2021届高考物理二轮复习提优(江苏专用)专题十 电磁感应基本问题分析4_【检测与评估答案】
专题三 力与曲线运动
1. A 解析:同步卫星的周期等于地球的自转周期,依据万有引力定律和牛顿其次定律
G 2
Mm r =m 2
v r =m ω2r=m 224πT r 可知,卫星的周期越大,轨道半径越大,所以地球自转变慢后,同步卫
星需要在更高的轨道上运行,选项A 正确;而此时万有引力减小,所以向心加速度减小、线速度减小,角速度减小,故选项B 、C 、D 错误.
2. D 解析:当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,二者的角速度ω相等,由v=ωr 可知,A 的速度比B 的小,选项A 错误.由a=ω2
r 可知,选项B 错误;由于二者加速度不相等,悬挂A 、B 的缆绳与竖直方向的夹角不相等,选项C 错误;悬挂A 的缆绳所受的拉力比悬挂B 的小,选项D 正确.
3. D 解析:人和车沿水平面做匀速圆周运动,正好不受摩擦力时,因支持力F N =cos mg
θ不变,故A 错;因向心力F n =mgtan θ不变,故B 错;由牛顿其次定律有F n =2
mv r 和F n =m 2
2πT ⎛⎫ ⎪
⎝⎭r,h 越高r 越大,所
以C 错D 对.
4. C 解析:小环在最低点时,对整体有T-(M+m)g=2
mv R ,其中T 为轻杆对大环的拉力;小环由最高处运动到最低处由动能定理得mg ·2R=1
2mv 2-0,联立以上二式解得T=Mg+5mg,由牛顿第三定律知,大环对轻杆的拉力大小为T'=T=Mg+5mg,C 项正确.
5. A 解析:不计空气阻力,依据动能定理,竖直向上抛出的小球mgh=12m 2
1v -1
2mv 2,竖直向下抛出的小球mgh=12m 2
2v -1
2mv 2,整理可得两个小球落地的末速度v 1=v 2.不计空气阻力,两个小球都是匀变速直线运动,加速度都等于重力加速度,以竖直向下为正方向,对竖直向上抛出的小球有
t 1
=1-(-)v v g ,对竖直向下抛出的小球有t 2
=2-v v g ,整理可得t 1
-t 2
=2v g .
6. CD 解析:A 、B 加速度都等于重力加速度,选项A 错误;由于二者上上升度相同,说明二者抛出时速度的竖直重量相等,飞行时间相等,选项B 错误;B 抛出时速度的水平重量大于A,B 在最高点的速度比A 在最高点的大,选项C 正确;B 在落地时的速度比A 在落地时的大,选项D 正确.
7. (1) 4 m/s 3 N,方向竖直向上
m/s
(3) 0.6 J
解析:(1) 由平抛运动规律得
竖直方向2R=1
2gt 2. 水平方向l=vt. 解得v=4 m/s.
最高点F N +mg=2
mv R . 解得F N =3 N.
由牛顿第三定律得,小物块对轨道的压力为3 N,方向竖直向上.
(2) 由动能定理-2mgR=12mv 2-1
2m 2
0v . 解得v 0
m/s.
(3) 最高点mg=2
'mv R .
由动能定理-2mgR-W 克=12mv'2-1
2m 2
0v . 解得W 克=0.6 J.
(2) 3
4mg,方向竖直向上 (3) 38mgR
解析:(1) 小球从A 到B: 竖直方向2y
v =2gR(1+cos 60°)=3gR.
则v y
在B 点,由速度关系可得
v 0=0
tan60y
v
(2) 小球从D 到B:
竖直方向R(1+cos 60°)=2
2gt .
【 高考物理一轮电磁学专题复习】 选择题专练4 电磁感应(含解析)
【备考2022 高考物理一轮电磁学专题复习】选择题专练4 电磁感应（含解析）1．以下电器，主要原理不是电磁感应的是（） A．手机无线充电器B．电暖器 C．变压器D．电磁炉 2．安装在公路上的测速装置如图，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流，检测装 置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小，从而对超速车辆进行抓 拍。下列说法正确的是（） A．汽车经过线圈上方时，两线圈产生的脉冲电流信号时间差越长，车速越大 B．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件中会产生感应电流 C．当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流 D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生感应电流属于自感现象 3．某科学家在探索电磁实验时，将一长金属棍用双手握住，当他在某房间内快速移动时，能够感受到电流的冲击。则该房间最有可能是（） A．电压房B．电流房C．磁场房D．太空站 4．某种手机的无线充电原理如图所示。已知发射线圈的两端电压为45V，电流的频率
为100kHz，接收线圈的两端电压为5.4V。充电时效率大约60%。下列说法正确的是（） A．无线充电工作原理是“电流的磁效应” B．接收线圈中电流的频率为100kHz C．无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为25:3 D．充电时接收线圈始终有收缩的趋势 5．将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是（） A．水平向左移动B．水平向右移动 C．绕虚线轴转动D．竖直向下移动 6．动能回收系统能够提高电动车的续航能力，在电动车刹车瞬间，电源与电动车的电动机断开，同时启动动能回收系统，车轮带动电机转动向蓄电池充电，实现动能的回收，下列说法正确的是（） A．动能回收技术应用了电磁感应的原理 B．动能回收技术应用了磁场对电流的驱动原理 C．如果关闭此系统，刹车时汽车的机械能守恒 D．随着技术的进步，动能回收的效率可以达到100% 7．航母上的飞机起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同、已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间（）
2021年高考物理真题试卷(江苏卷)带答案解析
2021年高考物理真题试卷（江苏卷） 一、选择题 1.一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为（） A. 40 m/N B. 40 N/m C. 200 m/N D. 200 N/m 【答案】 D 【考点】弹力 【解析】【解答】由题意知弹簧的弹力为4N时，弹簧伸长2cm，根据胡克定律F=kx，代入可得弹簧的劲度系数k=200 N/m，所以A、B、C错误；D正确。 【分析】由题确定出弹簧的弹力和伸长的长度，根据胡克定律求解弹簧的劲度系数．本题考查胡克定律的基本应用，关键要知道公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或缩短的长度，不是弹簧的长度．该题还应特别注意单位． 2.有A，B两小球，B的质量为A的两倍。现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力。图中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是（） A. ① B. ② C. ③ D. ④ 【答案】A 【考点】斜抛运动 【解析】【解答】由题意知A、B两球抛出的初速度相同，虽然质量不同，但牛顿第二定律知，两球运动的加速度相同，所以运动的轨迹相同，故A正确；B、C、D错误。 【分析】明确抛体运动的轨迹取决于物体的初速度和加速度，明确加速度均为重力加速度，即可分析小球B的运动轨迹．本题考查对抛体运动的掌握，要注意明确质量不同的物体在空中加速度是相同的，而影响物体运动的关键因素在于加速度，与质量无关． 3.一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面，A，B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是（）
A. A点的电场强度比B点的大 B. 小球表面的电势比容器内表面的低 C. B点的电场强度方向与该处内表面垂直 D. 将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功不同 【答案】C 【考点】电势差、电势、电势能 【解析】【解答】由图知B处的电场线比A处密集，所以B点的电场强度比A点的大，故A错误；根据沿电场线的方向电势降低可知，小球表面的电势比容器内表面的高，所以B错误；电场线的方向与等势面垂直，故C正确；由于A、B在同一等势面上，将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功都为零，所以D错误。 【分析】A、根据电场线的疏密可判定电场强度的强弱；B、依据沿着电场线方向电势是降低的，即可判定； C、根据电场线总与等势线垂直，即可确定； D、在同一等势线上，电场力做功为零． 4.一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只饶有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中（） A. U2>U1，U2降低 B. U2>U1，U2升高 C. U2 专题08电磁感应的规律及应用 一、单选题 1．（2022·贵州贵阳·模拟预测）如图，长直导线MN置于等腰梯形金属线框的中位线上，彼此绝缘且分别固定。导线通入由M到N的电流，当电流随时间线性增大时，线框中（） A．没有产生感应电流B．有沿逆时针方向的感应电流 C．感应电流逐渐增大D．金属线框所受的安培力大小不变 由于电流随时间线性增大，可知磁感应强度变化率为定值，则线框中感应电动势为定值，线框中感应电流为定值，C错误； D．长直导线MN电流随时间线性增大，可知直导线MN电流产生磁场对应的磁感应强度逐渐变大，又线框中感应电流为定值，故金属线框所受的安培力大小逐渐变大，D错误。 故选B。 2．（2022·上海市崇明中学模拟预测）如图，通电直导线a与圆形金属环b位于同一竖直平面内，相互绝缘。若b中产生逆时针方向的感应电流，且b受到的安培力合力水平向左，则可推知直导线a中电流的方向和大小变化情况可能是（） A．向上，增大B．向上，减小 C．向下，增大D．向下，减小 【答案】A 【详解】由安培定则可知，金属环b中感应电流在环内产生的磁场方向垂直于纸面向外，由于b受到的安 培力合力水平向左，可知金属环b中感应电流对通电直导线a的安培力水平向右，根据左手定则可知通电直导线a的电流方向向上，可知通电直导线a的电流在金属环b中向里的磁场强于向外的磁场，根据楞次定律可知，金属环b中的原磁通量增加，故通电直导线a的电流增大，A正确，BCD错误； 故选A。 3．（2022·江苏扬州·模拟预测）如图所示，竖直平面内在A、D两点各固定一颗光滑钉子，一个由细软导线制成的闭合导线框挂在两颗钉子上，匀强磁场的磁感应强度为B，导线框的电阻为r，圆的半径为R。从0 = t 时刻开始，将导线上的C点绕圆心O以恒定角速度ω从A点沿圆弧移动到D点，导线始终绷紧。此过程导线中（）。 A．张力保持不变 B．感应电流的方向先顺时针后逆时针 C．感应电流随时间t的变化关系为 2sin BR t i r ωω= D．产生的电热为 24π 2 B R r ω 【答案】D 【详解】A．对滑轮E分析可知，两边绳子拉力总是相等的，则两边绳子与竖直方向的夹角总相等，随着C点沿圆弧从A点移到D点，AC段与CD段绳子之和先增加后减小，则AE段与ED段绳子之和先减小后增加，AE段绳子与ED段绳子的夹角先增加后减小，由 2cos T mg α= 可知绳子的拉力先增加后减小，选项A错误； B．设C点转过的角度为 θ=ωt 根据几何知识可得，线框上的三角形的面积为 磁通量为 Φ=BS=BR2sinθ 2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练 电磁感应规律及其应用 一、单项选择题 1、如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正．以下说法正确的是( ) A．从上往下看，0～1s内圆环中的感应电流沿顺时针方向 B．0～1s内圆环面积有扩张的趋势 C．3s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力 D．1～2s内和2～3s内圆环中的感应电流方向相反 2、如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是( ) A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小 C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力逐渐减小 3、图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( ) A.图甲中,A1与L1的电阻值相同 B.图甲中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流 C.图乙中,变阻器R与L2的电阻值相同 D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等 4、发光二极管是目前电器指示灯广泛使用的电子元件，在电路中的符号是“”。只有电流从标有“＋”号的一端流入时，它才能发光，如图所示，螺线管与两只反向并联的发光二极管相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管。下列说法正确的是( ) 专题四电路与电磁感应 1.恒定电流 (1)闭合电路中的电压、电流关系:E=U外+U内,I=,U=E-Ir。 (2)闭合电路中的功率关系:P总=EI,P内=I2r,P出=IU=I2R=P总-P内。 (3)直流电路中的能量关系:电功W=qU=UIt,电热Q=I2Rt。 (4)纯电阻电路中W=Q,非纯电阻电路中W>Q。 2.电磁感应 (1)判断感应电流的方向:右手定则和楞次定律(增反减同、来拒去留、增缩减扩)。 (2)求解感应电动势常见情况与方法 (3)自感现象与涡流 自感电动势与导体中的电流变化率成正比,线圈的自感系数L跟线圈的形状、长短、匝数等因素有关系。线圈的横截面积越大,线圈越长,匝数越多,它的自感系数就越大。带有铁芯的线圈其自感系数比没有铁芯时大得多。 3.交变电流 (1)交变电流的“四值” ①最大值:为U m、I m,即交变电流的峰值。 ②瞬时值:反映交变电流每瞬间的值,如e=E m sinωt。 ③有效值:正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系为E=、U=、I=;非正弦式交变电流的有效值可以根据电流的热效应来求解。计算交变电流的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值。 ④平均值:反映交变电流的某物理量在t时间内的平均大小,如平均电动势E=n。 (2)理想变压器的基本关系式 ①功率关系:P入=P出;②电压关系:=;③电流关系:=。 (3)远距离输电常用关系式(如图所示) ①功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P线+P3。 ②电压损失:U损=I2R线=U2-U3。 ③输电电流:I线===。 ④输电导线上损耗的电功率:P损=I线U损=R线=R线。 高考演练 1.(2019江苏单科,1,3分)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10,当输入电压增加20 V时,输出电压 () A.降低2 V B.增加2 V C.降低200 V D.增加200 V 答案D依据理想变压器原、副线圈的电压比与匝数比关系公式可知,=,则ΔU 2=ΔU1,得ΔU2=200 V,故选项D正确。 2.(2020江苏单科,2,3分)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示。其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上。则电流互感器 2023年高考物理二轮复习讲练专题11 电磁感应规律及其应用 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．（2022·江苏·高考真题）如图所示，半径为r 的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应 强度B 随时间t 的变化关系为0B B kt =+，0B 、k 为常量，则图中半径为R 的单匝圆形线圈中产生 的感应电动势大小为（ ） A ．2kr π B ．2kR π C ．20B r π D ．20B R π 2．（2022·北京·高考真题）如图所示平面内，在通有图示方向电流I 的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd ，ad 边与导线平行。调节电流I 使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（ ） A ．线框中产生的感应电流方向为a b c d a →→→→ B ．线框中产生的感应电流逐渐增大 C ．线框ad 边所受的安培力大小恒定 D ．线框整体受到的安培力方向水平向右 3．（2023·江西·统考一模）把一根大约30m 长网线的两端连在一个灵敏电流表两个接线柱上，形成闭合回路。两同学东西方向面对面站立，每分钟摇动网线120次，使网线中点O 在竖直面内做半径为1m 的匀速圆周运动，如图1所示。已知当地的地磁场磁感应强度大小约为4.5×10-5T ，方向与水平地面约成37°角向下，则（ ） A ．摇动过程中，网线上产生了大小变化、方向不变的电流 B ．摇动过程中，O 点与其圆周运动圆心等高时网线产生的感应电动势最大 C ．摇动过程中，O 点附近5cm 长的网线（可近似看成直线）产生的感应电动势最大约为9π×10-6V D ．按图2的方式摇动与图1方式相比，回路中能产生更明显的电磁感应现象 4．（2023·北京石景山·统考一模）汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（ ） A ．制动过程中，导体不会发热 B ．制动力的大小与导体运动的速度无关 C ．改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力 D ．制动过程中导体获得的制动力逐渐减小 2021届高考物理二轮复习易错题型专项练习（10） 电磁感应 1.利用所学物理知识,可以初步了解常用的公交一卡通(IC 卡)的工作原理及相关问题.IC 卡内部有一个由电感线圈L 和电容器C 构成的LC 振荡电路.公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波.刷卡时,IC 卡内的线圈L 中产生感应电流,给电容器C 充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输.下列说法正确的是( ) A.IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 B.仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时,IC 卡才能有效工作 C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则线圈L 中不会产生感应电流 D.IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息 2.如图所示,单匝闭合金属线框abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO '匀速转动,设穿过线框的最大磁通量为m Φ，线框中产生的最大感应电动势为m E ,从线框平面与磁场平行时刻(图示位置)开始计时,下列说法正确的是( ) A.线框转动的角速度为 m m E Φ B.线框中的电流方向在图示位置发生变化 C.当穿过线框的磁通量为m Φ时,线框中的感应电动势为m E D.若线框的转动周期减小一半,线框中的感应电动势也减小一半 3.半径为a 、右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为0R .圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B .杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示.则( ) 2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2） 第四部分 电磁感应 专题4.32 电磁感应与动量综合问题（提高篇） 1．(10分) （2020新高考冲刺仿真模拟6）如图甲所示，光滑的水平绝缘轨道M 、N 上搁放着质量m 1＝0.2 kg 、电阻R 1＝0.02 Ω的“[”形金属框dabc ，轨道间有一有界磁场，变化关系如图乙所示．一根长度等于ab ，质量m 2＝0.1 kg 、R 2＝0.01 Ω的金属棒ef 搁在轨道上并静止在磁场的左边界上．已知轨道间距与ab 长度相等，均为L 1＝0.3 m ，ad ＝bc ＝L 2＝0.1 m ，其余电阻不计.0时刻，给“[”形金属框一初速度v 0＝3 m/s ，与金属棒碰撞后合在一起成为一闭合导电金属框(碰撞时间极短)．t 0时刻整个框刚好全部进入磁场，(t 0＋1) s 时刻，框右边刚要出磁场．求： (1)碰撞结束时金属框的速度大小； (2)0～t 0时间内整个框产生的焦耳热； (3)t 0～(t 0＋1) s 时间内，安培力对ab 边的冲量的大小． 【名师解析】 (1)碰撞过程中，动量守恒，得到 m 1v 0＝(m 1＋m 2)v v ＝2 m/s (2)对闭合金属框，0～t 0时间内由动量定理得： －BIL 1Δt ＝－BL 1Δq ＝(m 1＋m 2)Δv 等号两边求和，得－BL 1q ＝(m 1＋m 2)(v ′－v ) 又因为q ＝B ΔS R 总＝BL 1L 2 R 1＋R 2 得到v ′＝1 m/s 所以Q ＝12(m 1＋m 2)v 2－1 2(m 1＋m 2)v ′2＝0.45 J (3)t 0～(t 0＋1) s 时间内，整个框在磁场中运动， 1．高考对本部分内容的考查命，大部分以选择题的形式出题，也有部分是计算题。考查内容主要集中在利用电磁感应基本规律分析动态过程。 2．注意要点：电磁感应中的有些题目可以从动量角度着手，运用动量定理或动量守恒定律解决。 例1．(2020·全国卷I·21)如图，U 形光滑金属框abcd 置于水平绝缘平台上，ab 和dc 边平行，和bc 边垂直。ab 、dc 足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN 置于金属框上，用水平恒力F 向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN 与金属框保持良好接触，且与bc 边保持平行。经过一段时间后 ( ) A. 金属框的速度大小趋于恒定值 B. 金属框的加速度大小趋于恒定值 C. 导体棒所受安培力的大小趋于恒定值 D. 导体棒到金属框bc 边的距离趋于恒定值 【答案】BC 【解析】由bc 边切割磁感线产生电动势，形成电流，使得导体棒MN 受到向右的安培力，做加速运动，bc 边受到向左的安培力，向右做加速运动。当MN 运动时，金属框的bc 边和导体棒MN 一起切割磁感线，设导体棒MN 和金属框的速度分别为v 1、v 2，则电路中的电动势E ＝BL (v 2－v 1)，电流中的电流21()BL v v E I R R -==，金属框受到的安培力2221()B L v v F R -=，与运动 方向相反，导体棒MN 受到的安培力2221() MN B L v v F R -= ，与运动方向相同，设导体棒MN 和金属框的质量分别为m 1、m 2，则对导体棒MN 有222111() B L v v m a R -=，对金属框有 优培18 法拉第电磁感应定律及其应用 考点分析 专题突破1 电磁感应的电路和图象问题 电磁感应的电路问题 1.电磁感应中电路知识的关系图 2.分析电磁感应电路问题的基本思路 【例1】 (2018·姜堰中学模拟)(多选)如图1所示，有一个磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，一半径为r 、电阻为2R 的金属圆环放置在磁场中，金属圆环所在的平面与磁场垂直。金属杆Oa 一端可绕环的圆心O 旋转，另一端a 搁在环上，电阻值为R ；另一金属杆Ob 一端固定在O 点，另一端b 固定在环上，电阻值也是R 。已知Oa 杆以角速度ω匀速旋转，所有接触点接触良好，Ob 不影响Oa 的转动，则下列说法中正确的是( ) 图1 A.流过Oa 的电流可能为Bωr 2 5R B.流过Oa 的电流可能为6Bωr 2 25R C.Oa 旋转时产生的感应电动势的大小为Bωr 2 D.Oa 旋转时产生的感应电动势的大小为12Bωr 2 解析 Oa 旋转时产生的感应电动势的大小为E ＝12×Bωr 2，D 项正确，C 项错误； 当Oa 旋转到与Ob 共线但不重合时，等效电路如图甲所示，此时有I min ＝E 2.5R ＝ Bωr 25R ，当Oa 与Ob 重合时，环的电阻为0，等效电路如图乙所示，此时有I max ＝E 2R ＝Bωr 24R ，所以Bωr 25R ≤I ≤Bωr 24R ，A 、B 项正确。 答案 ABD 电磁感应中的图象问题 电磁感应中常见的图象问题 的电阻R＝0.5 Ω，边长L＝20 cm，匀强磁场垂直于线框平面，磁感强度B随时间t的变化规律如图乙所示。求： 图2 (1)0～2 s内通过ab边横截面的电荷量q； (2)3 s时ab边所受安培力的大小F； (3)0～4 s内线框中产生的焦耳热Q。 解析(1)由法拉第电磁感应定律得 电动势E＝SΔB Δt 感应电流I＝E R 电荷量q＝IΔt 解得q＝4.8×10－2 C (2)安培力F＝BIL 由图得3 s时的B＝0.3 T 代入数值得F＝1.44×10－3 N (3)由焦耳定律得Q＝I2Rt 代入数值得Q＝1.152×10－3 J 答案(1)4.8×10－2 C(2)1.44×10－3 N (3)1.152×10－3 J 【例3】(2018·全国卷Ⅱ，18)如图3，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方 向交替向上向下。一边长为3 2l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。线框中 感应电流i随时间t变化的正确图线可能是() 2021届高考物理二轮复习动态分析选择题专练 （5）电磁感应 1.将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在纸面内,回路的ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场I 中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以垂直纸面向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B 随时间t 变化的图像如图乙所示.用F 表示ab 边受到的安培力,以水平向右为F 的正方向,能正确反映F 随时间t 变化的图像是( ) A. B. C. D. 2.如图所示的电路中,两只小灯泡的规格相同.在开关S 闭合一段时间后,发现两个灯泡的亮度相同.断开开关S 后,进行如下操作,下列对小灯泡发光的描述正确的是( ) A.开关S 闭合瞬间,两灯一样亮 B.开关S 闭合后,灯2A 一直比1A 亮 C.若将电源换成交流电,两灯一样亮 D.断开开关S 时,两灯都逐渐熄灭 3.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,1L 和2L 为电感线圈.实验时,断开开关1S 瞬间,灯1A 突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关2S ,灯2A 逐渐变亮,而另一个相同的灯3A 立即变亮,最终2A 与3A 的亮度相同.下列说法正确的是( ) A.图1中,1A 与1L 的电阻值相同 B.图1中,闭合1S ,电路稳定后,1A 中电流大于1L 中电流 C.图2中,变阻器R 与2L 的电阻值相同 D.图2中,闭合2S 瞬间,2L 中电流与变阻器R 中电流相等 4.如图所示,A 、B 、C 是三个完全相同的灯泡,L 是全自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计).则( ) A.电路接通稳定店,三个灯亮度相同 B.电路接通稳定,S 断开时,C 灯立即熄灭 C.S 闭合时,A 灯立即亮，然后逐渐熄灭 D.S 闭合时,B 灯立即亮,然后逐渐熄灭 5.如图所示,在一水平固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N 极朝上,S 极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是( ) A.总是顺时针 B.总是逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针 6.如图所示，有一个边界为正三角形的匀强磁场区域，边长为a ，磁感应强度方向垂直于纸面3，宽为2a ，导线框平行于纸面沿着磁场区域的轴线匀速穿越 专题分层突破练10 恒定电流和交变电流 A组 1.(2021浙江高三模拟)如图所示,国内首台10×106 W海上风电机组在三峡集团福建福清兴化湾二期海上风电场成功并网发电,是目前我国自主研发的单机容量亚太地区最大、全球第二大的海上风电机组。若已知该风力发电机的年均输出功率为设计功率的55%,每户家庭月均耗电200 kW·h,则一台发电机可供大约多少户用电() A.5 000 B.1万 C.2万 D.4万 2.(多选)(2021山东枣庄高三二模)如图所示的长方体金属导体,前表面为abcd,已知l ab=10 cm、l bc=5 cm。当C、D两端加电压U时,其中电流为2 A;当A、B两端加电压2U时,其中电流为I。下列说法正确的是() A.I=2 A B.I=1 A C.若A端接电源正极,B端接负极,同时加一垂直于abcd面向里的匀强磁场,则C端电势高 D.若A端接电源正极,B端接负极,同时加一垂直于abcd面向里的匀强磁场,则D端电势高 3.(2020江苏卷)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示。其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上。则电流互感器() A.是一种降压变压器 B.能测量直流电路的电流 C.原、副线圈电流的频率不同 D.副线圈的电流小于原线圈的电流 4.(2021山东高三模拟)如图所示,R1为定值电阻,R为滑动变阻器,C为电容器。闭合开关S,当滑片P向上移动时,下列说法正确的是() A.电流表A1的示数增大 B.电流表A2的示数减小 C.电容器C的电荷量减小 D.电源内阻r上消耗的电功率增大 5.(2020北京卷)如图所示,理想变压器原线圈接在u=U m sin(ωt+φ)的交流电源上,副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内阻影响。闭合开关S后() A.电流表A2的示数减小 B.电压表V1的示数减小 C.电压表V2的示数不变 D.电流表A1的示数不变 2021-4-29 20XX年复习资料 教学复习资料 班级：科目： 直流电路与交流电路 [题组一] 直流电路的分析 1.(2020·长沙长郡中学模拟)如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量G ＝500 N ，电源电动势E ＝90 V ，电源内阻r ＝2 Ω，不计各处摩擦，当电动机以v ＝0.6 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I ＝5 A ，下列判断不正确的是( ) A ．电动机消耗的总功率为400 W B ．电动机线圈的电阻为0.4 Ω C ．电源的效率约为88.9% D ．电动机的效率为75% 解析：B [重物被提升的功率P 重＝Fv ＝Gv ＝500×0.6 W＝300 W ，此时电路中的电流I ＝5 A ，则电源的总功率P 总＝EI ＝90×5 W＝450 W ，设电动机线圈的电阻为R ，根据能量守 恒定律得P 总＝P 重＋I 2r ＋I 2 R ，则得R ＝P 总－P 重－I 2r I 2＝450－300－52×252 Ω＝4 Ω，电动机消耗的总功率P 电＝P 重＋I 2 R ＝400 W ，电源的效率η1＝P 总－I 2r P 总×100%＝450－52×2450×100%≈88.9%，电动机的效率η2＝ P 重P 重＋I 2R ×100%＝300300＋52×4 ×100%＝75%，故选项B 符合题意．] 2．(2020·广州模拟)在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是( ) A ．I 1增大，I 2不变，U 增大 B ．I 1减小，I 2增大，U 减小 C ．I 1增大，I 2减小，U 增大 D ．I 1减小，I 2不变，U 减小 考点三 电磁感应中的电路和图象问题 基础点 学问点1 电磁感应中的电路问题 1．内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变更的线圈相当于电源。电源的正负极可用右手定则或楞次定律判定，要特殊留意在内电路中电流由负极到正极。 (2)该部分导体或线圈的电阻相当于电源的内电阻，其余部分是外电路。 2．电源电动势和路端电压 (1)电动势：E ＝n ΔΦ Δt 或E ＝BLv sin θ。 (2)路端电压：U ＝IR ＝E －Ir 。 学问点2 电磁感应中的图象问题 图象类型 随时间变更的图象，如B t 图象、Φt 图象、E t 图象、I t 图象 随位移变更的图象，如E x 图象、I x 图象(所以要先看坐标轴：哪个物理量随哪个物理量变更要弄清) 问题类型 (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象(画图象的方法) (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量(用图象) (3)利用给出的图象推断或画出新的图象 应用学问 五个 规律 左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、电磁感应定律 六类公式 (1)平均电动势E ＝n ΔΦ Δt (2)平动切割电动势E ＝BLv (3)转动切割电动势E ＝12 BL 2 ω (4)闭合电路的欧姆定律I ＝E R ＋r (5)安培力F ＝BIL (6)牛顿运动定律的相关公式等 一、电磁感应中的电路问题 1．电磁感应与电路学问的关系图 2．电磁感应电路问题的几个等效关系 3．电磁感应电路问题分类 (1)确定等效电源的正负极、感应电流的方向、电势凹凸、电容器极板的带电性质等问题。 (2)依据闭合电路求解电路中的总电阻、路端电压、电功率等问题。 (3)依据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量：E ＝n ΔΦ Δt ，I ＝E R 总 ，q ＝I Δt ＝ n ΔΦ R 总 。 4．电磁感应电路问题的解题思路 (1)明确电源电动势 E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt ＝nB ΔS Δt ，E ＝BLv ，E ＝12 BL 2 ω。 (2)明确电源的正、负极。 (3)明确电源的内阻。 专题四 电磁感应与电路 一、考点回顾 “电磁感应”是电磁学的核心内容之一，同时又是与电学、力学知识紧密联系的知识点，是高考试题考查综合运用知识能力的很好落脚点，所以它向来高考关注的一个重点和热点，本专题涉及三个方面的知识：一、电磁感应，电磁感应研究是其它形式有能量转化为电能的特点和规律，其核心内容是法拉第电磁感应定律和楞次定律；二、与电路知识的综合，主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化为其它形式的能量的特点及规律；三、与力学知识的综合，主要讨论产生电磁感应的导体受力、运动特点规律以及电磁感应过程中的能量关系。 由于本专题所涉及的知识较为综合，能力要求较高，所以往往会在高考中现身。从近三年的高考试题来看，无论哪一套试卷，都有这一部分内容的考题，题量稳定在1～2道，题型可能为选择、实验和计算题三种，并且以计算题形式出现的较多。考查的知识：以本部分内容为主线与力和运动、动量、能量、电场、磁场、电路等知识的综合，感应电流（电动势）图象问题也经常出现。 二、典例题剖析 根据本专题所涉及内容的特点及高考试题中出的特点，本专题的复习我们分这样几个小专题来进行：1.感应电流的产生及方向判断。2.电磁感应与电路知识的综合。3.电磁感应中的动力学问题。4.电磁感应中动量定理、动能定理的应用。5.电磁感应中的单金属棒的运动及能量分析。6.电磁感应中的双金属棒运动及能量分析。7.多种原因引起的电磁感应现象。 (一)感应电流的产生及方向判断 1．(2007理综II 卷)如图所示，在PQ 、QR 区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc 边与磁场的边界P 重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t ＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以a →b →c →d →e →f 为线框中有电动势的正方向。以下四个ε-t 关系示意图中正确的是【 】 解析：楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D 选项错误；1－2s 内，磁通量不变化，感应电动势为0，A 选项错误；2－3s 内，产生感应电动势E ＝2Blv ＋Blv ＝3Blv ，感应电动势的方向为逆时针方向（正方向），故C 选项正确。 点评：法拉第电磁感应定律、楞次定律或左手定则知识点，是历年高考的热点，常与其它电磁学和力学内容联系在一起，这类题目往往综合较强，在掌握好基础知识，注重提高自己综合分析能力。 2．（2005理综Ⅱ卷）处在匀强磁场中的矩形线圈abcd ，以恒定的角速度绕ab 边转动，磁场方向平行于纸面并与ab 垂直。在t=0时刻，线圈平面与纸面重合（如图），线圈的cd 边离开纸面向外运动。若规定由a→b→c→d→a 方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I 随时间t 变化的图线是【 】 解析：线框在匀强磁场中转动时，产生正 弦式交变电流， 而t=0时刻，线 框切割磁感线产生的感应电动势最大，感应电流也最大，由右手定则可知其电流方向为a→b→c→d→a ，即电流为正，故C 选项正确。 点评：感应电流是正弦式交变电流的，我们关键要抓住起始位置的电流大小和方向，起始位置若在中性面，则感应电流为零，起始位置若和中性面垂直，则感应电流为最大，再根据题中所规定的正方向，即可确定感应电流的图象。 3．（2005北京理综）现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电流计及开关如下图连接。在开关闭合、线圈A 放在线圈B 中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P 向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断【 】 A ．线圈A 向上移动或滑动变阻器的滑动端P 向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转 B ．线圈A 中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转 C ．滑动变阻器的滑动端P 匀速向左或匀速向右滑动都能使电流计指针静止在中央 D ．因为线圈A 、线圈B 的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向 解析：当P 向左滑动时，电阻变大，通过A 线圈的电流变小，则通过线圈B 中的原磁场减弱，磁通量减少，线圈B 中有使电流计指针向右偏转的感应电流通过，当线圈A 向上运动或断开开关，则通过线圈B 中的原磁场也减弱，磁通量也减少，所以线圈B 中也有使电流计指针向右偏转的感应电流通过，而滑动变阻器的滑动端P 向右移动，则通过线圈B 中的原磁场也增加，磁通量也增加，所以线圈B 中有使电流表指针向左偏转的感应电流通过，所以B 选项正确。 点评：要正确解答此题，关键要利用好“他将滑线变阻器的滑动端P 向左加速滑动时，电流计指针向右偏转”的条件，由此条件分析出：使原磁场减弱、原磁通减小时产生的感应电流使电流计指针右偏，其它情形的判断都将此作为条件。 （二）电磁感应与电路知识的综合 4．（2002全国理综）图中EF 、GH 为平行的金属导轨，其电阻可不计，R 为电阻器，C 为电容器，AB 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆。有均匀磁场垂直于导轨平面。若用I 1和I 2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB 【 】 A ．匀速滑动时，I 1＝0，I 2＝0 B ．匀速滑动时，I 1≠0，I 2≠0 C ．加速滑动时，I 1＝0，I 2＝0 D ．加速滑动时，I 1≠0，I 2≠0 解析：当横杆匀速滑动时，AEGB 形成闭合回路，故I 1≠0，故 A 错；AB 匀速运动时，电容两极电压 t ε D . 1 2 3 4 t ε C . 1 2 3 4 t ε B . 0 1 2 3 4 t ε A . 0 1 2 3 4 a d t 0 I C t 0 I D t 0 I A t 0 I B 专题10.9 转动切割磁感线问题 一．选择题 1. (2020洛阳联考)1831年,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲).它是利用电磁感应的原理制成的,是人类历史上第一台发电机.图乙是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C 、D 分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触.使铜盘转动,电阻R 中就有电流通过.若所加磁场为匀强磁场,回路的总电阻恒定,从左往右看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,下列说法中正确的是 ( ) A. 铜片D 的电势高于铜片C 的电势 B. 电阻R 中有正弦式交变电流流过 C. 铜盘转动的角速度增大1倍,流过电阻R 的电流也随之增大1倍 D. 保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中有电流产生 【参考答案】C 【名师解析】根据右手定则，铜片中电流方向为D 指向C ，由于铜片是电源，所以铜片D 的电势低于铜片 C 的电势，选项A 错误；电阻R 中有恒定的电流流过，选项B 错误；铜盘转动的角速度增大1倍,，根据转 动过程中产生的感应电动势公式E ＝12BL 2 ω，产生是感应电动势增大1倍，根据闭合电路欧姆定律，流过 电 阻R 的电流也随之增大1倍，选项C 正确；保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中没 有电流产生，选项D 错误。 2.如图所示为一圆环发电装置，用电阻R ＝4 Ω的导体棒弯成半径L ＝0.2 m 的闭合圆环，圆心为O ，COD 是一条直径，在O 、D 间接有负载电阻R 1＝1 Ω。整个圆环中均有B ＝0.5 T 的匀强磁场垂直环面穿过。电阻 r ＝1 Ω的导体棒OA 贴着圆环做匀速运动，角速度ω＝300 rad/s ，则( ) 专题10 电磁感应 一、单选题 1．（2020·江苏高考真题）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度1B 和2B 大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（ ） A ．同时增大1 B 减小2B B ．同时减小1B 增大2B C ．同时以相同的变化率增大1B 和2B D ．同时以相同的变化率减小1B 和2B 2．（2020·浙江高考真题）如图所示，固定在水平面上的半径为r 的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。长为l 的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO '上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A 点和电刷间接有阻值为R 的电阻和电容为C 、板间距为d 的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g ，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ） A ．棒产生的电动势为212Bl ω B ．微粒的电荷量与质量之比为22gd Br ω C ．电阻消耗的电功率为242B r R πω D ．电容器所带的电荷量为2CBr ω 二、多选题 3．（2020·山东高考真题）如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。一位于Oxy平面内的刚性导体框abcde在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动（不发生转动）。从图示位置开始计时，4s末bc边刚 好进入磁场。在此过程中，导体框内感应电流的大小为I，ab边所受安培力的大小为F ab，二者与时间t 的关系图像，可能正确的是（） A．B．C．D． 4．（2020·全国高考真题）如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边 垂直。ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平 恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。经过一段时间后（） A．金属框的速度大小趋于恒定值 B．金属框的加速度大小趋于恒定值 C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值 D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值 5．（2019·全国高考真题）如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽 略不计．虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场．将两 根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好．已知PQ 进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是（） 考点10电磁感应 1．（2021·广东高三月考）如图所示，同一竖直面内的正方形导线框a 、b 的边长均为l ，电阻均为R ，质量分别为2m 和m 。它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l 、磁感应强度大小为B 、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。开始时，线框b 的上边与匀强磁场的下边界重合，线框a 的下边到匀强磁场的上边界的距离为l 。现将系统由静止释放，当线框b 全部进入磁场时，a 、b 两个线框开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则下列说法错误的是（ ） A ．a 、b 两个线框匀速运动的速度大小为 22 mgR B l B ．线框a 从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为22 3B l mgR C ．从开始运动到线框a 全部进入磁场的过程中，线框a 所产生的焦耳热为mgl D ．从开始运动到线框a 全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功为2mgl 【答案】BD 【详解】 A ．设两线框匀速运动的速度为v ，此时轻绳上的张力大小为T ，且T mg =，则对a 有 2T mg BIl =- 又E I R = 、E Blv =，解得 22 mgR v B l = 故A 正确，不符合题意； B ．线框a 从下边进入磁场后，线框a 通过磁场时以速度v 匀速运动，则线框a 从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间 2333l B l t v mgR == 故B 错误，符合题意； C ．从开始运动到线框a 全部进入磁场的过程中，线框a 只在其匀速进入磁场的过程中产生焦耳热，设为Q ，由功能关系有 2mgl Tl Q -= 得 Q mgl = 故C 正确，不符合题意； D ．设两线框从开始运动至a 全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做的功为W ，此过程中左、右两线框分别向上、向下运动2l 的距离。对这一过程，由能量守恒定律有 21 4232 mgl mgl mv W =+⋅+ 得 322 44 322m g R W mgl B l =- 故D 错误，符合题意。 故选BD 。 2．（2021·全国高二）弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变。若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图所示，观察磁铁的振幅将会发现（ ） A ．S 闭合时振幅逐渐减小，S 断开时振幅不变 B ．S 闭合时振幅逐渐增大，S 断开时振幅不变 C ．S 闭合或断开，磁铁的振动幅度不变2023年高考物理二轮复习试题(全国通用) 专题08 电磁感应的规律及应用 Word版含解析
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