高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)35-電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用

電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用考點(diǎn)35第一步狂刷小題·夯基礎(chǔ)

[題組一基礎(chǔ)小題]1．如圖甲所示，線圈ABCD固定于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向外，當(dāng)磁場變化時(shí)，線圈AB邊所受安培力向右且變化規(guī)律如圖乙所示，則磁場的變化情況可能是選項(xiàng)圖中的(

)答案解析2.如圖所示，兩條光滑的平行導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間接有一個(gè)定值電阻R，金屬桿垂直于導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，勻強(qiáng)磁場的方向豎直向下。若金屬桿與導(dǎo)軌之間的摩擦及金屬桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，現(xiàn)給金屬桿一個(gè)水平向右的初速度v0，則金屬桿在磁場中的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖像正確的是(

)答案解析答案解析4.(多選)如圖，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m的金屬棒ab，導(dǎo)軌的一端連接電阻R，其他電阻均不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab在一水平恒力F作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)。則(

)A．隨著ab運(yùn)動(dòng)速度的增大，其加速度減小B．外力F對(duì)ab做的功等于電路中產(chǎn)生的電能C．當(dāng)ab做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，外力F做功的功率大于電路中的電功率D．無論ab做何運(yùn)動(dòng)，它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能答案解析5.如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，左端由導(dǎo)線相連，導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路。在外力F作用下，回路上方的條形磁體豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)。在勻速運(yùn)動(dòng)過程中外力F做功WF，磁場力對(duì)導(dǎo)體棒做功W1，磁體克服磁場力做功W2，重力對(duì)磁體做功WG，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能為Ek，則下列表達(dá)式錯(cuò)誤的是(

)A．W1＝Ek B．W1＝QC．W2－W1＝Q D．WF＋WG＝Ek＋Q答案解析根據(jù)動(dòng)能定理，合力對(duì)導(dǎo)體棒做的功等于導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能，導(dǎo)體棒在水平方向上只受磁場力的作用，所以磁場力對(duì)導(dǎo)體棒做的功等于導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能，即W1＝Ek，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系及能量守恒定律可知，磁體克服磁場力做的功等于導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能與導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線組成的回路中產(chǎn)生的焦耳熱之和，即W2＝Ek＋Q＝W1＋Q，整理得：W2－W1＝Q，故C正確；磁體向上做勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)磁體根據(jù)動(dòng)能定理有：WF＋WG－W2＝0，又W2＝Ek＋Q，因此有：WF＋WG＝Ek＋Q，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選B。解析答案解析7.(多選)如圖，空間中存在一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向與豎直面(紙面)垂直，磁場的上、下邊界(虛線)均為水平面；紙面內(nèi)磁場上方有一個(gè)正方形導(dǎo)線框abcd，其上、下兩邊均與磁場邊界平行，邊長小于磁場上、下邊界的間距。若線框自由下落，從ab邊進(jìn)入磁場時(shí)開始，直至ab邊到達(dá)磁場下邊界為止，線框下落的速度大小可能(

)A．始終減小

B．始終不變C．始終增加

D．先減小后增加答案解析答案解析9．(2019·全國卷Ⅲ)(多選)如圖，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上。t＝0時(shí)，棒ab以初速度v0向右滑動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程中，ab、cd答案

始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用I表示。下列圖象中可能正確的是(

)解析答案解析[題組二高考小題]11.(2021·廣東高考)(多選)如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌abc和de，ab與de平行，bc是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌。圓弧be左側(cè)和扇形Obc內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)磁場。金屬桿OP的O端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接，P端與圓弧bc接觸良好。初始時(shí)，可滑動(dòng)的金屬桿MN靜止在平行導(dǎo)軌上。若桿OP繞O點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場區(qū)內(nèi)從b到c勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有(

)A．桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定B．桿OP受到的安培力不變C．桿MN做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．桿MN中的電流逐漸減小答案解析答案解析13.(2021·山東高考)迷你系繩衛(wèi)星在地球赤道正上方的電離層中，沿圓形軌道繞地飛行。系繩衛(wèi)星由兩子衛(wèi)星組成，它們之間的導(dǎo)體繩沿地球半徑方向，如圖所示。在電池和感應(yīng)電動(dòng)勢的共同作用下，導(dǎo)體繩中形成指向地心的電流，等效總電阻為r。導(dǎo)體繩所受的安培力克服大小為f的環(huán)境阻力，可使衛(wèi)星保持在原軌道上。已知衛(wèi)星離地平均高度為H，導(dǎo)體繩長為L(L?H)，地球半徑為R，質(zhì)量為M，軌道處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。據(jù)此可得，電池電動(dòng)勢為(

)答案解析答案解析解析A．金屬棒a第一次穿過磁場時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B．金屬棒a第一次穿過磁場時(shí)回路中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．金屬棒a第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱為0.25JD．金屬棒a最終停在距磁場左邊界0.8m處答案解析金屬棒a第一次穿過磁場時(shí)受到安培力的作用，做減速運(yùn)動(dòng)，由于速度減小，則感應(yīng)電流減小，金屬棒a所受的安培力減小，加速度減小，故金屬棒a第一次穿過磁場時(shí)做加速度減小的減速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤。根據(jù)右手定則可知，金屬棒a第一次穿過磁場時(shí)回路中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故B正確。金屬棒a第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，電路中產(chǎn)生的平均解析解析解析16.(2021·全國甲卷)(多選)由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個(gè)正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時(shí)由靜止開始下落，一段時(shí)間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進(jìn)入磁場后且上邊進(jìn)入磁場前，可能出現(xiàn)的是(

)A．甲和乙都加速運(yùn)動(dòng)B．甲和乙都減速運(yùn)動(dòng)C．甲加速運(yùn)動(dòng)，乙減速運(yùn)動(dòng)D．甲減速運(yùn)動(dòng)，乙加速運(yùn)動(dòng)答案解析解析17.(2021·湖南高考)(多選)兩個(gè)完全相同的正方形勻質(zhì)金屬框，邊長為L，通過長為L的絕緣輕質(zhì)桿相連，構(gòu)成如圖所示的組合體。距離組合體下底邊H處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。磁場區(qū)域上下邊界水平，高度為L，左右寬度足夠大。把該組合體在垂直磁場的平面內(nèi)以初速度v0水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設(shè)置合適的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B使其勻速通過磁場，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是(

)答案解析18.(2020·全國卷Ⅰ)(多選)如圖，U形光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺(tái)上，ab和dc邊平行，和bc邊垂直。ab、dc足夠長，整個(gè)金屬框電阻可忽略。一根具有一定電阻的導(dǎo)體棒MN置于金屬框上，用水平恒力F向右拉動(dòng)金屬框，運(yùn)動(dòng)過程中，裝置始終處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，MN與金屬框保持良好接觸，且與bc邊保持平行。經(jīng)過一段時(shí)間后(

)A．金屬框的速度大小趨于恒定值B．金屬框的加速度大小趨于恒定值C．導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值D．導(dǎo)體棒到金屬框bc邊的距離趨于恒定值答案解析解析19．(2021·福建高考)(多選)如圖，P、Q是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為L，導(dǎo)軌足夠長且電阻可忽略不計(jì)。圖中EFGH矩形區(qū)域有一方向垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。在t＝t1時(shí)刻，兩均勻金屬棒a、b分別從磁場邊界EF、GH進(jìn)入磁場，速度大小均為v0；一段時(shí)間后，流經(jīng)a棒的電流為0，此時(shí)t＝t2，b棒仍位于磁場區(qū)域內(nèi)。已知金屬棒a、b由相同材料制成，長度均為L，電阻分別為R和2R，a棒的質(zhì)量為m。在運(yùn)動(dòng)過程中兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，a、b棒沒有相碰，則(

)答案解析解析解析A．金屬棒下行過b時(shí)的速度大于上行過b時(shí)的速度B．金屬棒下行過b時(shí)的加速度大于上行過b時(shí)的加速度C．金屬棒不能回到無磁場區(qū)D．金屬棒能回到無磁場區(qū)，但不能回到a處20.(2021·山東高考)(多選)如圖所示，電阻不計(jì)的光滑U形金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上。區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中磁場方向均垂直斜面向上，Ⅰ區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，Ⅱ區(qū)中為勻強(qiáng)磁場。阻值恒定的金屬棒從無磁場區(qū)答案

域中a處由靜止釋放，進(jìn)入Ⅱ區(qū)后，經(jīng)b下行至c處反向上行。運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒始終垂直導(dǎo)軌且接觸良好。在第一次下行和上行的過程中，以下敘述正確的是(

)解析解析答案解析A．t1～t2時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線框受到的安培力逐漸增大B．磁場的高度d可以用v-t圖中陰影部分的面積表示C．導(dǎo)線框重力勢能的減少量等于其動(dòng)能的增加量D．導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱大于mgl22．(2021·北京市西城區(qū)高三下5月統(tǒng)一測試)如圖1所示，地面上方高度為d的空間內(nèi)有水平方向的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m的正方形閉合導(dǎo)線框abcd的邊長為l，從bc邊距離地面高為h處將其由靜止釋放，已知h>d>l。從導(dǎo)線框開始運(yùn)動(dòng)到bc邊即將落地的過程中，導(dǎo)線框的v-t圖像如圖2所示。重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，以下有關(guān)這一過程的判斷正確的是(

)答案解析由圖2可知，0～t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框自由下落，t1～t2時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線框切割磁感線進(jìn)入磁場，做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，t2～t3時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框完全進(jìn)入磁場，做勻加速運(yùn)動(dòng)。t1～t2時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)線框受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有，F(xiàn)安－mg＝ma，a減小，則安培力減小，A錯(cuò)誤；根據(jù)圖2可知，t1時(shí)刻bc邊開始進(jìn)入磁場，t3時(shí)刻bc邊到達(dá)地面，所以磁場高度d等于t1～t3時(shí)間內(nèi)的位移，即可用v-t圖線在t1～t3部分與t軸所圍面積表示，B錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知，安培力做負(fù)功，根據(jù)能量守恒定律可知導(dǎo)線框的重力勢能減少量等于動(dòng)能增加量和克服安培力做功之和，C錯(cuò)誤；由t1～t2時(shí)間內(nèi)F安>mg且W安＝F安l，可知在下降過程中導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱Q＝W安>mgl，D正確。解析23.(2022·河南省大聯(lián)考“頂尖計(jì)劃”高三上第一次考試)(多選)如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌傾斜放置，與水平面夾角為30°，兩導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)軌頂端接有電容為C的電容器。一根質(zhì)量為m的均勻金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，與兩導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，重力加速度為g，不計(jì)一切電阻。由靜止釋放金屬棒，金屬棒下滑x的過程中電容器未被擊穿，下列說法正確的是(

)答案解析解析答案24.(2021·山東省濟(jì)寧市高三下二模)(多選)如圖所示，空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左右兩部分的間距分別為l、2l，質(zhì)量分別為m、2m的導(dǎo)體棒a、b均垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒a接入電路的電阻為R，其余電阻均忽略不計(jì)；a、b兩棒分別以v0、2v0的初速度同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，兩棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸，a總在窄軌上運(yùn)動(dòng)，b總在寬軌上運(yùn)動(dòng)，直到兩棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，從開始運(yùn)動(dòng)到兩棒穩(wěn)定的過程中，下列說法正確的是(

)解析解析第二步精做大題·提能力

[題組一基礎(chǔ)大題]25．如圖甲所示，導(dǎo)體棒MN置于足夠長的水平“匚”形金屬框架上，框架的兩根導(dǎo)軌平行，左側(cè)連有定值電阻，右側(cè)虛線外有垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場。導(dǎo)體棒在水平恒力作用下，從t＝0時(shí)刻開始向右沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖線如圖乙所示。圖線在0～t1時(shí)間內(nèi)是直線，在t1～t2時(shí)間內(nèi)是曲線，在大于t2時(shí)間內(nèi)是平行時(shí)間軸的直線。已知該棒t1時(shí)刻速度為v1，t2時(shí)刻速度為v2，不計(jì)棒與導(dǎo)軌間的摩擦和導(dǎo)軌電阻，求：(1)剛進(jìn)入磁場的t1時(shí)刻和t2時(shí)刻通過導(dǎo)體棒的電流之比；(2)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場時(shí)加速度的大小。答案解析解析(1)線圈進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)，受到的安培力大??；(2)線圈釋放時(shí)，PQ邊到bb′的距離；(3)整個(gè)線圈穿過磁場的過程中，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱。答案(1)2×10－2N

(2)1m(3)4×10－3J答案解析解析(1)求拉力的功率P；(2)ab開始運(yùn)動(dòng)后，經(jīng)t＝0.09s速度達(dá)到v2＝1.5m/s，此過程中ab克服安培力做功W＝0.06J，求該過程中ab沿導(dǎo)軌的位移大小x。答案(1)4W

(2)0.1m答案解析解析28.(2021·海南高考)如圖，間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌，水平放置在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌左端接有阻值為R的定值電阻，一質(zhì)量為m的金屬桿放在導(dǎo)軌上。金屬桿在水平外力作用下以速度v0向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬桿內(nèi)自由電子沿桿定向移動(dòng)的速率為u0。設(shè)金屬