高考物理 二轮复习 提分训练 专题强化十二含答案解析.docx
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高考物理二轮复习提分训练专题强化十二含答案解析
专题强化十二 电磁感应
一、选择题:
本题共10小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求的,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
1.[2018·贵阳市高三一模]如图所示,在x≥0的区域有在垂直于xOy平面(纸面)向里的匀强磁场,现用力使一个等边三角形闭合导线(粗细均匀)框,沿x轴向右匀速运动,运动中线框平面与纸面平行,底边BC与y轴平行,从顶点A刚入磁场开始计时,在线框全部进入磁场过程中,其感应电流I(取顺时针方向为正)与时间t的关系图线为下图中的( )
2.(多选)[2018·黄山市一模]如图1,闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁场的方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示.规定垂直纸面向外为磁场的正方向,线框中顺时针电流的方向为感应电流的正方向,水平向右为安培力的正方向.关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图象,下列选项正确的是( )
3.[2018·江苏二模]如图所示的电路中,三个灯泡A、B、C完全相同,电感L自感系数很大,其直流电阻与定值电阻R相等,D为理想二极管,下列判断中正确的是( )
A.闭合开关S的瞬间,灯泡A和C同时亮
B.闭合开关S的瞬间,只有灯泡C亮
C.闭合开关S稳定后,灯泡A、B、C一样亮
D.在电路稳定后,断开开关S的瞬间,灯泡B、C均要亮一下再熄灭
4.[2018·石嘴山市模拟]如图所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落.如果线圈受到的磁场力总小于其重力,则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为( )
A.a1>a2>a3>a4B.a1=a3>a2>a4
C.a1=a3>a4>a2D.a4=a2>a3>a1
5.(多选)[2018·南平市高三模拟]如图所示,一匝数为n,边长为L,质量为m,电阻为R的正方形导体线框abcd,与一质量为3m的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连.在导体线框上方某一高处有一宽度为L的上、下边界水平的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.现将物块由静止释放,当ad边从磁场下边缘进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动,不计—切摩擦.重力加速度为g.则( )
A.线框ad边进入磁场之前线框加速度a=2g
B.从线框全部进入磁场到完全离开磁场的过程中,通过线框的电荷量q=
C.整个运动过程线框产生的焦耳热为Q=4mgL
D.线框进入磁场时的速度大小v=
6.[2018·河南省六市联考]如图甲所示,一匝数N=10匝、总电阻R=7.5Ω、ad长L1=0.4m、ab宽L2=0.2m的匀质矩形金属线框静止在粗糙水平面上,线框的bc边正好过半径r=0.1m的圆形磁场的直径,线框的左半部分处于垂直线框平面向上的匀强磁场区域内,磁感应强度B0=1T,圆形磁场的磁感应强度为B,方向垂直线框平面向下,大小随时间变化规律如图乙所示,已知线框与水平面间的最大静摩擦力f=1.2N,π≈3,则( )
A.t=0时刻穿过线框的磁通量大小为0.01Wb
B.线框静止时,线框中的感应电流为0.2A
C.线框静止时,ad边所受安培力水平向左,大小为0.8N
D.经时间t=2s,线框开始滑动
7.(多选)[2018·贺州、崇左两市联考]如图所示,光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.20m,两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω,导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω,导轨的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一水平外力F水平向右拉金属杆,使之由静止开始运动,在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示.则金属杆开始运动经t=5.0s时( )
A.通过金属杆的感应电流的大小为1A,方向由b指向a
B.金属杆的速率为4m/s
C.外力F的瞬时功率为1W
D.0~5.0s内通过R的电荷量为5C
8.(多选)[2018·洛阳市模拟]如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R.导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正),MN始终保持静止,则0~t2时间( )
A.电容器C的电荷量大小始终没变
B.电容器C的a板先带正电后带负电
C.MN所受安培力的大小始终没变
D.MN所受安培力的方向先向右后向左
9.(多选)[2018·太原市二模]如图所示,在竖直面内有方向垂直纸面向里、高度为h的有界匀强磁场,磁场上、下边界水平.将边长为l(l<h)、质量为m的正方形金属线框abcd从磁场上方某处由静止释放,设ab边通过磁场上边界和磁场下边界时的速度分别为v1和v2;cd边通过磁场下边界时的速度为v3.已知线框下落过程中ab边始终水平、ad边始终竖直,下列说法正确的是( )
A.若v1=v2,则一定有v2>v3
B.若v1>v2,则一定有v2>v3
C.若v1=v2,从ab离开磁场到cd离开磁场的过程中,线框内产生的焦耳热为mgh
D.从ab进入磁场到cd离开磁场的过程中,线框内产生的焦耳热为mgh+mv-mv
10.[2018·开封市一模]如图所示,在光滑绝缘的水平面上方,有两个方向相反的水平方向匀强磁场,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大,磁感应强度的大小分别为B1=B,B2=2B.一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框,以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为,则下列结论中正确的是( )
A.此过程中通过线框截面的电量为
B.此过程中回路产生的电能为0.5mv2
C.此时线框的加速度为
D.此时线框中的电功率为
二、计算题:
本题共4小题,共50分.
11.(12分)[2018·南京市、盐城市联考]如图甲所示,正方形闭合线圈abcd边长为10cm,总电阻为2.0Ω,匝数为100匝,放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,求:
(1)在0~2s内线圈中感应电动势的大小;
(2)在t=1.0s时线圈的ab边所受安培力的大小和方向;
(3)线圈中感应电流的有效值.
12.(12分)[2018·茂名市二模]如图所示,间距L=1m的两根足够长的固定水平平行导轨间存在着匀强磁场,其磁感应强度大小B=1T、方向垂直于纸面向里,导轨上有一质量M=0.1kg,电阻r=1Ω的金属棒MN与导轨垂直且在水平拉力F作用下以v=2m/s的速度水平向左匀速运动R1=2Ω,R2=2Ω,C=5μF,导轨和棒之间的动摩擦因数μ=0.2.开关S1、S2闭合,电路稳定后,求:
(g=10m/s2)
(1)水平拉力F的大小;
(2)断开S1后,流过R2的电荷量.
13.(12分)[2018·益阳市高三4月份调研]如图甲所示,两电阻不计的平行光滑金属导轨倾斜放置,倾角α=37°,导轨间距d=0.4m,下端接有定值电阻R0=4Ω,在导轨的CDEF矩形区域内存在垂直于导轨向上的匀强磁场,xDE=5m,该匀强磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,现将一金属棒在导轨上端由静止释放,金属棒电阻R=1Ω,经t=1s金属棒运动到EF位置并开始做匀速运动,取g=10m/s2,sin37°=0.6,求:
(1)0~1s和1~2s时间内通过金属棒的电流分别为多大;
(2)金属棒的质量及0~2s时间内金属棒中产生的热量.
14.(14分)[2018·齐齐哈尔市高三二模]如图所示,两条平行的水平导轨FN、EQ间距为L,导轨的左侧与两条竖直固定、半径为r的光滑圆弧轨道平滑相连,圆弧轨道的最低点与导轨相切,在导轨左边宽度为d的EFHG矩形区域内存在磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场,且在磁场的右边界垂直导轨放有一金属杆甲,右边界处无磁场.现将一金属杆乙从圆弧轨道的最高点PM处由静止释放,金属杆乙滑出磁场时,与金属杆甲相碰(作用时间极短),并粘连在一起,最终它们停在距磁场右边界为d的虚线CD处,已知金属杆甲、乙的质量均为m,接入电路的电阻均为R,它们与导轨间的动摩擦因数均为μ,且它们在运动过程中始终与导轨间垂直且接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度为g,求:
(1)金属杆乙通过圆弧轨道最低点时受到的支持力大小N;
(2)金属杆乙与甲相碰前的速度大小;
(3)整个过程中,感应电流通过金属杆甲所产生的热量Q.
专题强化十二 电磁感应
1.B 导线框匀速进入磁场,有效切割长度不断增大,L=2vt·tan30°,切割磁感线产生感应电动势E=BLv=2Blv2·tan30°·t,根据欧姆定律可知,感应电流I==t,感应电流大小与时间成正比,B选项正确.
2.BC 根据法拉第电磁感应定律可知,E=n∝,根据欧姆定律可知,I∝E∝,分析B-t图象可知,0~1s时间内,B线性增大,感应电流恒定,根据楞次定律可知,感应电流顺时针方向,安培力F=BIL,水平向右,随B线性变化,D选项错误;1s~2s时间内,磁通量不变,无感应电流;2s~3s,B减小,Φ减小,根据楞次定律可知,感应电流恒定,沿逆时针方向,安培力水平向左,逐渐减小;3s~4s内,感应电流沿逆时针方向,安培力水平向左,逐渐增大,B、C选项正确.
3.B 闭合开关的瞬间,由于自感现象,电感L中产生自感电动势,阻碍原电流的增大,该路不能导通,灯A不亮,二极管具有单向导电性,加反向电压,该路不能导通,灯B不亮,故只有灯泡C亮,A、C选项错误,B选项正确;电路稳定后,断开开关S的瞬间,电感L相当于电源,右端为正极,其直流电阻与定值电阻R相等,所以A、C两个支路的电流是相等的,灯泡B、C并联,B要亮一下再熄灭,流过C的电流比原电流小,C不能闪亮一下,而是逐渐熄灭,D选项错误.
4.B 未进入磁场前,线框受到重力作用,加速度a1=g,进磁场的过程中,受到重力和向上的安培力作用,加速度a2<g,完全进入磁场后,不产生感应电流,不受安培力,受重力作用,加速度a3=g,离开磁场时,受到重力和向上的安培力作用,加速度a4<g,由于此时速度较大,故a2>a4,即a1=a3>a2>a4,B选项正确.
5.CD 线框ad边进入磁场之前,以物块和线框为研究对象,根据牛顿第二定律可知,a==g,A选项错误;根据电荷量的定义式可知,q=n,从线框全部进入磁场到完全离开磁场的过程中,通过线框的电荷量q=n,B选项错误;当ad边从磁场下边缘进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动,mg+F安=3mg,解得F安=2mg,整个运动过程线框产生的焦耳热等于克服安培力做的功Q=W安=F安·2L=4mgL,C选项正确;F安=,根据平衡条件可知,+mg=3mg,解得v=,D选项正确.
6.A 穿过线框的磁通量等于磁感线的净条数,Φ=B0L1·-B1·πr2=0.01Wb,A选项正确;线框静止时,圆形磁场发生变化,产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律可知,E=n=n·πr2=0.75V,根据欧姆定律可知,感应电流I==0.1A,B选项错误;根据楞次定律可知,线框内产生逆时针的感应电流,根据左手定则可知,ad边受到的安培力的方向向左,F=NBIL1=0.4N,C选项错误;分析图乙可知,B′=2+5t,根据左手定则可知,右侧的bc边受到的安培力F′方向向左,线框受到安培力的合力等于最大静摩擦力时,F安=F+F′=1.2N,解得,F′=0.8N,B′=4T,对
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