高考物理一輪復(fù)習(xí)素養(yǎng)培優(yōu)專練

素養(yǎng)培優(yōu)專練(八)一、電磁感應(yīng)在實際情境中的應(yīng)用(一)電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用1．(2021·山東省青島市高三上期末教學(xué)質(zhì)量檢測)(多選)工廠生產(chǎn)流水線上通過水平絕緣傳送帶輸送相同大小的銅線圈，線圈在傳送帶上等間距排列，且與傳送帶以相同的速度勻速運動。為了檢測出不閉合的不合格線圈，在垂直于傳送帶運動方向的條形區(qū)域內(nèi)加上垂直于傳送帶平面的勻強磁場，通過觀察穿過磁場區(qū)域后的銅線圈間距，就能確認(rèn)哪些線圈不合格，如圖所示。下列說法正確的是(

)A．根據(jù)傳送帶上銅線圈的分布可知，第4個線圈不合格B．根據(jù)傳送帶上銅線圈的分布可知，第3個線圈不合格C．第6、7線圈間距離等于第7、8線圈間距離D．若發(fā)現(xiàn)穿過磁場區(qū)域后的銅線圈間距一直沒有變化，可通過增大磁場的磁感應(yīng)強度或提高傳送帶速度大小來達(dá)到檢測目的解析銅線圈通過磁場區(qū)域時，由于穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，合格線圈內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，穿入和穿出磁場區(qū)域時合格銅線圈都受到向左的安培力，合格銅線圈會相對傳送帶向左運動。每個合格線圈都相同，則通過磁場區(qū)域后相對傳送帶向左運動的距離也相同，合格線圈之間的距離保持不變；不合格的線圈(不閉合)通過磁場區(qū)域時不會答案解析與傳送帶發(fā)生相對滑動，則不合格線圈與前面合格線圈距離變小，與后面合格線圈距離變大。由圖可知，第3個線圈與第2個線圈的距離相對較小，與第4個線圈間距離相對較大，第3個線圈是不合格線圈，B正確；6、7線圈都通過了磁場左邊界，與傳送帶產(chǎn)生了相對運動，而線圈8還沒有進(jìn)入磁場，沒有和傳送帶間產(chǎn)生相對滑動，因而7、8兩線圈的間距不等于6、7兩線圈的間距，C錯誤；如果線圈受到的安培力小于線圈與傳送帶間的最大靜摩擦力，線圈和傳送帶間就不會發(fā)生相對滑動，線圈間的距離就都不會變化，從而無法區(qū)分出不合格線圈，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，增大磁場的磁感應(yīng)強度或者提高傳送帶即線圈的速度，可以使線圈通過磁場區(qū)域時產(chǎn)生更大的感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生更大的安培力使線圈相對傳送帶滑動，達(dá)到檢測的目的，D正確。

解析答案2．(2022·湖北省武漢市第二中學(xué)高三上暑期模擬)(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。下列說法正確的是(

)A．電吉他中電拾音器工作時利用了電流磁效應(yīng)B．選用優(yōu)質(zhì)銅弦，電吉他能更好地工作C．弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化D．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢解析電吉他中電拾音器工作時利用了電磁感應(yīng)原理，A錯誤；銅不可以被磁化，則選用銅弦，電吉他不能正常工作，故B錯誤；弦振動過程中，由于弦被磁化，通過線圈的磁通量的大小不斷變化，則線圈中的電流方向不斷變化，C正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢，D正確。解析3.(2021·廣東省潮州市高三下第二次教學(xué)質(zhì)量檢測)廂式電梯目前已經(jīng)在高層建筑中得到了廣泛應(yīng)用，為人們的生活帶來了很大的便利。當(dāng)然，我們也要關(guān)注廂式電梯存在的一些安全隱患。如圖所示為某廂式貨梯結(jié)構(gòu)簡圖，當(dāng)事故發(fā)生時，此結(jié)構(gòu)可以減小事故所造成的損害。已知該貨梯電梯廂長為L，寬為d，周圍緊密纏繞有總電阻為R的n匝線圈(圖中未畫出，注：纏繞的方向沿如圖所示電梯廂豎直截面的上下左右)，電梯廂空廂(含線圈，不含內(nèi)部貨物)總質(zhì)量為M。電梯井內(nèi)存在與電梯廂等寬的有界勻強磁場，勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，方向垂直線圈平面，在豎直方向上每隔距離L反向。重力加速度為g，忽略電梯廂所受空氣、摩擦等阻力。則：(1)某次電梯載著質(zhì)量為m的貨物以速度v勻速向上運動，則外加動力裝置提供的牽引功率為多大；(此時線圈未導(dǎo)通)(2)當(dāng)電梯發(fā)生事故失去動力時，為減小事故損害，事故后電梯下落的速度不能超過u，則該電梯所能運載的物資質(zhì)量不能超過多少？(事故發(fā)生時，線圈立即導(dǎo)通)解析(1)電梯勻速向上運動，則牽引力滿足F＝(M＋m)g則牽引力的牽引功率為P＝Fv解得P＝(M＋m)gv。答案解析解析(1)CD棒開始運動時的加速度大小；(2)CD棒勻速運動時的速度大?。?3)在拉升CD棒的過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。答案(1)12m/s2

(2)2.4m/s(3)132.48J答案解析解析答案解析解析(2)情境2：如圖1所示，電源電動勢為E，線圈自感系數(shù)為L，電路中的總電阻為R。閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電路中電流I隨時間t的變化規(guī)律與情境1中物體速率v隨時間t的變化規(guī)律類似。類比①式，寫出電流I隨時間t變化的方程；并在圖2中定性畫出I-t圖線。(3)類比情境1和情境2中的能量轉(zhuǎn)化情況，完成下表。情境1情境2物體重力勢能的減少量物體動能的增加量電阻R上消耗的電能答案解析解析(3)各種能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律如下表所示。解析情境1情境2物體重力勢能的減少量電源提供的電能物體動能的增加量線圈磁場能的增加量克服阻力做功消耗的機械能電阻R上消耗的電能二、重難點強化專練

(一)電磁感應(yīng)中的圖像問題7.(2021·山東省菏澤市一模)一個邊長為2L的等邊三角形磁場區(qū)域，一個底邊為L的直角三角形金屬線框，線框電阻為R，二者等高，金屬線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域的過程中，規(guī)定逆時針方向的電流為正，則下列關(guān)于線框中感應(yīng)電流i隨位移x變化的圖線正確的是(

)答案解析解析8.(2021·重慶市高三二模)(多選)如圖所示，MN和PQ是兩根互相平行、豎直放置的足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌，電阻不計，勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向里。具有一定質(zhì)量和電阻的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌接觸良好。開始時，斷開開關(guān)S，讓金屬桿ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下落，經(jīng)過一段時間后，閉合開關(guān)S。從閉合開關(guān)S開始計時，取豎直向下為正方向，金屬桿的速度v、加速度a、安培力F及電流表示數(shù)i隨時間t變化的圖像可能是下圖中的(

)答案解析解析解析答案解析答案解析11．(2022·重慶市高三上入學(xué)診斷)(多選)如圖所示，兩足夠長光滑金屬導(dǎo)軌平行固定在同一絕緣水平面內(nèi)，垂直于導(dǎo)軌的虛線CD右側(cè)區(qū)域有豎直向上的勻強磁場B。兩長度略大于導(dǎo)軌寬度的相同金屬桿a、b垂直導(dǎo)軌靜止放置在導(dǎo)軌上，桿a在CD左側(cè)，桿b在CD右側(cè)足夠遠(yuǎn)處?，F(xiàn)給桿a一水平向右的初速度v0，兩桿在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，兩桿沒有發(fā)生碰撞，不計導(dǎo)軌電阻，下列說法正確的是(

)A．桿a進(jìn)入磁場時，感應(yīng)電流方向由C指向DB．桿a最后將停在導(dǎo)軌上C．若在桿a進(jìn)入磁場前將