2018届高考物理二轮复习转动切割磁感线问题专题卷
精品高考物理一轮复习专题10-18转动切割磁感线问题千题精练
专题10.18 转动切割磁感线问题一．选择题1. (2018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】C2.(2018·上海闵行区模拟)如图5所示，在外力的作用下，导体杆OC可绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，A、O间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则所施外力的功率为( )图5A.B2ω2r2RB.B2ω2r4RC.B2ω2r44RD.B2ω2r48R【答案】C3．(2016·全国卷Ⅱ，20)(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图11所示。
铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。
圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。
圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是( )图11A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B.若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍【答案】AB。
2018届高考物理二轮复习电磁感应的应用专题卷
1.3电磁感应定律的应用一、选择题1．某学校操场上有如图所示的运动器械：两根长金属链条将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架上。
静止时ab水平且沿东西方向。
已知当地的地磁场方向自南向北斜向下跟竖直方向成45°，现让ab随链条荡起来，最大偏角45°，则下列说法正确的是( )A．当ab棒自南向北经过最低点时，ab中感应电流的方向是自西向东B．当链条与竖直方向成45°时，回路中感应电流最大C．当ab棒自南向北经过最低点时，安培力的方向与水平向南的方向成45°斜向下D．在ab棒运动过程中，不断有磁场能转化为电场能答案 C解析当ab棒自南向北经过最低点时，由右手定则知电流方向自东向西，故A错误；当链条偏南与竖直方向成45°时，ab运动方向(沿圆轨迹的切线方向)与磁场方向平行，此时感应电流为零，最小，故B错误；当ab棒自南向北经过最低点时，由左手定则知安培力的方向与水平向南的方向成45°斜向下，故C正确；在ab棒运动过程中，不断有机械能转化为电场能，故D错误。
2．[2017·江西赣中模拟]如图所示，等离子气流(由高温、高压的等电荷量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v0垂直射入P1和P2两极板间的匀强磁场中。
两平行长直导线ab和cd的相互作用情况为：0～1 s内排斥，1～3 s内吸引，3～4 s内排斥。
线圈A内有外加磁场，规定向左为线圈A内磁感应强度B的正方向，则线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图象有可能是下图中的( )答案 C解析 等离子气流由左方连续不断地以速度v 0射入P 1和P 2两极板间的匀强磁场中，正电荷向上偏，负电荷向下偏，上极板带正电，下极板带负电，电流方向由a 到b,0～1 s 内互相排斥，则cd 的电流由d 到c,1～3 s 内互相吸引，则cd 的电流由c 到d ，根据楞次定律知C 正确，A 、B 、D 错误。
3．如图，直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向平行于ab 边向上。
2018届高考物理二轮复习 电磁感应定律的应用 专题卷
电磁感应定律的综合应用考点整合考点一电磁感应中的图像问题电磁感应中常涉及、、和随时间t 变化的图像，即B-t图像、Φ-t图像、E-t图像和I-t图像等。
对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图像，即E-x 图像和I-x图像。
这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。
不管是何种类型，电磁感应中的图像问题常需利用、和等规律分析解决。
[例1]、如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势e与导体棒位置x关系的图像是（）解析：在x=R左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角，则导体棒切割有效长度L=2R sinθ，电动势与有效长度成正比，故在x=R左侧，电动势与x的关系为正弦图像关系，由对称性可知在x=R右侧与左侧的图像对称。
答案：A。
[规律总结]处理图象问题，可从以下六个方面入手分析：一要看坐标轴表示什么物理量；二要看具体的图线，它反映了物理量的状态或变化；三要看斜率，斜率是纵坐标与横坐标的比值，往往有较丰富的物理意义；四要看图象在坐标轴上的截距，它反映的是一个物理量为零时另一物理量的状态；五要看面积，如果纵轴表示的物理量与横轴表示的物理量的乘积，与某个的物理量的定义相符合，则面积有意义，否则没有意义；六要看（多个图象）交点．考点二、电磁感应与电路的综合关于电磁感应电路的分析思路其步骤可归纳为“一源、二感、三电”，具体操作为：对于电磁感应电路的一般分析思路是：先电后力，具体方法如下：①先做“源”的分析：分离出电路中由电磁感应所产生的，并求出电源的和电源的。
在电磁感应中要明确切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于，其他部分为。
接着用右手定则或楞次定律确定感应电流的。
在电源（导体）内部，电流由（低电势）流向电源的（高电势），在外部由正极流向负极。
2018山东科技版物理高考第二轮复习——电磁感应规律的综合应用 (同步练习) Word版含答案
【模拟试题】（答题时间：50分钟）1. 如图所示，一根长导线弯曲成“п”，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内。
在电流I增大的过程中，下列叙述正确的是（）A. 金属环中无感应电流产生B. 金属环中有逆时针方向的感应电流C. 悬挂金属环C的竖直线中拉力变大D. 金属环C仍能保持静止状态2. 如图所示，ab、cd为两根水平放置且相互平行的金属轨道，相距L，左右两端各连接一个阻值均为R 的定值电阻，轨道中央有一根质量为m的导体棒MN垂直放在两轨道上，与两轨道接触良好，棒及轨道的电阻不计。
整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B. 棒MN在外驱动力作用下做简谐运动，其振动周期为T，振幅为A，通过中心位置时的速度为v0 .则驱动力对棒做功的平均功率为（）A.22mvT B.222B L vRC.22228B L AT RD.2222B L vR3. 如图所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条足够长的平行金属导轨，其电阻不计，间距为L，导轨平面与磁场方向垂直。
ab、cd为两根垂直导轨放置的、电阻都为R、质量都为m的金属棒。
棒cd用能承受最大拉力为T0的水平细线拉住，棒cd 与导轨间的最大静摩擦力为f 。
棒ab与导轨间的摩擦不计，在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速直线运动，求：（1）线断以前水平拉力F随时间t的变化规律；（2）经多长时间细线将被拉断。
4. 如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。
现用一外力F 沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U 随时间t 变化的关系如图乙所示。
求：⑴金属杆在5s 末时的运动速度. ⑵第4s 末时外力F 的瞬时功率。
2018届高考物理二轮复习电学综合问题专题卷(全国通用)
1. (20分）（2018湖北恩施州一模）如图所示，在高度均为L 的条形区域I 、Ⅱ中分别存在匀强磁场和匀强电场，区域Ⅰ内的磁场方向垂直于纸面向里，区域Ⅱ内的电场方向竖直向上、电场强度大小为E 。
M 、N 是涂有荧光物质的水平板，其中M 板位于匀强磁场的上边界，N 板位于匀强电场的下边界。
现有一束电子从O 点（在磁场内部，且紧贴M 板）连续不断地水平向右射入磁场。
电子束由两部分组成，一部分为速度大小为v 的低速电子，另一部分为速度大小为2v 的高速电子。
当Ⅰ区中磁场较强时，N 板无这斑，缓慢改变磁场的强弱，直至N 板出现两个斑为止，已知电子质量为m ，电荷时为e ，电子间的相互作用不计，磁场下边界没有磁场，但有电场，不计电子重力。
求（1）N 板出现两个亮斑时I 区内磁场的磁感应强度大小B（2）到达N 板左方亮斑的电子在磁场和电场中运动的时间t ；（3）N 板两个亮斑之间的距离x 。
【名师解析】（1）画出带电粒子运动轨迹如图，由几何关系有：L R =12由牛顿第二定律有：12R v m evB =, 解得：eLmv B 2= （3）高速电子的轨道半径为：R 2=2R 1=L由几何关系可知：x 1=LeEmL v vt x 222== 故P 、Q 间的距离为：eE mL vL x x x x 22+=+= （3）在磁场运动时，有200 v qv B m r=，又R =，可得R = 2．（12分）（2018黄山期末）如图所示，在半个空间中分布一匀强磁场，磁感应强度为B(垂直纸面并指向纸面内)。
磁场边界为MN(垂直纸面的一个平面)。
在磁场区内有一点电子源(辐射发射源)S ，向四面八方均匀地，持续不断地发射电子。
这里仅考察电子源所在的平面内，由电子源发射的电子，不计电子间的相互作用，并设电子源离界面MN 的垂直距离为L 。
（1）点源S 发射的电子，其速度达多大时，界面MN 上将有电子逸出?（2）若点源S 发射的电子速度大小均为eBL m，在界面MN 上多宽范围内有电子逸出? （其中m 为电子质量，e 为电子带电量。
2018届高考物理二轮复习电磁感应的综合问题专题卷(全国通用)
[热点跟踪专练]1．(多选)(2017·辽宁沈阳高三考试)如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ，其右端接有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中．一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离L 时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为r ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g .则此过程( )A ．杆的速度最大值为(F －μmg )RB 2d 2B ．流过电阻R 的电荷量为BdL R ＋rC ．从静止到速度恰好达到最大经历的时间t ＝m (R ＋r )B 2d 2＋B 2d 2L (F －μmg )(R ＋r )D ．恒力F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量[解析] 当杆的速度达到最大时，安培力F A ＝B 2d 2v R ＋r，杆受力平衡，则有F－μmg－F A＝0，所以v＝(F－μmg)(R＋r)B2d2，A错误；流过电阻R的电荷量为q＝I t＝ΔΦR＋r＝BdLR＋r，B正确；由动量定理可知(F－μmg－BId)t＝m v，q＝It，又v＝(F－μmg)(R＋r)B2d2，解得t＝m(R＋r)B2d2＋B2d2L(F－μmg)(R＋r)，C正确；对于杆从静止到速度达到最大的过程，根据动能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，D正确．[答案]BCD2.(多选)如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑导轨竖直放置，其上端接有一阻值为R的电阻，一质量为m、长度为L、电阻也为R的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．现将金属棒由静止释放，金属棒下落过程中始终水平，经一定时间后金属棒速度达到最大速度v，此过程中通过电阻的电荷量为q，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．此过程中金属棒做加速度减小的加速运动B．此过程中金属棒下落的距离为qR BLC．此过程中金属棒克服安培力做的功为4mgqRBL－12m v2D．当金属棒速度为v2时，金属棒的加速度大小为g2[解析]金属棒在下落过程中受竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用，安培力大小为F安＝BIL＝B2L2v x2R，即安培力随金属棒速度的增大而增大，所以金属棒先做加速度减小的加速运动，达最大速度后开始做匀速运动，A对；因q＝I·t＝ΔΦ2R＝BLh2R，所以此过程中金属棒下落的距离为h＝2qRBL，B错；由动能定理知mgh－W安＝12m v2，即此过程中金属棒克服安培力做功为2mgqRBL－12m v2，C错；当金属棒速度为v2时，由牛顿第二定律知ma＝mg－B2L2v4R，而mg＝B2L2v2R，联立解得a＝g2，D对．[答案]AD3．如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距，电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好．现给铜棒a 一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是()A ．回路中的最大电流为BLI mRB ．铜棒b 的最大加速度为B 2L 2I 2m 2RC ．铜棒b 获得的最大速度为I mD ．回路中产生的总焦耳热为I 22m[解析] 给铜棒a 一个平行于导轨向右的瞬时冲量I ，由动量定理可知铜棒a 的初速度为v a ＝I m ，此时回路中感应电动势最大，感应电流最大，最大感应电动势E ＝BL v a ＝BLI m ，回路中最大电流i ＝E 2R＝BLI 2mR ，选项A 错误．铜棒b 所受的最大安培力F ＝BiL ＝B 2L 2I 2mR，由牛顿第二定律F ＝ma ，可得铜棒b 的最大加速度a ＝F m ＝B 2L 2I 2m 2R，选项B 正确．由于导轨足够长，对铜棒a 、b 组成的系统，动量守恒，最终二者速度相等，由动量守恒定律可知铜棒b 获得的最大速度为v b ＝12v a ＝I 2m，选项C 错误．由能量守恒定律知回路中产生的总焦耳热为Q ＝12m v 2a －2×12m v 2b ＝I 24m，选项D 错误． [答案] B4．(多选)如图所示，在倾角为30°的斜面上固定一电阻不计的光滑平行金属导轨，其间距为L ，下端接有阻值为R 的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向与斜面垂直(图中未画出)．质量为m 、阻值大小也为R 的金属棒ab 与固定在斜面上方的劲度系数为k 的绝缘弹簧相接，弹簧处于原长并被锁定．现解除锁定的同时使金属棒获得沿斜面向下的速度v 0，从开始运动到停止运动的过程中金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g ，在上述过程中( )A ．开始运动时金属棒与导轨接触点间电压为BL v 02B ．通过电阻R 的最大电流一定是BL v 02RC ．通过电阻R 的总电荷量为mgBL 4kRD ．回路产生的总热量小于12m v 20＋m 2g 24k[解析] 开始时金属棒切割磁感线产生电动势E ＝BL v 0，则金属棒与导轨接触点间电压为U ＝0.5E ，选项A 对；金属棒释放时，受到沿斜面向上的安培力与沿斜面向下的重力分力，因不知二力大小关系，则不能确定通过R 的最大电流，选项B 错；由于金属棒在运动过程中受到安培力作用，最终金属棒静止，则金属棒沿斜面下滑距离为d＝mg sinθk，应用电流定义式和法拉第电磁感应定律可知通过R的电荷量q＝BLd2R＝mgBL4kR，选项C对；从开始到停止，设回路产生的热量为Q、金属棒静止时弹簧弹性势能为E p，对金属棒和回路应用功能关系可知Q＋E p＝mgd sinθ＋12m v2，则Q＝12m v2＋(mg)24k－E p，选项D对．[答案]ACD5.如图所示，竖直平面内有无限长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L＝0.5 m，上方连接一个阻值R＝1 Ω的定值电阻，虚线下方的区域内存在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场．完全相同的两根金属杆1和2靠在导轨上，金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好，电阻均为r＝0.5 Ω.将金属杆1固定在磁场的上边缘(仍在此磁场内)，金属杆2从磁场边界上方h0＝0.8 m处由静止释放，进入磁场后恰做匀速运动．(g取10 m/s2)(1)求金属杆的质量m.(2)若金属杆2从磁场边界上方h1＝0.2 m处由静止释放，进入磁场经过一段时间后开始做匀速运动．在此过程中整个回路产生了1.4 J的电热，则此过程中流过电阻R的电荷量q为多少？[解析] (1)金属杆2进入磁场前做自由落体运动，则v m ＝2gh 0＝4 m/s金属杆2进入磁场后受两个力而处于平衡状态，即mg ＝BIL ，且E ＝BL v m ，I ＝E 2r ＋R解得m ＝B 2L 2v m (2r ＋R )g ＝22×0.52×4(2×0.5＋1)×10kg ＝0.2 kg. (2)金属杆2从下落到再次匀速运动的过程中，设金属杆2在磁场内下降h 2，由能量守恒定律得mg (h 1＋h 2)＝12m v 2m ＋Q 解得h 2＝12m v 2m ＋Q mg －h 1＝12×0.2×42＋1.40.2×10m －0.2 m ＝1.3 m 金属杆2进入磁场到匀速运动的过程中，感应电动势和感应电流的平均值分别为E ＝BLh 2t 2，I ＝E 2r ＋R故流过电阻R 的电荷量q ＝It 2联立解得q ＝BLh 22r ＋R ＝2×0.5×1.32×0.5＋1C ＝0.65 C. [答案] (1)0.2 kg (2)0.65 C6．(2017·湖北武汉高三调研)如图所示，abcd 为质量M ＝3.0 kg的“”形导轨(电阻不计)，放在光滑绝缘的倾角为θ＝53°的斜面上，光滑绝缘的立柱e 、f 垂直于斜面固定，质量m ＝2.0 kg 的金属棒PQ 平行于ad 边压在导轨和立柱e 、f 上，导轨和金属棒都处于匀强磁场中，磁场以OO ′为界，OO ′上侧的磁场方向垂直于斜面向上，下侧的磁场方向沿斜面向下，磁感应强度大小都为B ＝1.0 T ．导轨的ad 段长L ＝1.0 m ，棒PQ 单位长度的电阻为r 0＝0.5 Ω/m ，金属棒PQ 与“”形导轨始终接触良好且两者间的摩擦力是两者间正压力的μ＝0.25.设导轨和斜面都足够长，将导轨无初速度释放，求：(取g＝10 m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，图中的MN、ad、OO′、PQ 彼此平行且处在水平方向)(1)导轨运动的最大加速度；(2)导轨运动的最大速度．[解析](1)设导轨下滑过程中受到金属棒的摩擦力f、压力F N、ad边受到的安培力F A、下滑的加速度为a、下滑的速度为v，根据力学规律和电磁学规律，有：Mg sinθ－f－F A＝Maf＝μF NE＝BL vI＝E r0LF A＝ILB对棒PQ，因其始终静止，有：导轨对金属棒的支持力为F N′＝mg cosθ＋F A由牛顿第三定律知F N＝F N′导轨刚释放时速度为零、安培力为零、加速度最大Mg sinθ－f′＝Ma mf′＝μmg cosθ联立解得最大加速度a m＝7.0 m/s2(2)导轨达到最大速度v m时，加速度为零Mg sinθ－f1－F A1＝0联立并代入数据解得v m＝(Mg sinθ－μmg cosθ)r0B2L(1＋μ)＝8.4 m/s[答案](1)7.0 m/s2(2)8.4 m/s7．如图所示，足够长的粗糙斜面与水平面成θ＝37°角放置，在斜面上虚线cc′和bb′与斜面底边平行，且两线间距为d＝0.1 m，在cc′、bb′围成的区域内有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B＝1 T；现有一质量为m＝10 g，总电阻为R＝1 Ω，边长也为d＝0.1 m的正方形金属线圈MNPQ，其初始位置PQ边与cc′重合，现让金属线圈以一定初速度沿斜面向上运动，当金属线圈从最高点返回到磁场区域时，线圈刚好做匀速直线运动．已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，取g＝10 m/s2，不计其他阻力，求：(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)线圈向下返回到磁场区域时的速度大小；(2)线圈向上离开磁场区域时的动能；(3)线圈向下通过磁场区域过程中，线圈中产生的焦耳热．[解析](1)金属线圈向下匀速进入磁场时，有mg sinθ＝μmg cosθ＋F安其中F安＝BId，I＝ER，E＝Bd v解得v＝(mg sinθ－μmg cosθ)RB2d2＝2 m/s.(2)设最高点离bb′的距离为x，线圈从最高点到开始进入磁场过程做匀加速直线运动，有v2＝2ax，mg sinθ－μmg cosθ＝ma 线圈从向上离开磁场到向下进入磁场的过程，根据动能定理有E k1－E k＝μmg cosθ·2x，其中E k＝12m v2得E k1＝12m v2＋v2μmg cosθg sinθ－μg cosθ＝0.1 J.(3)线圈向下匀速通过磁场区域过程中，有mg sinθ·2d－μmg cosθ·2d＋W安＝0Q＝－W安解得Q＝2mgd(sinθ－μcosθ)＝0.004 J.[答案](1)2 m/s(2)0.1 J(3)0.004 J8．如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L.一质量为m的导体棒cd垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好．轨道和导体棒的电阻均不计．(1)如图1所示，若轨道左端M、P间接一阻值为R的电阻，导体棒在拉力F的作用下以速度v沿轨道做匀速运动．请通过公式推导证明：在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电路获得的电能相等．(2)如图2所示，若轨道左端接一电动势为E 、内阻为r 的电源和一阻值未知的电阻．闭合开关S ，导体棒从静止开始运动，经过一段时间后，导体棒达到最大速度v m ，求此时电源的输出功率．(3)如图3所示，若轨道左端接一电容器，电容器的电容为C ，导体棒在水平拉力的作用下从静止开始向右运动．电容器两极板间电势差随时间变化的图象如图4所示，已知t 1时刻电容器两极板间的电势差为U 1.求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小．[解析] (1)导体棒切割磁感线，E ＝BL v导体棒做匀速运动，F ＝F 安又F 安＝BIL ，其中I ＝E R在任意一段时间Δt 内，拉力F 所做的功W ＝F v Δt＝F 安v Δt ＝B 2L 2v 2R Δt电路获得的电能ΔE ＝qE ＝EIΔt ＝B 2L 2v 2R Δt可见，在任意一段时间Δt 内，拉力F 所做的功与电路获得的电能相等．(2)导体棒达到最大速度v m 时，棒中没有电流，电源的路端电压U ＝BL v m电源与电阻所在回路的电流I ＝E －U r电源的输出功率P ＝UI ＝EBL v m －B 2L 2v 2m r. (3)感应电动势与电容器两极板间的电势差相等BL v ＝U由电容器的U －t 图可知U ＝U 1t 1t 导体棒的速度随时间变化的关系为v ＝U 1BLt 1t 可知导体棒做匀加速直线运动，其加速度a ＝U 1BLt 1由C ＝Q U 和I ＝Q t ，得I ＝CU t ＝CU 1t 1由牛顿第二定律有F －BIL ＝ma可得F ＝BLCU 1t 1＋mU 1BLt 1. [答案] (1)证明见解析 (2)EBL v m －B 2L 2v 2m r(3)BLCU 1t 1＋mU 1BLt 1。
2018届高考物理二轮复习导体棒切割磁感线问题专题卷
100考点最新模拟题千题精练10-8一．选择题1.（2018开封质检）如图所示，水平线MN 上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外。
MN 上方有一单匝矩形导线框abcd ，其质量为m ，电阻为R ，ab 边长为L 1，bc 边长为L 2，cd 边离MN 的高度为h 。
现将线框由静止释放，线框下落过程中ab 边始终保持水平，且ab 边离开磁场前已做匀速直线运动，不考虑空气阻力的影响，则从线框静止释放到完全离开磁场的过程中A ．离开磁场过程线圈中电流方向始终是adcbaB ．匀速运动时回路中电流的热功率为2221m gRB LC ．整个过程中通过导线截面的电荷量为 BL 1L 2/R D．回路中电流最大值一定为 【参考答案】AC【名师解析】线框在离开磁场过程中线框内磁通量减小，根据楞次定律，线框内产生的感应电流方向为逆时针方向，即adcba ，选项A 正确；在线框做匀速直线运动时，线框ab 边所受安培力等于重力，即BIL 1=mg ，解得I=mg/BL 1，回路中电流的热功率P=I 2R=22221m g RB L ，选项B 错误；由E=t∆Φ∆，I=E/R ，q=I △t ，△Φ=BL 1L 2，联立解得：整个过程中通过导线截面的电荷量q= BL 1L 2/R ，选项C 正确；线框在磁场中下落h 过程是自由落体运动，线框cd 出磁场时，线框开始受到安培力作用，但此时安培力可能小于重力，线框可能还在加速。
由BIL 1=mg ，解得回路中电流最大值为I=mg/BL 1D 错误。
2. (2017·苏州模拟)如图所示，水平放置的粗糙U 形金属框架上接一个阻值为R 0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，一个半径为l 、质量为m 的半圆形硬导体AC 在水平恒力F 作用下，由静止开始运动距离d 后速度达到v ，半圆形导体AC 的电阻为r ，其余电阻不计，下列说法正确的是( )A ．U AC ＝2BlvB ．U AC ＝2R 0BlvR 0＋rC ．电路中产生的电热Q ＝Fd －12mv 2D ．通过R 0的电荷量q ＝2BldR 0＋r【参考答案】BD3.（2018中原名校联盟质检）如图所示，竖直平面内有一半径为r 、电阻为R l 、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M 、N 处与相距为2r 、电阻不计的平行光滑金属导轨MP 、NQ 相接，PQ 之间接有电阻R 2，已知R 1＝12R ，R 2＝4R 。
【高三物理试题精选】2018高考物理二轮电磁感应复习题(含2018高考题)
2018高考物理二轮电磁感应复习题（含2018高考题）精品题库试题物理1(02t)T可知t=1 s时,正方向的磁场在减弱,由楞次定律可判定电流方向为由C到D,A项正确。
同理可判定B项错误。
t=1 s时感应电动势E= = S sin 30°=01 V,I=E/R=1 A,安培力F安=BIL=02 N,对杆受力分析如图对挡板P的压力大小为FN=F’N=F安cos 60°=01 N,C项正确。
同理可得t=3 s时对挡板H的压力大小为01 N,D项错误。
5(t图象为抛物线，故D正确。
13（x）= （a-x），感应电动势为 E=BLv，感应电流为I= ，随着x的增大，I均匀减小，当x=a时，I= =I0；当x=a 时，I=0；x在a-2a内，线框的AB边和其他两边都切割磁感线，由楞次定律可知，电流方向为顺时针，为负方向；有效切割的长度为 L= （2a-x），感应电动势为 E=BLv，感应电流大小为 I= ，随着x的增大，I均匀减小，当x=a时，I==2I0；当x=2a时，I=0；x在2a -3a内，由楞次定律可知，电流方向为逆时针，为正方向；有效切割的长度为 L= （3a-x），感应电动势为 E=BLv，感应电流为 I= ，随着x的增大，I均匀减小，当x=2a时，I= =I0；当x=3a时，I=0；故根据数学知识可知B正确。
F2）=mg=2T③当绳子中的张力为零时，此时导线中的电流为I1，则有（F′1-F′2）=mg=2T④联立①②③④解得I′＝，故C正确，D错误。
24(河北省石家庄市t图中正确的是[答案] 3610．D[解析] 36由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为顺时针，。
2018-2018高考物理二轮复习磁场压轴题及答案
2018-2018高考物理二轮复习磁场压轴题及答案高考将至，2016年高考将于6月7日如期举行，以下是一篇磁场压轴题及答案，详细内容点击查看全文。
1如图12所示，PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为m=0.1 kg，带电量为q=0.5 C的物体，从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。
当物体碰到板R端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C点，PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因数为=0.4，取g=10m/s2，求：(1)判断物体带电性质，正电荷还是负电荷?(2)物体与挡板碰撞前后的速度v1和v2(3)磁感应强度B的大小(4)电场强度E的大小和方向2(10分)如图214所示，光滑水平桌面上有长L=2m的木板C，质量mc=5kg，在其正中央并排放着两个小滑块A和B，mA=1kg，mB=4kg，开始时三物都静止.在A、B间有少量塑胶炸药，爆炸后A以速度6m/s水平向左运动，A、B中任一块与挡板碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求：(1)当两滑块A、B都与挡板碰撞后，C的速度是多大?(2)到A、B都与挡板碰撞为止，C的位移为多少?3(10分)为了测量小木板和斜面间的摩擦因数，某同学设计如图所示实验，在小木板上固定一个轻弹簧，弹簧下端吊一个光滑小球，弹簧长度方向与斜面平行，现将木板连同弹簧、小球放在斜面上，用手固定木板时，弹簧示数为F ，放手后，木板沿斜面下滑，稳定后弹簧示数为F ，测得斜面斜角为，则木板与斜面间动摩擦因数为多少?(斜面体固定在地面上)4有一倾角为的斜面，其底端固定一挡板M，另有三个木块A、B和C，它们的质量分别为m =m =m，m =3 m，它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A连接一轻弹簧放于斜面上，并通过轻弹簧与挡板M相连，如图所示.开始时，木块A静止在P处，弹簧处于自然伸长状态.木块B在Q点以初速度v 向下运动，P、Q间的距离为L.已知木块B在下滑过程中做匀速直线运动，与木块A相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后又向上运动，木块B向上运动恰好能回到Q点.若木块A静止于P点，木块C从Q点开始以初速度向下运动，经历同样过程，最后木块C停在斜面上的R点，求P、R 间的距离L的大小。
【高考物理】2018最新版本高考物理二轮总复习专题过关检测--专题：电磁感应(含详细答案解析)-专题拔高特训
高考物理二轮总复习专题过关检测电磁感应(附参考答案)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.如图12-1所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和R S上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是()图12-1A.v1＞v2,v1向右，v2向左B.v1＞v2,v1和v2都向左C.v1=v2,v1和v2都向右D.v1=v2,v1和v2都向左解析:因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选项A、C、D错误，B正确.答案:B2.(2010河北唐山高三摸底，12)如图12-2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动.当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有()图12-2A.线圈与蹄形磁铁的转动方向相同B.线圈与蹄形磁铁的转动方向相反C.线圈中产生交流电D.线圈中产生为大小改变、方向不变的电流解析:本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点.根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电.答案:AC3.如图12-3 所示,线圈M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正.当M中通入下列哪种电流时,在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流()图12-3图12-4解析:据楞次定律，P 中产生正方向的恒定感应电流说明M 中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D 正确.答案:D4.如图12-5所示，边长为L 的正方形导线框质量为m ，由距磁场H 高处自由下落，其下边ab 进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd 刚刚穿出磁场时，速度减为ab 边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )图12-5A.2mgLB.2mgL +mgHC.mgH mgL 432+D.mgH mgL 412+ 解析:设刚进入磁场时的速度为v 1,刚穿出磁场时的速度212v v =① 线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L .由题意得mgH mv =2121② Q mv L mg mv +=⋅+222121221③ 由①②③得mgH mgL Q 432+=.C 选项正确. 答案:C5.如图12-6(a)所示,圆形线圈P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同线圈Q ,P 和Q 共轴,Q 中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图12-6(b)所示,P 所受的重力为G ,桌面对P 的支持力为F N ,则( )图12-6。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
100考点最新模拟题千题精练10-9一．选择题1. (2018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 2ω，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( )A.当OA 到达OC 处时，圆环的电功率为1 WB.当OA 到达OC 处时，圆环的电功率为2 WC.全电路最大功率为3 WD.全电路最大功率为4.5 W 【参考答案】AD3.如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )A.由c 到d ，I ＝Br 2ωRB.由d 到c ，I ＝Br 2ωRC.由c 到d ，I ＝Br 2ω2RD.由d 到c ，I ＝Br 2ω2R【参考答案】D4（2018河南八市重点高中联考）如图所示，导体杆OP 在作用于OP 中点且垂直于OP 的力作用下，绕O 轴沿半径为r 的光滑半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B ，AO 间接有电阻R ，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P ，则A ．外力的大小为2B ．外力的大小为2CD ．导体杆旋转的角速度为22Br 【参考答案】C【名师解析】设导体杆转动的角速度为ω，则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势E =12Br 2ω，I=E/R ，根据题述回路中的电功率为P ，则P=EI ；设维持导体杆匀速转动的外力为F ，则有：P=Fv /2，v=r ω，联立解得F ，ω，选项C 正确ABD 错误。
5. 如图所示，长为L 的轻金属软导线下悬挂一质量为m 的小球，在竖直向上的匀强磁场中做圆锥摆运动，圆锥的偏角为θ，，磁感应强度为B ，则A ．摆球转动的角速度为ωB ．摆球转动的角速度为ω．C ．金属导线中产生的感应电动势的大小E=12BL sin 2θD ．金属导线中产生的感应电动势的大小E=12sin 2θ【参考答案】AC6.（2018湖南长郡中学实验班选拔考试）如图所示，x 轴上方第一象限和第二象限分别有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度大小相同，现有四分之一圆形线框OMN 绕O 点逆时针匀速转动，若规定线框中感应电流I 顺时针方向为正方向，从图示时刻开始计时，则感应电流I 及ON 边所受的安培力大小F 随时间t 的变化示意图正确的是【参考答案】AD7.(2016·河北正定模拟)如图所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1、O2是铜盘轴线导线的接线端，M、N是电流表的接线端。
现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是( )A.将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置B.将电流表的接线端M、N分别连接O1、a位置C.将电流表的接线端M、N分别连接O1、O2位置D.将电流表的接线端M、N分别连接c、d位置【参考答案】B8.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( )A.当OA 到达OC 处时，圆环的电功率为1 WB.当OA 到达OC 处时，圆环的电功率为2 WC.全电路最大功率为3 WD.全电路最大功率为4.5 W 【参考答案】AD【名师解析】当OA 到达OC 处时，圆环的电阻为1 Ω，与R 1串联接入电源，外电阻为2 Ω，棒转动过程中产生的感应电动势E ＝12BL 2ω＝3 V ，圆环上分压为1 V ，所以圆环上的电功率为1 W ，A 正确，B 错误；当OA 到达OD 处时，圆环中的电阻为零，此时电路中总电阻最小，而电动势不变，所以电功率最大为P ＝E 2R 1＋r＝4.5 W ，C 错误，D 正确。
9.如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )A.由c 到d ，I ＝Br 2ωRB.由d 到c ，I ＝Br 2ωRC.由c 到d ，I ＝Br 2ω2RD.由d 到c ，I ＝Br 2ω2R【参考答案】D10（2016河南八市重点高中联考）如图所示，导体杆OP 在作用于OP 中点且垂直于OP 的力作用下，绕O 轴沿半径为r 的光滑半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B ，AO 间接有电阻R ，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P ，则A ．外力的大小为2B ．外力的大小为2CD ．导体杆旋转的角速度为22Br 【参考答案】C【命题意图】本题考查了电磁感应、闭合电路欧姆定律、电功率，圆周运动等知识点。
二．计算题1. (2016·淮安5月模拟)很多人喜欢到健身房骑车锻炼,某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置,如图所示.自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O 转动.已知磁感应强度B=0.5 T,圆盘半径l=0.3 m,圆盘电阻不计.导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O 相连,导线两端a 、b 间接一阻值R=10 Ω的小灯泡.后轮匀速转动时,用电压表测得a 、b 间电压U=0.6 V . (1) 与a 连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱? (2) 圆盘匀速转动600 s,则此过程中产生了多少电能? (3) 自行车车轮边缘线速度是多少?2.（12分）（2016上海闸北期末）半径分别为r 和2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r 、质量分布均匀的直导体棒AB 置于圆导轨上，BA 的延长线过圆导轨中心O ，装置的俯视图如图所示。
整个装置位于一磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，方向竖直向下。
在内、外圆导轨间对称地接有三个阻值均为R 的电阻。
直导体棒在垂直作用于导体棒AB 中点的水平外力F 作用下，以角速度ω绕O 点顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导体棒和导轨电阻均可忽略。
求：（1）导体棒产生的感应电动势； （2）流过导体棒的感应电流； （3）外力大小。
【参考答案】（1）E 感＝32B ωr 2（2）I 总＝9B ωr22R（3）F ＝9B 2ωr32R解法二：E 感＝22r rBLv B r ωω+⋅=⋅⋅＝32B ωr 2；（公式3分，结论2分） （2）三个电阻为并联关系：3R R =总，（2分） I 总＝2323B r E R R ω=感总＝9B ωr 22R ；（2分） （3）解法一：外力2239922B r B r F BI L B r R R ωω==⋅⋅=总，（公式2分，结论1分） 解法二：F ＝E I P v v=总感＝9B 2ωr 32R 。
（公式2分，结论1分）3.如图所示，长为L 的金属导线下悬挂一质量为m 的小球，在竖直向上的匀强磁场中做圆锥摆运动，圆锥的偏角为θ，，磁感应强度为B ，求：（1）摆球转动的角速度为ω；（2）金属导线中产生的感应电动势的大小。
（2）导体在磁场中转动，旋转切割磁感线，但导体本身与磁场不垂直，应该考虑切割的有效长度.导体L 切割磁感线的有效长度为L ′=L sin θ， 根据旋转切割产生的电动势公式：E=12BL 2ω得：E=12BL 2ωsin 2θ=12BL sin 2θ4.在磁感应强度为B=0.4T 的匀强磁场中放一个半径r 0=50cm 的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度ω=103rad/s 逆时针匀速转动．圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为R 0=0.8Ω，外接电阻R=3.9Ω，如图所示，求：（1）每半根导体棒产生的感应电动势．（2）当电键S 接通和断开时两电表示数（假定R V →∞，R A →0）．【名师解析】（1）每半根导体棒产生的感应电动势为： E 1=Blv=12 Bl 2ω=12×0.4×103×（0.5）2V=50V ．当电键S ′接通时，全电路总电阻为：R ′=r+R=（0.1+3.9）Ω=4Ω．由全电路欧姆定律得电流强度（即电流表示数）为：I='E R = =12.5 A ． 此时电压表示数即路端电压为：U=IR=12.5×3.9 V=48.75V ．5.(宁夏银川一中2016届高三第三次模拟考试理科综合试题)(18分) 如图所示，宽L =2m 、足够长的金属导轨MN 和M ′N ′放在倾角为θ=30°的斜面上，在N 和N ′之间连接一个R =2.0Ω的定值电阻，在AA ′处放置一根与导轨垂直、质量m =0.8kg 、电阻r =2.0Ω的金属杆，杆和导轨间的动摩擦因数μ，导轨电阻不计，导轨处于磁感应强度B =1.0T 、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中。
用轻绳通过定滑轮将电动小车与杆的中点相连，滑轮与杆之间的连线平行于斜面，开始时小车位于滑轮正下方水平面上的P 处（小车可视为质点），滑轮离小车的高度H =4.0m 。