T<mg12D.T>mg12答案A2.(多選如所示,形導(dǎo)體線圈a平在絕緣水平桌面上,在a正上方固定一豎直螺線管二軸線重合,線管、電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動變阻器的滑片P向上滑,列說法中正確的有()0122112211201221122112備戰(zhàn)2020高考穿過線圈a的磁量增大線圈a對平桌面的壓力小于其重力線圈a中產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應(yīng)電流D.線a中將產(chǎn)生視順時針方向的感應(yīng)電流答案BD考點二

法拉第電磁應(yīng)定律3.如所示,正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長為a,線圈平面與勻強磁場垂直一半處在磁場中。在Δt間內(nèi),磁感應(yīng)度的方向不變,小由B均勻地增到2B。在此過中,圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為)A.B.C.D.答案B4.(多選半為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直,位長度電阻均為圓環(huán)水平固定放置,個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)度為桿在圓環(huán)上以速度行于直徑CD向右做勻速直線運動桿始終兩點與圓環(huán)良好接觸,圓環(huán)中心O開始桿的置由θ確定,圖所示。則

()A.=0時產(chǎn)生的電動勢為2BavB.=時,產(chǎn)生的電動勢為

Bavθ=0時受的安培力大小為θ=時,受的安培力大小為答案AD5.(多選如所示的電路中,A和是完全相同的燈泡圈L電阻可以忽略,列說法中正確的是)A.合開關(guān)S接通路時,A先,A后亮,后一樣亮B.合開關(guān)S接通路時,A和A始終一樣亮C.斷開關(guān)S切斷路時,A立刻熄滅A過一會兒才熄滅D.斷開關(guān)S切斷路時,A和A都要過一會兒才熄滅答案AD00備戰(zhàn)2020高考考點三

電磁感應(yīng)中綜合問題6.如所示,夠長平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置角為37°,寬度為m,阻忽略不計,上端接一小燈泡電阻為1Ω一導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)軌放置質(zhì)量為0.2kg,入電路的電阻為1Ω端與導(dǎo)軌接觸良好導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.5。在導(dǎo)軌間存著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場,感應(yīng)強度為0.8T。導(dǎo)體棒靜止釋放,動一段時間后燈泡穩(wěn)定發(fā)光后導(dǎo)體棒的運動速度以及小燈泡消耗的電功率分別為(力加速度g取102,sin37°=0.6)()A.2.5m/s1B.51WC.7.5m/s9

D.159W答案B7.(多選如所示,根等高光滑的圓弧軌道,徑為r間距為L,道電阻不計。在軌道頂端連有一阻值為R電阻,個裝置處在一豎直向上的勻強磁場中感應(yīng)強度為現(xiàn)有一根長度稍大于、阻不計的金屬棒從軌道最低位置cd始在拉力用下以初速度v向右沿軌道做勻速圓周運動至ab處,則該過程中()通過R的流方向由外向內(nèi)通過R的流方向由內(nèi)向外R產(chǎn)生的熱量為流過R的荷量為答案AC8.如甲所示,平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的第一象限有磁場分布向垂直于水平面向下,感應(yīng)強度沿軸方向沒有變化,x軸方向B與x成反比圖乙所示。頂角=45°的滑金屬長導(dǎo)軌MON定在水平面內(nèi),ON與x重合,一根與直的長導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌向右滑動,體棒在滑動過程中始終與導(dǎo)軌接觸。已知t=0導(dǎo)體棒位于頂點O,體棒的質(zhì)量為m=1回路接觸總電阻恒為R=0.5,余電阻不計。回路電流I與時間關(guān)系如圖丙所示線是過原點的直線。求:t=2回路的電動勢E;0~2間內(nèi)流過回路的電荷量q和導(dǎo)體棒的位移導(dǎo)體棒滑動過程中水平外力F瞬時功率:W)橫坐標(biāo)x(單位m)關(guān)系式。答案(1)2V(2)42m(3)P=4x+(W)煉技【方集訓(xùn)】方法1“一定律、三定”的綜分析方法f21f2f21f2備戰(zhàn)2020高考1.(多選如所示,屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab勻強磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運動時制線圈c中有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A.向做勻速運動C.向做減速運動

B.向左減速運動D.向右加速運動答案BC2.如所示,屬棒、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路金屬在強磁場沿導(dǎo)軌向右運動則()ab棒不安培力作用ab棒所安培力的方向向右ab棒向運動速度越大所安培力越大D.螺管產(chǎn)生的磁場,A端為極答案C方法2

電磁感應(yīng)中電綜合問題分析方法3.(2019屆山東棗莊模擬)如圖所,直放置的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌,于垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場中根質(zhì)量相同的導(dǎo)體棒a和b,導(dǎo)軌緊密接觸且可自由滑動。先固定a,放當(dāng)b速度達到時,再釋放a,過1s,a的速度達到12m/s,g10m/s,則此時速度大小是多少?若導(dǎo)軌足夠長,、b最后的運動狀態(tài)怎樣答案(1)18(2)勻加運動4.如所示,邊長為質(zhì)量為m、電阻R正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出過寬度為b、磁感應(yīng)強度為勻強磁場,磁場的方向垂直紙面向里,框向上離開磁場時的速度剛好是進入磁場時速度的一半框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度后落下并勻速進入磁場。整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力F且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動。求線框在下落階段勻速進入磁場時的速度v;線框在上升階段剛離開磁場時的速度v線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。答案見解析解析(1)線框下落階段勻速進入磁場時有+

,解得v=

-

。ff1fabcacbcbcacff1fabcacbcbcac備戰(zhàn)2020高考(2)由動能理框從離開磁場至上升到最高點的過程有)h=m線框從最高點回落至進入磁場瞬間有mg-F)h=m兩式聯(lián)立解得v=

-

v=2

-

。(3)線框在上通過磁場過程中能量守恒定律有m-m=Q+(mg+F)(a+b)fv01Q=m[(mg)-]-(mg+F)(a+b)。過專【五高考】A組

基礎(chǔ)題組1.(2014課標(biāo)Ⅰ,14,6分)在法拉第時代列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中,觀察到感應(yīng)電流的是()將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路后觀察電流表的變化在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈后觀察電流表的變化將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接線圈中插入條形磁鐵后,到相鄰房間去觀察電流表的變化繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,分別接電源和電流表,給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化答案D2.(2017課標(biāo)Ⅲ,15,6分)如圖在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金導(dǎo)軌,軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路圓環(huán)形金屬線框于回路圍成的區(qū)域內(nèi)框與導(dǎo)軌共面。現(xiàn)讓金屬桿PQ然向右運動在運動開始的瞬間,于感應(yīng)電流的方向列說法正確的是()PQRS中順時針方向T中沿時針方向PQRS中順時針方向T中沿時針方向PQRS中逆時針方向T中沿時針方向PQRS中逆時針方向T中沿時針方向答案D3.(2015課標(biāo)Ⅱ,15,6分)如圖直角三角形金屬框放置在勻強磁場中感應(yīng)強度大小為向平行于ab邊向上。當(dāng)金框繞ab邊以角速ω逆時針轉(zhuǎn)動時a、、三點的電勢別為U、。已知的長度為下列判斷正確的是()U屬框中無電流U屬框中電流方向沿a-b-c-aC.U=-Bl2ω,屬框中無電流D.U=Bl2ω,金屬框中流方向沿a-c-b-a備戰(zhàn)2020高考答案C4.(2015山東理綜,17,6分)(多選圖,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?，F(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場,盤開始減速。在圓盤減速過程中下說法正確的是()處于磁場中的圓盤部分,靠近圓處電勢高所加磁場越強越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動若所加磁場反向,盤將加速轉(zhuǎn)動若所加磁場穿過整個圓盤,圓盤將勻速轉(zhuǎn)動答案ABD5.(2018課標(biāo)Ⅰ,17,6分)如圖導(dǎo)體軌道固定中PQS是半圓弧,Q為半弧的中點O為圓心。軌道的電阻忽略不計。OM是有一定電阻、可繞O轉(zhuǎn)動的金桿M端位,OM與道接觸良好?？臻g存在與半圓所在平面垂直的勻強磁場感應(yīng)強度的大小為B?，F(xiàn)使OMOQ位置以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)到OS位并固定程Ⅰ);再使磁感應(yīng)強度的大小以一定的變化率從B增加到B'(過程Ⅱ)。在過程Ⅰ、Ⅱ,過OM的荷量相等等于()A.B.C.D.2答案B6.(2014課標(biāo)Ⅰ,18,6分)如圖(a),圈、cd在同一軟鐵芯上。在線圈中以變化的電流。用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所。已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比則列描述線圈中流隨時間變化關(guān)系的圖中能正確的是()答案C7.(2015課標(biāo)Ⅰ,19,6分)(選)1824,法國科學(xué)阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針,圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn),圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來,略有滯后。下列說法正確的是)1211223231111122121122323111112220A備戰(zhàn)2020高考圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中,針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動答案AB8.(2017北京理綜,19,6分)圖1和2教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖L和L為電感線圈。實驗,開開關(guān)S瞬間,A突然閃亮后逐漸變暗;閉開關(guān),燈A逐漸變亮,另一個相同的燈立即變亮終與的亮度相同。下列說法正確的是()圖1中A與的電阻值相同圖1中閉合S,路穩(wěn)定后A中電流大于L中電流圖2中變阻R與L的電阻值相同圖2中閉合S瞬間,L中電流與變阻器R中電流相等答案C9.(2016標(biāo)Ⅱ,24,12分)圖平面(面)內(nèi)間距l(xiāng)平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻,量為m長度為l金屬桿置于導(dǎo)軌上。t=0,金屬桿水平向右、大小為F的定拉力作用下由靜止開始運動。時刻屬桿進入磁感應(yīng)強度大小為B、向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域,且磁場中恰好能保持勻速運動。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計者始終保持垂直且接觸良好,者之間的動摩擦因數(shù)為μ。重力加速度大小為g求金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大小電阻的阻值。答案(1)Blt

0

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(2)10.(2016浙江理,24,20分)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=53°,導(dǎo)軌上端串接一個R=0.05的電阻。在導(dǎo)軌間長m的區(qū)內(nèi)在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場磁感應(yīng)度B=2.0T質(zhì)量m=4.0kg的金棒平置于導(dǎo)軌上絕緣繩索通過定滑輪與拉桿相。CD棒的始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距s=0.24m一位健身者用恒力F=80N動,CD棒由靜止開始運動升過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)棒達磁場上邊界時健身者松手,發(fā)恢復(fù)裝置使棒回初始位置力加速度,sin計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量)求CD進入磁場時速度v的大小CD進入磁場時所受的安培力F的大小;在拉升棒的過程中身者所做的功電阻產(chǎn)生的焦耳熱。備戰(zhàn)2020高考答案(1)2.4(2)48N(3)64J26.88J11.(2016課標(biāo)Ⅰ分圖,固定的絕緣斜面傾角均為,沿相連。兩細金屬棒僅出)和標(biāo)出端)長度均為L,質(zhì)量別為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,并通過固在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強磁場磁應(yīng)強度大小為向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中,路電阻為兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度大小為已知金屬棒ab速下滑。求作用在金屬棒上的安培力的大小;金屬棒運動速度的大小。答案(1)mg(sin-3μcosθ)(2)(sinθ-3cos)B組

提升題組1.(2015北京理綜,20,6分)利用所學(xué)物理知識以初步了解常用的公交一卡通(IC卡的工原理及相關(guān)問題。IC卡內(nèi)部有一個由電感線圈L和電容C構(gòu)成LC蕩電路。公交車上的讀卡機卡時“嘀”的響一聲的機器)外發(fā)射某一特定頻率的電磁波。刷卡時,IC卡內(nèi)的線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流,電容充電到一定的電壓后動卡內(nèi)芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸。下列說法正確的是()IC卡工所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池僅當(dāng)讀卡機發(fā)射該特定頻率的電磁波時IC卡才能有效工作若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率線圈L中不會產(chǎn)感應(yīng)電流IC卡只接收讀卡機發(fā)射的電磁波而不能讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息答案B2.(2018課標(biāo)Ⅱ,18,6分)如圖在同一水平面內(nèi)有兩根平行長導(dǎo)軌軌間存在依次相鄰的矩形勻強磁場區(qū)域區(qū)寬度均為l,磁感應(yīng)強度大小相等、方向交替向上向下。一邊長為l正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運動。線框中感應(yīng)電流i時間t化的正確圖線可能是()答案D3.(2018課標(biāo)Ⅰ,19,6分)(選)如圖個線圈繞在同一根鐵芯上中一線圈通過開關(guān)與電源連接,一線圈與遠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()備戰(zhàn)2020高考開關(guān)閉合后的瞬間,磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動開關(guān)閉合并保持一段時間后,小磁針的N指向垂直紙面向里的方向開關(guān)閉合并保持一段時間后,小磁針的N指向垂直紙面向外的方向開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間磁針的N朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動答案AD4.(2018課標(biāo)Ⅲ,20,6分)(選)如圖a),在同平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和導(dǎo)線框R,R在的右側(cè)導(dǎo)線通有正弦交流電i,i的化如圖(b)所示規(guī)定Q到P電流正方向。導(dǎo)線框中的應(yīng)電動勢

()在t=時為在t=時改方向在t=時最,沿順時針方向在t=T時大,沿順時針方向答案AC5.(2017課標(biāo)Ⅱ,20,6分)(選)兩條平行虛線間在一勻強磁場,感應(yīng)強度方向與紙面垂直。邊長為0.1m、總電為的正方形導(dǎo)線框abcd位紙面內(nèi),cd與磁場邊界平行,(a)所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運動cd于t=0刻進入磁場。線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖b)所(感應(yīng)電的方向為順時針時,應(yīng)電動勢取正)下列說法正確的是()磁感應(yīng)強度的大小為T導(dǎo)線框運動速度的大小為磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外在t=0.4ss這時間內(nèi)導(dǎo)線框受的安培力大小為答案BC6.(2016課標(biāo)Ⅱ,20,6分)(選)法拉第圓盤發(fā)電的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、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磁場B中圓盤旋轉(zhuǎn)時于流過電阻的流列說法正確的是()若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定若從上向下看,盤順時針轉(zhuǎn)動電流沿a到b的方向動若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,速度大小發(fā)生變化電流方向可能發(fā)生變化000ab00AR0000ab00AR0備戰(zhàn)2020高考D.若盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,電流在R的熱功率也變?yōu)樵瓉淼谋洞鸢窤B7.(2015山東理綜,19,6分)如圖甲R為定值電阻,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T的正弦交流電源上,二極管整流后,通R的電流i終向左,其大小圖乙所示規(guī)律變化。規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢高于b端時a、的電壓為正,列u-t圖像可能正確的是)

ab答案C8.(2016四川理綜,7,6分)(多選圖所示,阻不計、間距為光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強度為B方向豎直向下的勻強磁場中,軌左端接一定值電阻R。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN于導(dǎo)軌上到垂直于金屬棒的水平外力F作用由靜止開始運動,力F與屬棒速度v的關(guān)系是、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,受到的安力大小為,電阻R端的電壓為,感應(yīng)電流的功率為它隨時間變化像可能正確的有)答案BC9.(2018天津理綜,12,20分)空管道超高速列車的動力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動動能的裝置。圖1某種動力系統(tǒng)的簡化模型,中粗實線表示固定在水平面上間距為l兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,阻忽略不計。ab和cd兩根與導(dǎo)軌垂直、長度均為l電阻均為金屬棒,通過絕緣材料固定在列車底部,與導(dǎo)軌良好接觸,間距也為車的總質(zhì)量為m。列車啟動前,ab、cd處于磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中,磁場方垂直于導(dǎo)軌平面向下圖1所示為使列車啟動需M、N連接電動勢為E的直流源,源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽略不計。列車啟動后電源自動關(guān)閉。要使列車向右運行動時圖1中、N哪個接電源正極并簡要說明理由;求剛接通電源時列車加速度a大小;列車減速時需前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域,場寬度和相鄰磁場間距均大于l。若某時刻列車的速度為v,此時abcd在無磁場區(qū)域,討論使列車停下來,方至少需要多少塊這樣的有界磁場100備戰(zhàn)2020高考2答案(1)見解(2)(3)見解析解析本題考查左手定則、安培力、法拉第電磁感應(yīng)定律、動量定理等。(1)列車要右運動安培力向應(yīng)向右。根據(jù)左手定則通電源后,屬棒中電流方向由a到b由c到d,M接電源極。10.(2017江蘇單,13,15分)圖所示,條相距d的平金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi),右端接一阻值為R電阻。質(zhì)量為金屬桿靜置在導(dǎo)軌上,左側(cè)的矩形勻強磁場區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強度大小為B方向豎直向下。當(dāng)該磁場區(qū)域以速度v勻速地向右掃過金屬桿后,屬桿的速度變?yōu)椤＼壓徒饘贄U的電阻不計軌光滑且足夠長,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掃過金屬桿時,桿中感應(yīng)電流的小I;(2)MN掃過金屬桿時,桿的加速度大小a;(3)PQ要離開金屬桿時,應(yīng)電流的功率答案(1)

(2)(3)

-11.(2017天津理,12,20分)磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度,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,中直流電源電動勢為E,電容器電容為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,阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R金屬棒直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài)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接軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強度大小為B的強磁場(圖中未畫出),MN始向右加速運動。當(dāng)MN上的感應(yīng)動勢與電容器兩極板間的電壓相等時回路電流為零,MN到最大速度,后離開導(dǎo)軌。問:磁場的方向MN開始運動時加速度a的大小;MN開導(dǎo)軌后電容器上剩余的電荷量Q多少。答案(1)見解(2)(3)解析本題考查安培力及其應(yīng)用、電容器、動量定理、電磁感應(yīng)定律等多個考點的綜合應(yīng)用。(1)垂直于軌平面向下。C組

教師專用題組1.(2014四川理綜,6,6分)(多選圖所示,計電阻的光滑U形屬框水平放置,滑、豎直玻璃擋板H、P固在框上H、P間距很小。質(zhì)量為0.2kg的細金屬桿CD恰好無擠地放在兩擋板之間金屬框接觸良好并圍成邊長為1m正方形,有效電阻為0.1Ω。此時整個空間加方向與水平面成30°角且金屬桿垂直的勻強磁場感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律是B=(0.4-0.2t)T,圖磁場方向為正方向?？颉醢搴蜅U不計形變。則)A.t=1時,金屬桿中感應(yīng)電流方向從CDB.t=3時,金屬桿中感應(yīng)電流方向從DCC.t=1時,金屬桿對擋板P壓力大小為0.1ND.t=3時,金屬桿對擋板H壓力大小為0.2N答案AC備戰(zhàn)2020高考2.(2013課標(biāo)Ⅰ,17,6分)如圖在水平面(面)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和中aca點觸成“V”字形導(dǎo)軌。空間存在垂直于紙面的均勻磁場。用力使MN右勻速運動圖示位置開始計時,動中MN始與∠的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸。下列關(guān)于回路中電流i與時間關(guān)系圖線能正確的是()答案A3.(2015安徽理綜,19,6分)如圖所示abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌,距為l,導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場,感應(yīng)強度大小為導(dǎo)軌電阻不計。已知金屬桿MN傾斜置導(dǎo)軌成θ,單位長的電阻為r,持金屬桿以速度平行于cd的方向動屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好則()電路中感應(yīng)電動勢的大小為電路中感應(yīng)電流的大小為金屬桿所受安培力的大小為金屬桿的熱功率為答案B4.(2015福建理綜,18,6分)如圖某種粗細均勻的總電阻為的屬條制成的矩形線框定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場B中。接入電路電阻為R的導(dǎo)棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc速度速滑動動過程始終與垂直,與線框接觸良好,不計擦。在PQ從近向bc滑的過程中()PQ中電先增大后減小PQ兩端壓先減小后增大PQ上拉的功率先減小后增大線框消耗的電功率先減小后增大答案C5.(2017北京理綜,24,20分)電機和電動機具有裝置上的類似性于它們機理上的類似性。直流發(fā)電機和直流電動機的工作原理可以簡化為如圖1、圖所示的情景。111電12機211122111電12機21112221212備戰(zhàn)2020高考在豎直向下的磁感應(yīng)強度為B勻強磁場中,兩光滑平行金屬軌道、PQ固定在水面內(nèi)相為L,電阻不計。電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab垂直、在軌道上,軌道接觸良好以速度v(v行于MN)右做勻速運動。圖1軌道端點M、間接有值為電阻,導(dǎo)棒到水平向右的外力作用。圖2軌道點P接有直流電源體棒ab通過滑輪速提升重物,路中的電流為I。求在t間內(nèi)1發(fā)電機”產(chǎn)生的電能和圖“電動機”輸出的機械能。從微觀角度看,導(dǎo)體棒中的自電荷所受洛倫茲力在上述能量轉(zhuǎn)化中起著重要作用。為了方便認為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷。請在圖1的導(dǎo)棒ab)、圖4(圖2的導(dǎo)體棒ab)中,別畫出自由電荷所受洛倫茲力的示意圖。我們知道,洛茲力對運動電荷不做功。那么體棒ab的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過程中起到作用的呢?以圖2“電動機”為例過計算分析說明。答案見解析解析本題考查發(fā)電機和電動機的機理分析、洛倫茲力的方向及其在能量轉(zhuǎn)化中的作用。(1)1,路中的電流I=

棒ab受到的安力=BIL在Δt間內(nèi),“發(fā)機”產(chǎn)生的電能等于棒ab克服安培力做的E=FvΔt=圖2中,棒ab到的安培力F=BIL在Δt間內(nèi),“電機”輸出的機械能等于安培力對棒ab的功E=FvΔt=BILvΔt(2)a.如甲、乙所示。b.設(shè)由電荷的電荷量為q,沿導(dǎo)體棒定向移的速率為u如圖乙所示,沿方向的洛倫茲力做負功W·Δt=-qvBut垂直棒方向的洛倫茲力做正功W'vΔt=quBvΔt所以W,即導(dǎo)體棒中一個自由電荷所受的洛倫茲力做功為零。f負功阻礙自電荷的定向移動觀上表現(xiàn)為“反電動勢”耗電源的電能;f'正功觀上表現(xiàn)為安培力做正功機械能增加。大量自由電荷所受洛倫茲力做功的宏觀表現(xiàn)是將電能轉(zhuǎn)化為等量的機械能,在此過程中洛倫茲力通過兩個分力做功起到“傳遞”能量的作用。6.(2014浙江理綜,24,20分)同學(xué)設(shè)計一個發(fā)電測速裝置作原理如圖所示。一個半徑為m圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上,根長為R的金棒與導(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的盤盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。圓盤上繞有不可伸長的細線端掛著一個質(zhì)量為鋁塊。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于12xxxx2xxxxxxxxm112xxxx2xxxxxxxxm11m備戰(zhàn)2020高考導(dǎo)軌平面向右的勻強磁場,磁應(yīng)強度。與導(dǎo)軌相連b點通過電刷與O端連。測量a、b點間的電勢差算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放,落h=0.3m時,得V。線與圓盤間沒有滑動,屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計重力加速度g=10)測U,點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”?求此時鋁塊的速度大小求此下落過程中鋁塊機械能的損失。答案(1)正極(2)2(3)0.5J7.(2015四川理綜,11,19分)圖所示屬導(dǎo)軌MNC和PQD,MN與PQ行且間距為L,在平面與水平面夾角為α,N、Q連線與MN垂直M、P接有阻值為的電阻;滑直導(dǎo)軌QD在同一水面內(nèi)NQ的夾都為銳角θ,勻金屬棒量均為m,長均棒初始位置在水平導(dǎo)軌上與NQ重;ef棒垂直放在傾斜導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ(較小),由導(dǎo)軌上的小立柱1和2阻擋靜止?？臻g有方向豎直的勻強磁場圖中未出)兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸。不計所有導(dǎo)軌和ab棒的阻ef的阻值為R,大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場,力加速度為g。若磁感應(yīng)強度大小為B,棒一個垂直于、水平向右的速度在水導(dǎo)軌上沿運動方向滑行一段距離后停止ef棒始終靜止,此過程上產(chǎn)生的熱量在1)過程中,ab棒滑行距離為求過ab棒橫截面的電量若ab以垂直于的度在水平導(dǎo)軌上向右勻速運動在NQ位置取走小立柱且運動過程中棒始終靜止。求此狀態(tài)下最強磁場的磁感應(yīng)強度及此磁場下ab運動的最大距離。答案(1)(2)

-

(3)解析解析(3)ab棒滑行距離為時,ab棒在導(dǎo)軌間的棒長為L=L-2xcot此時,ab產(chǎn)生電動勢E為E=Bv流過ef棒的電I為Ief棒所受培力為FL聯(lián)立由

~,得F=(L-2xθ)式可得,F在x=0和為最大值時有最大值F由題知,ab所受安培力方向必水平向左ef棒受安培力方向必水平向右,為最大值的受力分析如圖所示圖中f為最大靜摩擦力,11mmxmx22211mmxmx222備戰(zhàn)2020高考Fcosα=mgsinα+(mgcosα+Fsinα)聯(lián)立

,B=

-由

式就是題目所求最強磁場的磁感應(yīng)強度大小,磁場方向可豎直向上可豎直向下。式可知,B為B時,F隨x大而減小x為最x時,F為最小值F如可知Fcosα+μ(mgcos+Fsinα)=mgα聯(lián)立x=m

,說明:

式各分,

式2分確說明磁場方向得分。8.(2015廣東理綜,35,18分)圖a)所示行長直金屬導(dǎo)軌水平放置,距L=0.4m導(dǎo)軌右端接有阻值R=1Ω的電阻。導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上,接觸良好。導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計。導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強磁場b、d線與導(dǎo)軌垂直,度也為L。從0時刻開,感應(yīng)強度B大小隨時間變化,規(guī)律圖b)所示一時刻,從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運動,1s后剛好進入磁場。若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1m/s做線運,:棒進入磁場前,回路中的電動勢E;棒在運動過程中受到的最大安培力F,以及棒過三角形域時電流時間的關(guān)系式。答案(1)0.04CD外外CD外CDll安安FpFp0CD外外CD外CDll安安FpFp0備戰(zhàn)2020高考(2)0.04Ni=t-1(1≤≤1.29.(2014安徽理綜,23,16分)圖1示,強磁場的磁感應(yīng)強度B為T,方向垂直于傾角θ為的斜面向上。絕緣斜面上固定有“”形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN(電阻忽略計,MPNP度均為m,MN線水平長為3m。以MN中點O原點、為x軸建立維坐標(biāo)系。一根細均勻的金屬桿CD,長度d為3m、質(zhì)量1kg、電阻RΩ,在拉力作用下從MN處以恒定速度v=1m/s導(dǎo)軌上沿x軸正向運動(屬桿與導(dǎo)軌接觸良好g求金屬桿運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運動到x=0.8m電勢差;推導(dǎo)金屬桿從處運動P過程中拉力位置坐標(biāo)的關(guān)系式在圖2畫出F-x關(guān)系像;(3)求金屬處運動到P的全過程產(chǎn)生的焦耳熱。答案見解析解析(1)金屬勻速運動中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv(l=d),解得E=1.5V(D點電勢高當(dāng)x=0.8m,金屬桿在軌間的電勢差為零。設(shè)此時桿在導(dǎo)軌外的長度為l,l=d-外

-

dOP=

-

,=1.2由楞次定律判斷點電勢高,故CD兩端電差U=-Blv,U=-0.6V(2)桿在導(dǎo)間的長度與置x系是l=

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d=3-x對應(yīng)的電阻RR=R,電流I=桿受的安培力F=BIl=7.5-3.75x根據(jù)平衡條件得+mgsinθF=12.5-3.75x(0≤x2m)畫出的F-x像如圖所示。(3)外力F所做的功W等于線下所圍的面積,W=×2J=17.5JF而桿的重力勢能增加量Esin故全過程產(chǎn)生的焦耳熱-ΔE10.(2014福建理,22,20分)圖,一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道管的長為L、寬為d高為上下兩面是絕緣板,后兩側(cè)面M、N是阻可忽略的導(dǎo)體板,導(dǎo)體板與開關(guān)和定值電R連。整個管道置于磁感應(yīng)強度大小為B,方沿z軸正方的勻強磁場中。管道內(nèi)始終充滿電阻率為ρ的導(dǎo)電液體(大量的正、負離子,且關(guān)閉合前后,液體在管道進、出口兩端壓強差的作用下以恒定速率v沿x正向流動體所受的摩擦阻力不變。0m012120m01212備戰(zhàn)2020高考求開關(guān)閉合前,、N板間的電勢差大小U;求開關(guān)閉合前后道兩端壓強差的變化Δp;調(diào)整矩形管道的寬和高保持其他量和矩形管道的橫截面積S=dh不變電阻可獲得的最大功率P及相應(yīng)的寬高比d/h值。答案(1)Bdv(2)(3)11.(2015天津理,11,18分)圖所示,凸”字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m,相鄰邊互相垂直且于同一豎直平面內(nèi),ab邊長為l,cd邊長與cd平行,間距為2l。強磁場區(qū)域的上下邊界均水平,場方向垂直于線框所在平面。開始時cd到磁場上邊界的距離為2l,線框由靜止釋放cd進入磁場直到、pq邊進入磁場前框做勻速運動。在ef、pq邊離磁場后ab邊離開磁場之前,框又做勻速運動。線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為Q線框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi)ab、cd邊保水平力加速度為g。(1)線框ab將離開磁場時做勻速運動的速度大小是cd邊剛進磁場時的幾倍(2)磁場上邊界間的距離H。答案(1)4倍(2)+28l【三年模擬】時間:60分鐘

分值:100分一、選擇題(每小題6分,共60分)1.(2018河北石家莊二中期中,選)圖所,M水平放置的橡膠圓盤其外側(cè)面均勻地帶有負電荷。在M上方用絲線懸掛一個閉合鋁環(huán)N,鋁也處于水平面中M和N的中心在同一條豎直線O上。現(xiàn)讓橡膠圓盤由靜止開始繞O軸按圖示方向逆時針加速轉(zhuǎn)動,下說法正確的是)鋁環(huán)N對膠圓盤作用力方向豎直向下鋁環(huán)N對膠圓盤作用力方向豎直向上鋁環(huán)N有大的趨勢,絲對它的拉力增大鋁環(huán)N有小的趨勢,絲對它的拉力減小答案AD2.(2017東北三校聯(lián)考,10)(選培曾做過如圖所示的實驗:絕緣導(dǎo)線繞制成線圈,線圈內(nèi)部懸掛一個用薄銅片制成的圓環(huán),取一條形磁鐵置于銅環(huán)的右側(cè)形磁鐵的右端為。閉合開關(guān)路穩(wěn)定后,現(xiàn)銅環(huán)靜止不動培由此錯失發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的機會。實際上,電路接通的瞬間)1m021211m021212備戰(zhàn)2020高考從左側(cè)看,環(huán)中有逆時針方向的感應(yīng)電流從左側(cè)看,環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流銅環(huán)會遠離磁鐵銅環(huán)會靠近磁鐵答案BD3.(2018湖北八校二聯(lián))(多選)已知地磁場類似于條形磁鐵產(chǎn)生的磁場,地磁N極于地理南極附近。如圖所示湖北某中學(xué)實驗室的水平桌面上,置邊長為正方形閉合導(dǎo)體線框線的邊沿南北方向,ab邊沿東方向,下列說法正確的是()若使線框向東平移,則點電勢比d點電勢低若使線框向北平移,則點電勢等于b點電勢若以ad邊軸線框向上翻轉(zhuǎn)90°,則翻轉(zhuǎn)程線框中電流方向始終為adcba向若以ab邊軸線框向上翻轉(zhuǎn)90°,則翻轉(zhuǎn)程線框中電流方向始終為adcba向答案AC4.(2019屆山東威海模擬)如圖甲所,定閉合線圈處于方向垂直紙面向外的磁場中感線分布均勻磁的磁感應(yīng)強度大小B隨時間t的化規(guī)律如圖乙所示下列說法正確的是()t=1時,ab受到的安培力方向向左t=2時,ab受到的安培力為0t=2時,ab受到的安培力最大t=4時,ab受到的安培力最大答案B5.(2018全國模擬)(多選)如圖甲所,線管內(nèi)有一平行于軸線的磁場,規(guī)定圖中箭頭所示方向為磁感應(yīng)強度正方向,螺線管與U形導(dǎo)線相,線框cdef有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,環(huán)面積為圓環(huán)與線框cdef在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時,列說法中正確的是()A.在t時刻屬圓環(huán)的磁通量最大大值Φ=BSB.在t時刻屬圓環(huán)的磁通量最大在t時間內(nèi),屬圓環(huán)有擴張的趨勢在t時間內(nèi),屬圓環(huán)內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流答案BD10102221010222備戰(zhàn)2020高考6.(2018河南洛陽統(tǒng)考,8)如圖所,線間存在寬度相同、垂直于紙面的勻強磁場磁應(yīng)強度大小相同、方向相反。一等腰直角三角形線框以速度v沿x正方向勻速穿過磁場區(qū)域應(yīng)電流以逆時針方向為正方向,流隨位移的變化關(guān)系圖像正確的是()答案C7.(2018湖北黃岡期末)(多選)如圖所示,光滑水平面內(nèi),虛線右側(cè)在勻強磁場,場方向垂直紙面向外,正方形金屬線框質(zhì)量為m,電阻R,邊為從虛線處進入磁場時開始計時在外力作下,框由靜止開始,以垂直磁場的恒定加速度進入磁場區(qū)域,t時刻線框全部進入磁,定順時針方向為感應(yīng)電流的正向,力大小為F,線框中電功率的瞬時值為P,過導(dǎo)體橫截面的電荷量為q,其和像均為拋物線的一部分,這些量隨時間變化的圖像正確的是()答案CD8.(2019屆山東日照模擬)(多選圖所示,長為L不可形變的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有半徑為圓形磁場區(qū)域其感應(yīng)強度時間t的變化系為量k>0)?；刂谢瑒幼冏杵鱎的最大阻值為R,滑動片位于滑動變阻器中央值電阻R