2020新課標高考物理二輪總復(fù)習專題限時訓練141電磁感應(yīng)定律綜合應(yīng)用Word版含解析

專題限時訓練一、單項選擇題1．如下圖，兩個同樣的閉合鋁環(huán)M、N套在一根圓滑的絕緣水平桿上，螺線管的軸線與鋁環(huán)的圓心在同向來線上，閉合開關(guān)S后，向左迅速挪動滑動變阻器的滑片P，不考慮兩環(huán)間的互相作使勁，則在挪動滑片P的過程中()A．M、N環(huán)向左運動，它們之間的距離增大B．M、N環(huán)向左運動，它們之間的距離減小C．M、N環(huán)向右運動，它們之間的距離增大D．M、N環(huán)向右運動，它們之間的距離減小答案：C2．(2019·北京海淀區(qū)高三二模)．如下圖，豎直擱置的兩根平行金屬導軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不可以忽視的金屬棒與兩導軌一直保持垂直并優(yōu)秀接觸，棒與導軌的電阻均不計，整個裝置放在水平勻強磁場中，棒在豎直向上的恒力F作用下勻速上漲的一段時間內(nèi)，金屬棒受恒定大小的滑動摩擦力f，以下說法正確的是()A．經(jīng)過電阻R的電流方向水平向右，棒遇到的安培力方向豎直向上B．經(jīng)過電阻R的電流方向水平向左，棒遇到的安培力方向豎直向下C．棒機械能增添量的大小等于棒戰(zhàn)勝重力所做的功D．棒機械能的增添量等于恒力F和滑動摩擦力f做的總功答案：C分析：由右手定章能夠判斷，導體棒中的電流方向向左，因此經(jīng)過電阻R的電流方向向右；再由左手定章能夠判斷出導體棒遇到的安培力方向豎直向下，因此A、B錯誤；由題意知導體棒做勻速運動，故動能不變，因此導體棒機械能的增加量也就是重力勢能的增添量，等于棒戰(zhàn)勝重力所做的功，因此C正確；導體棒機械能的變化量等于除重力之外的力做的功，因此棒機械能的增添量等于恒力F、安培力和滑動摩擦力f做的總功，因此D錯誤．3．(2018·山東德州一模改編)如下圖，半徑為r且水平擱置的圓滑絕緣的環(huán)形細管道內(nèi)有一帶電粒子．此裝置放在勻強磁場中，其磁感覺強度隨時間變化的關(guān)系式為B＝B0＋kt(k>0)．依據(jù)麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的磁場將產(chǎn)生穩(wěn)固的電場，該感覺電場對帶電粒子將有沿圓環(huán)切線方向的作使勁．粒子轉(zhuǎn)動一周后的磁感覺強度為B1，則()2A．此裝置產(chǎn)生的感生電動勢為(B1－B0)πrB．此裝置產(chǎn)生的感生電動勢為kπr2C．感覺電場的方向沿順時針D．粒子轉(zhuǎn)動過程中必定是洛倫茲力供給向心力答案：B分析：依據(jù)法拉第電磁感覺定律得感生電動勢大小為E＝B22，選項電t·πr＝kπrA錯誤，B正確；依據(jù)楞次定律可知，電場方向逆時針，選項C錯誤；感覺電場對帶電粒子將有沿圓環(huán)切線方向的作使勁，使得粒子的速度漸漸變大，則圓形管道將對粒子產(chǎn)生壓力，管道的壓力和洛倫茲力的協(xié)力供給向心力，選項D錯誤．4．如下圖，三條平行虛線位于紙面內(nèi)，中間虛線雙側(cè)有方向垂直于紙面的勻強磁場，磁感覺強度等大反向．菱形閉合導線框ABCD位于紙面內(nèi)且對角線AC與虛線垂直，磁場寬度與對角線AC長均為d.現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過此磁場，以逆時針方向為感覺電流的正方向，則從C點進入磁場到A點走開磁場的過程中，線框中電流i隨時間t的變化關(guān)系，以下可能正確的選項是()ABCD答案：D分析：線圈在進入磁場的過程中，依據(jù)楞次定律可知，感覺電流的方向沿逆時針方向，為正當；在經(jīng)過兩個磁場的分界限時，依據(jù)楞次定律可知，感覺電流的方向沿順時針方向，為負值；線圈出磁場的過程中，依據(jù)楞次定律知，感覺電流的方向為逆時針，為正當，故B、C錯誤．設(shè)BD＝L.在一半線圈進入磁場的過程中，切割的有效長度均勻增大，感覺電動勢均勻增大，則感覺電流均勻增大，當BLvBD剛進入磁場時，感覺電流最大為I1＝R＝i0；在所有線圈進入磁場過程中，切割的有效長度均勻減小，感覺電動勢均勻減小，則感覺電流均勻減小至零；線圈經(jīng)過兩個磁場的分界限時，切割的有效長度先均勻增大，感覺電流均勻增大，2BLv當BD經(jīng)過磁場分界限時，感覺電流最大為I2＝R＝2i0；后均勻減小至零；在一半線圈出磁場到所有線圈出磁場的過程中，切割的有效長度先均勻增大后均勻BLv減小，感覺電流先均勻增大后均勻減小，此過程感覺電流最大為

I3＝

R

＝i0，故D正確，A錯誤．5.某?？萍夹〗M的同學設(shè)計了一個傳遞帶測速儀，測速原理如下圖．在傳遞帶的下方固定有間距為L、長度為d的平行金屬電極，電極間充滿磁感覺強度大小為B、方向垂直于傳遞帶平面(紙面)向里、有理想界限的勻強磁場，且電極之間接有理想電壓表和電阻R，傳遞帶反面固定有若干根間距為d的平行細金屬條，其電阻均為r，傳遞帶運轉(zhuǎn)過程中一直僅有一根金屬條處于磁場中，且金屬條與電極接觸優(yōu)秀．當傳遞帶以必定的速度勻速運動時，電壓表的示數(shù)為U，則以下說法中正確的選項是()UA．傳遞帶勻速運動的速率為BLB．電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為

U2R＋rC．金屬條經(jīng)過磁場地區(qū)遇到的安培力大小為

BUdR＋rBLUdD．每根金屬條經(jīng)過磁場地區(qū)的全過程中戰(zhàn)勝安培力做的功為R答案：D分析：因為金屬條有電阻，因此電壓表示數(shù)與感覺電動勢不相等，依據(jù)E＝BLvRR＋rU和U＝R＋rE可知，傳遞帶勻速運動的速率為RBL，A選項錯誤；電阻R產(chǎn)U2生焦耳熱的功率為R，B選項錯誤；依據(jù)安培力公式F＝BIL可知，安培力大小BLU為R，C選項錯誤；安培力做的功W＝－Fd＝－BILd，因此戰(zhàn)勝安培力做的功BLUd為R，D選項正確．6．如圖甲，圓滑平行的、足夠長的金屬導軌ab、cd所在平面與水平面成θ角，b、c兩頭接有阻值為R的定值電阻．阻值為r的金屬棒PQ垂直導軌擱置，其余部分電阻不計．整個裝置處在磁感覺強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上．從t＝0時刻開始，棒遇到一個平行于導軌向上的外力F，使棒由靜止開始沿導軌向上運動，運動中棒一直與導軌垂直且接觸優(yōu)秀，經(jīng)過R的感應(yīng)電流隨時間t變化的圖象如圖乙所示．下邊分別給出了穿過回路PQcb的磁通ΔΦ量Φ、磁通量的變化率t、電阻R兩頭的電勢差U和經(jīng)過棒上某橫截面的總電荷量q隨運動時間t變化的圖象，此中正確的選項是()ABCD答案：B分析：因為產(chǎn)生的感覺電動勢是漸漸增大的，而選項A描繪磁通量與時間關(guān)系ΔΦ中斜率不變，產(chǎn)生的感覺電動勢不變，故A錯誤；回路中的感覺電動勢為E＝t，E＝ΔΦ，由圖乙可知I＝kt，即ΔΦΔΦ感覺電流為I＝＋＋＝kt，故有t＝RrtRrtR＋rkt(R＋r)，因此選項B正確；I均勻增大，棒兩頭的電勢差Uab＝IR＝ktR，則知Uab與時間t成正比，故C錯誤；經(jīng)過導體棒的電荷量為Q＝It＝kt2，故Q－t圖象為拋物線，并不是過原點的直線，故D錯誤．二、多項選擇題7．(2019·全國卷Ⅱ)如圖，兩條圓滑平行金屬導軌固定，所在平面與水平面夾角為θ，導軌電阻忽視不計．虛線ab、cd均與導軌垂直，在ab與cd之間的地區(qū)存在垂直于導軌所在平面的勻強磁場．將兩根同樣的導體棒PQ、MN先后自導軌上同一地點由靜止開釋，二者一直與導軌垂直且接觸優(yōu)秀．從PQ進入磁場開始計時，到MN走開磁場地區(qū)為止，流過PQ的電流隨時間變化的圖象可能正確的是()ABCD答案：AD分析：假如PQ進入磁場時加快度為零，PQ做勻速運動，感覺電流恒定．若PQ出磁場時MN仍舊沒有進入磁場，則PQ出磁場后至MN進入磁場的這段時間，因為磁通量Φ不變，無感覺電流．因為PQ、MN從同一地點開釋，故MN進入磁場時與PQ進入磁場時的速度同樣，因此電流大小也應(yīng)當同樣，但方向相反，A正確，B錯誤．若PQ出磁場前MN已經(jīng)進入磁場，因為磁通量Φ不變，無感覺電流，PQ、MN均加快運動，PQ出磁場后，因為MN在磁場中的速度比進磁場時的速度大，故電流比PQ進入磁場時電流大，今后PQ做減速運動，電流減小，故C錯誤，D正確．8．如下圖，S和P是半徑為a的環(huán)形導線的兩頭點，OP間電阻為R，其余電阻不計，勻強磁場的磁感覺強度為B，方向垂直環(huán)面．當金屬棒接觸，以角速度ω繞O點無摩擦勻速轉(zhuǎn)動時，則()

OQ與環(huán)形導線2BωaA．電阻R兩頭的電壓為2224BωaB．電阻R耗費的功率為4R22BωaC．金屬棒受的安培力為224BωaD．外力對OQ做功的功率為2R答案：AB分析：Q端的線速度為v＝ωa，OQ桿切割磁感線的均勻速度為v＝v＝1ω，22a12ω，因為其余部分電阻不OQ桿轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E＝BLv＝2BaU22224EBωa計，應(yīng)選項A正確；電阻R耗費的功率P＝R＝R＝4R，應(yīng)選項B正確；EEB2a3ω依據(jù)閉合電路歐姆定律有I＝R，則安培力F＝BIL＝BRa＝2R，應(yīng)選項C錯誤；依據(jù)能量守恒定律，因為金屬棒OQ勻速轉(zhuǎn)動，外力所做的功轉(zhuǎn)變成電阻R耗費的熱量，應(yīng)選項D錯誤．9．如下圖，間距為L、足夠長的圓滑導軌傾斜擱置，其下端連結(jié)一個定值電阻R，勻強磁場垂直于導軌所在平面向上，將ab棒在導軌上無初速度開釋，當ab棒下滑到穩(wěn)固狀態(tài)時，速度為v，經(jīng)過電阻R的電荷量為q，電阻R上耗費的功率為P，導軌和導體棒電阻不計．以下判斷正確的選項是()A．導體棒的a端電勢比b端低B．a(chǎn)b棒在達到穩(wěn)固狀態(tài)前做加快度減小的加快運動qRC．a(chǎn)b棒由開始開釋抵達到穩(wěn)固狀態(tài)的過程中，金屬棒在導軌上發(fā)生的位移為BLD．若換成一根質(zhì)量為本來2倍的導體棒，其余條件不變，則ab棒下滑到穩(wěn)固狀態(tài)時，電阻R耗費的功率將變成本來的2倍答案：BC分析：由右手定章可知，導體棒的a端電勢比b端高，選項A錯誤；ab棒在開始時受豎直向下的重力和平行斜面向上的安培力作用，加快度為a＝B2L2vmgsinθ－R，隨v的增大，則a減小，即達到穩(wěn)固狀態(tài)前做加快度減小的加m速運動，選項B正確；依據(jù)q＝I·Δt＝E·Δt＝ΔΦ＝BLx，可得ab棒由開始開釋到RRRqR達到穩(wěn)固狀態(tài)的過程中金屬棒在導軌上發(fā)生的位移為x＝BL，選項C正確；當ab棒下滑到穩(wěn)固狀態(tài)時，知足mgsinθ＝B2L2v，電阻R耗費的電功率P＝BLv2RRm2g2Rsin2θ2倍的導體棒，其余條件不變，則ab棒＝B2L2，若換成一根質(zhì)量為本來下滑到穩(wěn)固狀態(tài)時，電阻R耗費的功率將變成本來的4倍，選項D錯誤．三、計算題10．(2019·北京海淀區(qū)高三二模)．如下圖，阻值忽視不計、間距為l的兩金屬導軌MN、PQ平行固定在水平桌面上，導軌左端連結(jié)阻值為R的電阻，一阻值為r、質(zhì)量為m的金屬棒ab擱置在金屬導軌上，與導軌接觸優(yōu)秀，動摩擦因數(shù)為μ，磁感覺強度為B的磁場垂直于導軌平面向里，給金屬棒一水平向右的初速度v0，金屬棒運動一段時間后靜止，水平位移為x，導軌足夠長，求整個運動過程中，安培力對于時間的均勻值的大小Ft.B2l2xμmg答案：mv0R＋r－B2l2x分析：由動量定理可知，IA＝Σt＝ΣBlIBlqEΔΦBlx22Blx再依據(jù)：q＝It＝R＋rt＝nR＋r＝R＋r，則IA＝R＋r0B2l2x再依據(jù)動量定理：－μmgt－IA＝－mv0，則t＝mv－R＋r0μmgIAB2l2xμmg解得：Ft＝t＝mv0R＋r－B2l2x11．(2019·天津市和平區(qū)高三三模)如圖甲所示，圓滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L＝0.30m．導軌電阻忽視不計，此間連結(jié)有固定電阻R＝0.40Ω導.軌上停放一質(zhì)量m＝0.10kg、電阻r＝0.20Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感覺強度B＝0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下．用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開始做勻加快運動，電壓傳感器可將R兩頭的電壓U即時收集并輸入電腦，獲取電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示．(1)計算加快度的大??；(2)求第2s末外力F的剎時功率；(3)假如水平外力從靜止開始拉動桿2s所做的功W＝0.35J，求金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱．2－2J答案：(1)1m/s(2)0.35W(3)5.0×10R分析：(1)依據(jù)E＝BLv，v＝at，UR＝R＋rE聯(lián)合圖乙所示數(shù)據(jù)，解得：a＝1m/s2.(2)由圖象可知在2s末，電阻R兩頭電壓為0.2VUR經(jīng)過金屬桿的電流I＝R金屬桿受安培力F安＝BIL設(shè)2s末外力大小為F2，由牛頓第二定律，F(xiàn)2－F安＝ma故2s末時F的剎時功率P＝F2v2＝0.35W12(3)設(shè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量守恒定律，W＝Q＋2mv2電阻R與金屬桿的電阻r串連，產(chǎn)生焦耳熱與電阻成正比r金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱Qr＝Q－2解得：Qr＝5.0×10J.[滿分設(shè)計](2016·全國卷Ⅰ，24,14分)如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連．兩細金屬棒ab(僅標出a端)和cd(僅標出c端)長度均為L，質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不行伸長的柔嫩輕導線將它們連成閉合回路abdca，并經(jīng)過固定在斜面上沿的兩圓滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平①.右斜面上存在勻強磁場，磁感覺強度大小為B，方向垂直于斜面向上，已知兩根導線恰好不在磁場中②，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ③，重力加快度大小為g，已知金屬棒ab勻速下滑④.求：(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大?。?2)金屬棒運動速度的大?。甗科學審題]重點點獲守信息①兩斜面傾斜角大小同樣，能夠剖析出兩棒所受摩擦力的方向②導體不受安培力③能夠確立最大靜摩擦力的大?、芰硪话魟蛩偕匣瑑砂艟幱诰鉅顟B(tài)[迅速貼題]對左右兩根棒，線上拉力大小相等，ab棒在重力沿斜面的分力，線的拉力，滑動摩擦力和安培力作用下處于均衡狀態(tài)，cd棒與ab棒對比，少受一個安培力，經(jīng)過列兩根棒的均衡方程，消掉拉力，即可從均衡角度求出金屬棒ab上的安培力的大?。宦?lián)合安培力公式及棒切割磁感線的速度與感覺電動勢的關(guān)系即可求出棒的速度．[規(guī)范解答](1)設(shè)導線的張力的大小為T，右斜面對ab