高考物理深化复习命题热点提分专题11电磁感应定律及其应用Word文档格式.docx

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C．A产生的热量Q＝mgh－mv2

D．A产生的热量Q＝mgh－mv2

解析：

选C.在线框进入磁场的过程中，可能匀速运动，也可能做变加速运动，因此A、B错．由能量守恒得：

Q＝mgh－·

（2m）·

v2＝mgh－mv2，故C对、D错．

3.（多选）高频焊接技术的原理如图3（a）所示.线圈接入图（b）所示的正弦式交流电（以电流顺时针方向为正），圈内待焊接工件形成闭合回路.则（　　）

图3

A.图（b）中电流有效值为I

B.0～t1时间内工件中的感应电流变大

C.0～t1时间内工件中的感应电流方向为逆时针

D.图（b）中T越大，工件温度上升越快

答案　AC

4.

图4

在竖直平面内固定一根水平长直导线，导线中通以如图4所示方向的恒定电流.在其正上方（略靠后）由静止释放一个闭合圆形导线框.已知导线框在下落过程中始终保持框平面沿竖直方向.在框由实线位置下落到虚线位置的过程中（　　）

A.导线框中感应电流方向依次为：

顺时针→逆时针→顺时针

B.导线框的磁通量为零时，感应电流也为零

C.导线框所受安培力的合力方向依次为：

向上→向下→向上

D.导线框产生的焦耳热等于下落过程中框损失的重力势能

答案　A

5.如图5所示，用均匀导线做成边长为0.2m的正方形线框，线框的一半处于垂直线框向里的有界匀强磁场中.当磁场以20T/s的变化率增强时，a、b两点间电势差的大小为U，则（　　）

图5

A.φa<

φb，U＝0.2V

B.φa>

C.φa<

φb，U＝0.4V

D.φa>

6.如图6甲所示，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内.左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化.规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压uab为正，下列uab－t图象可能正确的是（　　）

图6

7．（多选）如图甲是矩形导线框，电阻为R，虚线左侧线框面积为S，右侧面积为2S，虚线左右两侧导线框内磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设垂直线框向里的磁场为正，则关于线框中0～t0时间内的感应电流的说法正确的是（　　）

A．感应电流的方向为顺时针方向

B．感应电流的方向为逆时针方向

C．感应电流的大小为

D．感应电流的大小为

选BD.向里的变化磁场产生的感应电动势为：

E1＝S，感应电流方向为逆时针方向；

向外的变化磁场产生的感应电动势为：

E2＝2S，感应电流方向为逆时针方向；

从题图乙中可以得到：

＝＝，感应电流为I＝＝，方向为逆时针方向，即B、D正确．

8.如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接电阻R，宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B，Ⅰ和Ⅱ之间无磁场．一导体棒两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好接触，导体棒从距区域Ⅰ上边界H处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻R上的电流及其变化情况相同．下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是（　　）

9．（多选）如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度B＝2T的匀强磁场，MN的左侧有一质量m＝0.1kg的矩形线圈abcd，bc边长L1＝0.2m，电阻R＝2Ω.t＝0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示．则（　　）

A．恒定拉力大小为0.05N

B．线圈在第2s内的加速度大小为1m/s2

C．线圈ab边长L2＝0.5m

D．在第2s内流过线圈的电荷量为0.2C

选ABD.在第1s末，i1＝，E＝BL1v1，v1＝a1t1，F＝ma1，联立得F＝0.05N，A项正确．在第2s内，由图象分析知线圈做匀加速直线运动，第2s末i2＝，E′＝BL1v2，v2＝v1＋a2t2，解得a2＝1m/s2，B项正确．在第2s内，v－v＝2a2L2，得L2＝1m，C项错误．q＝＝＝0.2C，D项正确．

10．如图甲所示，在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1与L2、L3与L4之间均存在着匀强磁场，磁感应强度的大小均为1T，方向垂直于竖直平面向里．现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5m，质量为0.1kg，电阻为2Ω，将其从图示位置（cd边与L1重合）由静止释放，速度随时间变化的图象如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，t2～t3之间的图线为与t轴平行的直线，t1～t2的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈始终位于竖直平面内．（重力加速度g取10m/s2）则（　　）

A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为2.5C

B．线圈匀速运动的速度为8m/s

C．线圈的长度ad＝1m

D．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2J

11．（多选）如图xOy平面为光滑水平面，现有一长为d，宽为L的线框MNPQ在外力F作用下，沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B＝B0cosx（式中B0为已知量），规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R.t＝0时刻MN边恰好在y轴处，则下列说法正确的是（　　）

A．外力F为恒力

B．t＝0时，外力大小F＝

C．通过线框的瞬时电流i＝

D．经过t＝，线框中产生的电热Q＝

12.如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为37°

，导轨间距为1m，电阻不计，导轨足够长．两根金属棒ab和a′b′的质量都是0.2kg，电阻都是1Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度B的大小相同．让a′b′固定不动，将金属棒ab由静止释放，当ab下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为8W．求：

（1）ab下滑的最大加速度；

（2）ab下落了30m高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q为多大？

（3）如果将ab与a′b′同时由静止释放，当ab下落了30m高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q′为多大？

（g＝10m/s2，sin37°

＝0.6，cos37°

＝0.8）

（1）当ab棒刚下滑时，ab棒的加速度有最大值：

a＝gsinθ－μgcosθ＝4m/s2.

（2）ab棒达到最大速度时做匀速运动，有

mgsinθ＝BIL＋μmgcosθ，

整个回路消耗的电功率

P电＝BILvm＝（mgsinθ－μmgcosθ）vm＝8W，

则ab棒的最大速度为：

vm＝10m/s

由P电＝＝

得：

B＝0.4T.

根据能量守恒得：

mgh＝Q＋mv＋μmgcosθ·

解得：

Q＝30J.

答案：

（1）4m/s2　

（2）30J　（3）75J

13．如图甲所示，平行长直导轨MN、PQ水平放置，两导轨间距L＝0.5m，导轨左端M、P间接有一阻值R＝0.2Ω的定值电阻，导体棒ab的质量m＝0.1kg，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.1，导体棒垂直于导轨放在距离左端为d＝1.0m处，导轨和导体棒始终接触良好，电阻均忽略不计．整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，t＝0时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，不计感应电流磁场的影响．取重力加速度g＝10m/s2.

（1）求t＝0时棒所受到的安培力F0；

（2）分析前3s时间内导体棒的运动情况并求前3s内棒所受的摩擦力Ff随时间t变化的关系式；

（3）若t＝3s时，突然使ab棒获得向右的速度v0＝8m/s，同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力F，使棒的加速度大小恒为a＝4m/s2、方向向左．求从t＝3s到t＝4s的时间内通过电阻的电荷量q.

（1）t＝0时棒的速度为零，故回路中只有感生电动势，为E＝＝Ld＝0.1×

0.5×

1.0V＝0.05V

感应电流为：

I＝＝A＝0.25A

可得t＝0时棒所受到的安培力：

F0＝B0IL＝0.025N.

（3）3～4s内磁感应强度大小恒为B2＝0.1T，ab棒做匀变速直线运动，Δt1＝4s－3s＝1s

设t＝4s时棒的速度为v，第4s内的位移为x，则：

v＝v0－aΔt1＝4m/s

x＝Δt1＝6m

在这段时间内的平均感应电动势为：

E＝

通过电阻的电荷量为：

q＝IΔt1＝Δt1＝＝1.5C.

（1）0.025N　

（2）见解析　（3）1.5C

14.如图7所示，MN、PQ为足够长的平行导轨，间距L＝0.5m.导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°

.NQ⊥MN，NQ间连接有一个R＝3Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0＝1T.将一根质量为m＝0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝2Ω，其余部分电阻不计.现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，当金属棒滑行至cd处时速度大小开始保持不变，cd距离NQ为s＝2m.试解答以下问题：

（g＝10m/s2，sin37°

＝0.6，cos37°

图7

（1）金属棒达到稳定时的速度是多大？

（2）从静止开始直到达到稳定速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少？

（3）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t＝0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则t＝1s时磁感应强度应为多大？

答案　

（1）2m/s　

（2）0.06J　（3）0.4T

解析　

（1）在达到稳定速度前，金属棒的加速度逐渐减小，速度逐渐增大，达到稳定速度时，有：

mgsinθ＝B0IL＋μmgcosθ

E＝B0Lv

E＝I（R＋r）

代入已知数据，得v＝2m/s

（2）根据能量守恒得，重力势能减小转化为动能、摩擦产生的内能和回路中产生的焦耳热.有：

mgssinθ＝mv2