专题10.16 电磁感应与动量综合问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练(原卷版)
100考点最新模拟题千题精练10-16
1．（2018天津高考）真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置。
图1是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计，ab和cd是两根与导轨垂直，长度均为l，电阻均为R的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为l，列车的总质量为m。
列车启动前，ab、cd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，如图1所示，为使列车启动，需在M、N间连接电动势为E的直流电源，电源内阻及导线电阻忽略不计，列车启动后电源自动关闭。
（1）要使列车向右运行，启动时图1中M、N哪个接电源正极，并简要说明理由；
（2）求刚接通电源时列车加速度a的大小；
（3）列车减速时，需在前方设置如图2所示的一系列磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁
v，此时ab、cd均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前场间距均大于l。
若某时刻列车的速度为
方至少需要多少块这样的有界磁场？
2.(20分)（2018高考信息卷）如图所示，两根光滑平行金属导轨(电阻不计)由半径为r的圆弧部分与无限长的水平部分组成.间距为L。
水平导轨部分存在竖直向下的匀强磁场.磁感应强度大小为B。
一质量为2m的金属棒ab静置于水平导轨上，电阻为2R。
另一质量为m、电阻为R的金属棒PQ从圆弧M点处由静止释放，下滑至N处后进人水平导轨部分，M到N的竖直高度为h，重力加速度为g，若金属棒PQ与金属棒ab始终垂直于金属导轨并接触良好，且两棒相距足够远，求:
(1)金属棒PQ滑到N处时，金属导轨对金属棒PQ的支持力为多大?
(2)从释放金属棒PQ到金属棒ab达到最大速度的过程中，整个系统产生的内能;
(3)若在金属棒ab达到最大速度时给金属棒ab施加一水平向右的恒力F(F为已知)，则在此恒力作用下整个回路的最大电功率为多少。
3.如图6所示，两根间距为l的光滑金属导轨(不计电阻)，由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成，其水平段加有竖直向下方向的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨水平段上静止放置一金属棒cd，质量为2m，电阻为2r。
另一质量为m，电阻为r的金属棒ab，从圆弧段M处由静止释放下滑至N处进入水平段，棒与导轨始终垂直且接触良好，圆弧段MN半径为R，所对圆心角为60°。
求：
图6
(1)ab棒在N处进入磁场区速度是多大？此时棒中电流是多少？
(2)cd棒能达到的最大速度是多大？
(3)cd棒由静止到达最大速度过程中，系统所能释放的热量是多少？
4．(2018·河北五名校联盟二模)如图7所示，MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r＝0.5 m 的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接，M、P端连接定值电阻R，质量M＝2 kg的cd绝缘杆垂直且静止在水平导轨上，在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场。
现有质量m＝1 kg的ab金属杆以初速度v0＝12 m/s水平向右运动，与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计除R以外的其他电阻和摩擦，ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好，g取10 m/s2，(不考虑cd杆通过半圆导轨最高点以后的运动)求：
图7
(1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v；
(2)电阻R产生的焦耳热Q。
5.（2018高考考前冲刺）（注意：在试题卷上作答无效）
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如图14所示，固定在上、下两层水平面上的平行金属导轨MN 、''N M 和OP 、''P O 间距都是l ，二者之间固定有两组竖直半圆形轨道PQM 和'''M Q P ，两轨道间距也均为l ，且PQM 和'''M Q P 的竖直高度均为R 4，两组半圆形轨道的半径均为R 。
轨道的'QQ 端、'MM 端的对接狭缝宽度可忽略不计，图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架，能使导轨系统位置固定。
将一质量为m 的金属杆沿垂直导轨方向放在下层导轨的最左端'OO 位置，金属杆在与水平成θ角斜向上的恒力作用下沿导轨运动，运动过程中金属杆始终与导轨垂直，且接触良好。
当金属杆通过R 4的距离运动到导轨末端'PP 位置时其速度大小gR v P 4=。
金属杆和导轨的电阻、金属杆在半圆轨道和上层水平导轨上运动过程中所受的摩擦阻力，以及整个运动过程中所受空气阻力均可忽略不计。
（1）已知金属杆与下层导轨间的动摩擦因数为μ，求金属杆所受恒力F 的大小；
（2）金属杆运动到'PP 位置时撤去恒力F ，金属杆将无碰撞地水平进入第一组半圆轨道PQ 和''Q P ，又在对接狭缝Q 和'Q 处无碰撞地水平进入第二组半圆形轨道QM 和''M Q 的内侧，求金属杆运动到半圆轨道的最高位置'MM 时，它对轨道作用力的大小；
（3）若上层水平导轨足够长，其右端连接的定值电阻阻值为r ，导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中。
金属杆由第二组半圆轨道的最高位置'MM 处，无碰撞地水平进入上层导轨后，能沿上层导轨滑行。
求金属杆在上层导轨上滑行的最大距离。
6．（2018上海宝山期末）相距L ＝1.2m 的足够长金属导轨竖直放置，质量m 1＝1kg 的金属棒ab 和质量m 2＝0.54kg 的金属棒cd 均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a ）所示，虚线上方匀强磁场方向垂直纸面向外，虚线下方匀强磁场方向竖直向上，两处磁场的磁感应强度大小相同。
ab 棒光滑，cd 棒与导轨间动摩擦因数μ＝0.75，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计。
ab 棒在方向竖直向上、大小按图（b ）所示规律变化的外力F 作用下，由静止开始（t =0）沿导轨匀加速运动，同时cd 棒也由静止释放。
14
图
（1）请说出在两棒的运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒所受的磁场力方向；
（2）求ab棒加速度的大小和磁感应强度B的大小；
（3）试问cd棒从运动开始起经过多长时间它的速度达到最大？
（取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力）
7. (12分)如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为l，电阻不计。
水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。
导体棒a与b的质量均为m，接入电路的有效电阻分别为R a＝R，R b＝2R。
b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弧形导轨上距水平面h 高度处由静止释放。
运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g。
(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向；
(2)求最终稳定时两棒的速度大小；
(3)从a棒开始下落到最终稳定的过程中，求b棒上产生的内能。
8.（天津市河北区2015-2016学年度高三年级总复习质量检测（三）理科综合试卷·物理部分）如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计。
在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。
设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度0v，若两导体棒在运动中始终不接触，求：
（1）在运动中产生的焦耳热Q最多是多少？
（2）当ab棒的速度变为初速度的4/3时，cd棒的加速度a是多少？。
(最新整理)2019年高考物理试题汇编—电磁感应
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2018普通高校招生考试试题汇编—电磁感应24．(2018全国卷1)．（15分）(注意：在试题卷上作答无效)如图，两根足够长的金属导轨ab 、cd 竖直放置,导轨间距离为L 1电阻不计。
在导轨上端并接两个额定功率均为P 、电阻均为R 的小灯泡。
整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。
现将一质量为m 、电阻可以忽略的金属棒MN 从图示位置由静止开始释放。
金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。
已知某时刻后两灯泡保持正常发光.重力加速度为g 。
求：（1)磁感应强度的大小：(2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率.解析：每个灯上的额定电流为I=U =（1）最后MN 匀速运动故：B2IL=mg B =(2)U=BLv 得：2P v mg==6．如图，EOF 和为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E O F '''，FO∥E O ''，且EO⊥OF； 为∠EOF 的角平分线,F O ''OO 'OO '间的距离为l ；磁场方向垂直于纸面向里。
一边长为l 的正方形导线框沿方向匀速通过磁场，t =0时刻恰好位于图OO '示位置。
规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i 与实践t 的关系图线可能正确的是7．(2018海南）．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。
【2019版】五年真题之2019年高考物理：专题10-电磁感应(含答案)
专题10 电磁感应1.（15江苏卷）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，实验装置如题11-1图所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电（1）下列实验操作中，不正确的有________A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源（2）该同学按照正确的步骤进行试验（记为“实验①”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1、2、3…….8，用刻度尺量出各计数点的相邻计时点到O点的距离，记录在纸带上，如题11-2图所示计算相邻计时点间的平均速度v，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表，请将表中的数据补充完整（3）分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是________;磁铁受到阻尼作用的变化情况是____________.（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为实验②），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，请问实验②是为了说明说明？对比实验①和②的结果得到什么结论？答案：（1）CD（2）39.0（3）逐渐增大到39.8 cm/ s 逐渐增大到等于重力（4）为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用. 解析：根据速度Ts s v n n n 211-+-=计算速度.2.（15北京卷）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度 L = 0.4 m ，一端连接 R=1 Ω 的电阻，导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场， 磁感应强度B = 1 T ， 导体棒 MN 放在导轨上， 其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好.导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.在平行于导轨的拉力 F 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度 v = 5 m/s ，求：( 1 ) 感应电动势 E 和感应电流 I ；( 2 ) 在 0.1 s 时间内，拉力的冲量的大小；( 3 ) 若将 MN 换为电阻为 r = 1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压 U.解析：（1）根据动生电动势公式得E=BLv = 1T ×0.4m ×5m /s =2.0 V①故感应电流I=A 0.21v 0.2R E =Ω= ②（2）金属棒匀速运动过程中，所受的安培力大小为F 安= BIL =0.8N, 因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力F = F 安 = 0.8N ③所以拉力的冲量 IF =F t=0.8 N × 0.1 s=0.08 S N ∙ ④导体棒两端电压U=V0.1r R RE=+ ⑤3.（15海南卷）如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时，棒两端的感应电动势大小为ε'，则εε'等于（ ）A.1/2B.22C.1D.2 答案：B解析：设折弯前导体切割磁感线的长度为L ，折弯后，导体切割磁场的有效长度为l L ==，故产生的感应电动势为Blv B Lv ε'===，所以εε'=，B 正确； 4.（15海南卷）如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l ，左端与一电阻R 相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向竖直向下.一质量为m 的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g ，导轨和导体棒的电阻均可忽略.求（1）电阻R 消耗的功率； （2）水平外力的大小.解析：（1）导体切割磁感线运动产生的电动势为E BLv =， 根据欧姆定律，闭合回路中的感应电流为EI R=电阻R 消耗的功率为2P I R =，联立可得222B L v P R=（2）对导体棒受力分析，受到向左的安培力和向左的摩擦力，向右的外力，三力平衡，故有F mg F μ+=安，BlvF BIl B l R==⋅⋅安，故22B l v F mg R μ=+ 5.（15四川卷）18分） 如图所示，金属导轨MNC 和PQD ，MN 与PQ 平行且间距为L ，所在平面与水平面夹角为α，N 、Q 连线与MN 垂直，M 、P 间接有阻值为R 的电阻；光滑直导轨NC 和QD 在同一水平面内，与NQ 的夹角都为锐角θ.均匀金属棒ab 和ef 质量均为m ，长均为L ，ab 棒初始位置在水平导轨上与NQ 重合；ef 棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ（μ较小），由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止.空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）.两金属棒与导轨保持良好接触.不计所有导轨和ab 棒的电阻，ef 棒的阻值为R ，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g.（1）若磁感应强度大小为B ，给ab 棒一个垂直于NQ 、水平向右的速度v 1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef 棒始终静止，求此过程ef 棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab 棒滑行距离为d ，求通过ab 棒某横截面的电量；（3）若ab 棒以垂直于NQ 的速度v 2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ 位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef 棒始终静止.求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab 棒运动的最大距离.解析：（1）由于ab 棒做切割磁感线运动，回路中产出感应电流，感应电流流经电阻R 和ef 棒时，电流做功，产生焦耳热，根据功能关系及能的转化与守恒有：2121mv ＝Q R ＋Q ef ① 根据并联电路特点和焦耳定律Q ＝I 2Rt 可知，电阻R 和ef 棒中产生的焦耳热相等，即Q R ＝Q ef ② 由①②式联立解得ef 棒上产生的热量为：Q ef ＝2141mv（2）设在ab 棒滑行距离为d 时所用时间为t ，其示意图如下图所示：该过程中回路变化的面积为：ΔS ＝21[L ＋（L －2dcot θ）]d ③ 根据法拉第电磁感应定律可知，在该过程中，回路中的平均感应电动势为：E＝tSB Δ ④ 根据闭合电路欧姆定律可知，流经ab 棒平均电流为：I＝2/R E⑤ 根据电流的定义式可知，在该过程中，流经ab 棒某横截面的电量为： q ＝t I ⋅ ⑥ 由③④⑤⑥式联立解得：q ＝Rθd L Bd )cot (2-⑶由法拉第电磁感应定律可知，当ab 棒滑行x 距离时，回路中的感应电动势为： e ＝B （L －2xcot θ）v 2⑦根据闭合电路欧姆定律可知，流经ef 棒的电流为：i ＝Re⑧ 根据安培力大小计算公式可知，ef 棒所受安培力为：F ＝iLB ⑨由⑦⑧⑨式联立解得：F ＝)cot 2(22θx L RLv B -⑩由⑩式可知，当x ＝0且B 取最大值，即B ＝B m 时，F 有最大值F m ，ef 棒受力示意图如下图所示：根据共点力平衡条件可知，在沿导轨方向上有：F m cos α＝mgsin α＋f m ⑪ 在垂直于导轨方向上有：F N ＝mgcos α＋F m sin α ⑫ 根据滑动摩擦定律和题设条件有：f m ＝μF N ⑬ 由⑩⑪⑫⑬式联立解得：B m ＝2)sin (cos )cos (sin 1v αμααμαmgR L-+显然此时，磁感应强度的方向竖直向上或竖直向下均可由⑩式可知，当B ＝B m 时，F 随x 的增大而减小，即当F 最小为F min 时，x 有最大值为x m ，此时ef 棒受力示意图如下图所示：根据共点力平衡条件可知，在沿导轨方向上有：F min cos α＋f m ＝mgsin α ⑭ 在垂直于导轨方向上有：F N ＝mgcos α＋F min sin α ⑮ 由⑩⑬⑭⑮式联立解得：x m ＝μααμθL μ++cos sin )1(tan 26.（15安徽卷）如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l ，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，导轨电阻不计.已知金属杆MN 倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r ，保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）.则A ．电路中感应电动势的大小为θsin BlvB ．电路中感应电流的大小为rθsin BvC ．金属杆所受安培力的大小为rθsin lv B 2D ．金属杆的发热功率为θsin r lv B 22答案：B解析：金属棒的有效切割长度为l ，电路中感应电动势的大小E Blv =，选项A 错误；金属棒的电阻sin rlR θ=，根据欧姆定律电路中感应电流的大小sin E Bv I R rθ==，选项B 正确；金属杆所受安培力的大小2sin l B lv F BI r θ==，选项C 错误；根据焦耳定律，金属杆的发热功率为222sin B lv P I R rθ==，选项D 错误．答案为B ．7.（15重庆卷）题4图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n ，面积为S .若在1t 到2t 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由1B 均匀增加到2B ，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差a b ϕϕ-A.恒为2121()nS B B t t -- B. 从0均匀变化到2121()nS B B t t --C.恒为2121()nS B B t t ---D.从0均匀变化到2121()nS B B t t ---答案：C解析：穿过线圈的磁场均匀增加，将产生大小恒定的感生电动势，由法拉第电磁感应定律得2121()S B B E nnt t t ϕ-∆==∆-，而等效电源内部的电流由楞次定理知从a b →，即b 点是等效电源的正极，即2121()a b S B B nt t ϕϕ--=--，故选C.7．（2018·全国新课标Ⅱ）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.当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c .已知bc 边的长度为l.下列判断正确的是A ．U a > U c ，金属框中无电流B ．U b >U c ，金属框中电流方向沿a-b-c-aC ．U bc =-1/2Bl ²ω，金属框中无电流D ．U bc =1/2Bl ²w ，金属框中电流方向沿a-c-b-a 答案：C解析：当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，穿过直角三角形金属框abc 的磁通量恒为0，所以没有感应电流，由右手定则可知，c 点电势高，ω221Bl U bc -=，故C 正确，A 、B 、D 错误. 8、（2018·全国新课标Ⅰ）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后.下列说法正确的是A ．圆盘上产生了感应电动势B ．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C ．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D ．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动 答案：AB解析：圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A 对，圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流产生，选项B 对.圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错.圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错.。
2019年高考物理一轮复习文档：电磁感应规律的综合应用(二)动力学和能量、动量含解析
板块三限时规范特训时间：45分钟100分 一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分。
其中 1～3为单选，4～8为多选)1. [2017·四川第二次大联考]如图所示，固定的竖直光滑U 型金属导轨，间距为L ，上端接有阻值为R 的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 、电阻为r 的导体棒与劲度系数为k 的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。
初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x 1＝mg k ，此时导体棒具有竖直向上的初速度v 0。
在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。
则下列说法正确的是( )A ．初始时刻导体棒受到的安培力大小F ＝B 2L 2v 0RB ．初始时刻导体棒加速度的大小a ＝g ＋B 2L 2v 0m (R ＋r )C ．导体棒往复运动，最终将静止时弹簧处于压缩状态D ．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q ＝12m v 20＋2m 2g 2k 答案 C解析 由法拉第电磁感应定律得：E ＝Bl v 0，由闭合电路的欧姆定律得：I ＝E R ＋r ，由安培力公式得：F ＝B 2L 2v 0R ＋r，故A 错误；初始时刻，F ＋mg ＋kx 1＝ma ，得a ＝2g ＋B 2L 2v 0m (R ＋r )，故B 错误；因为导体棒静止时没有安培力，只有重力和弹簧的弹力，故弹簧处于压缩状态，故C 正确；根据能量守恒，减小的动能和重力势能全都转化为焦耳热，但R 上的只是一部分，故D 错误。
2. [2017·湖北重点中学联考]如图所示，足够长的光滑金属导轨MN 、PQ 平行放置，两导轨的平面与水平方向的夹角为θ。
在导轨的最上端M 、P 之间接有电阻R ，不计其他电阻。
导体棒ab 从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab 棒上升的最大高度为H ；若存在垂直导轨平面的匀强磁场时，ab 棒上升的最大高度为h 。
专题10.12 电磁感应综合问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练(原卷版)
100考点最新模拟题千题精练10-12一．选择题1．在北半球上，地磁场竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为，右方机翼末端处电势为，则（）A. 若飞机从西往东飞，比高B. 若飞机从东往西飞，比高C. 若飞机从南往北飞，比高D. 若飞机从北往南飞，比高2．健身车的磁控阻力原理如图所示，在金属飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人在健身时带动飞轮转动，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离．则A. 飞轮受到阻力大小与其材料密度有关B. 飞轮受到阻力大小与其材料电阻率有关C. 飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，其受到的阻力越大D. 磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到阻力越小3．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。
下列说法正确的是（）A. 开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动4．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：0～1s内排斥，1s～3s内吸引，3s～4s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变化的图像有可能是下图中的( )A.B.C.D.5．(2016·山东淄博诊断)如图甲所示，左侧接有定值电阻R＝2 Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B＝1 T，导轨间距L＝1 m。
3年高考2年模拟1年原创备战2019高考物理专题11 电磁感应(含解析)
3年高考2年模拟1年原创精品高考系列专题11 电磁感应【2019年高考考点定位】本考点从磁通量开始，以引起磁通量变化的各种原因为线索，以判断磁通量变化导致的感应电动势和感应电流大小和方向的楞次定律和法拉第电磁感应定律为重点，综合力学和电学的相关知识点，电磁感应考点主要的知识网络。
【考点p k 】名师考点透析考点一、磁通量 电磁感应现象和楞次定律 【名师点睛】1、 磁通量：穿过平面的磁感线条数，公式sin BS φθ=，θ为磁场方向和平面的夹角。
引起磁通量变化的原因可能是磁感应强度的变化，线圈面积的变化以及二者夹角的变化，磁通量变化量记做0φφφ∆=-。
2、 电磁感应现象：法拉第发现并总结出产生感应电流的五种情况：○1变化的电流○2变化的磁场○3运动的恒定电流○4运动的磁铁○5在磁场中运动的导体⇒进一步总结发现：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生。
电磁感应的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流，若回路不闭合则产生感应电动势，电路中没有感应电流。
3、 楞次定律：感应电流产生的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
⇒阻碍不是阻止，“增反减同”即若磁通量减小，感应电流产生的磁场与原磁场方向相同，若磁通量增大，感应电流产生的磁场与原磁场同向。
“增缩减扩”对线圈分析，若磁通量增大，线圈与缩小的趋势，若磁通量减小，线圈有扩大的趋势。
4、 右手定则：导体切割磁感线时判断感应电流方向用右手定则⇒伸开右手，让大拇指和其他四指垂直，并且和手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心传入，并使拇指方向指向导体棒运动的方向，此时四指所指的方向就是感应电流方向考点二、法拉第电磁感应定律 自感和涡流 【名师点睛】1、 闭合电路中感应电动势的大小与磁通量变化率成正比即E ntφ∆=∆，其中n 为线圈匝数，普遍适用。
2、 若导体棒垂直切割磁感线则有sin E BLv θ= ，若导体棒在匀强磁场张绕其中一端点做匀速圆周运动，则产生的感应电动势212E BL ω=。
2019高考物理专题电磁感应中的综合问题测试题(答案及详解)
D．选项D
2.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率()
A．均匀增大
B．先增大，后减小
C．逐渐增大，趋于不变
D．先增大，再减小，最后不变
3.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直。磁感强度B随时间变化的图象如图所示．T=0时刻．磁感强度的方向垂直于纸面向里．在0～4s叫间内．线框的ab边受力随时间变化的图象（力的方向规定以向左为正方向）可能如图中（）
2019高考物理专题电磁感应中的综合问题测试题
一、单选题(共15小题)
1.如图所示，水平面内有一足够长的平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场与导轨平面垂直，阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，现闭合开关，导体棒的速度v，回路中电流i随时间变化的图像正确的是（）
A．选项A
B．选项B
A．选项A
B．选项B
C．选项C
D．选项D
5.如图甲所示闭合矩形导线框abcd固定在磁场中，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变化的的规律如图乙所示．规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda的方向为线框中感应电流的正方向，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()
A．选项A
B．选项B
C．选项C
D．选项D
7.如图所示，图中两条平行虚线间存有匀强磁场，虚线间的距离为2L，磁场方向垂直纸面向里．abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离为2L且均与ab相互垂直，ad边长为2L，bc边长为3L，t＝0时刻，c点与磁场区域左边界重合．现使线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿过磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的关系图线可能是()
2019高考物理真题 电磁学解答题及答案(8道题)
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟2019高考物理真题·电磁学综合题及答案（8道题）1．如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B ．磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M 、N ，MN =L ，粒子打到板上时会被反弹（碰撞时间极短），反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反．质量为m 、电荷量为-q 的粒子速度一定，可以从左边界的不同位置水平射入磁场，在磁场中做圆周运动的半径为d ，且d <L ，粒子重力不计，电荷量保持不变． （1）求粒子运动速度的大小v ；（2）欲使粒子从磁场右边界射出，求入射点到M 的最大距离d m ； （3）从P 点射入的粒子最终从Q 点射出磁场，PM =d ，QN =2d，求粒子从P 到Q 的运动时间t ．【来源】江苏省2019年高考物理试题【答案】（1）qBd v m =；（2）m d =；（3）A.当1L nd d =+（时，π2L m t d qB =（），B.当L nd d =+（时， π2L m t d qB =-（）分析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力有：2v qvB m R=，解得：mv R qB = 由题可得：R d = 解得qBdv m=； （2）如图所示，粒子碰撞后的运动轨迹恰好与磁场左边界相切解得m d =（3）粒子的运动周期2πmT qB=设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t '，则 (1,3,5,)4Tt nt n '=+=A.当1L nd d =+（时，粒子斜向上射出磁场 112t T '=解得π2L m t d qB =+（）B.当L nd d =+（时，粒子斜向下射出磁场 512t T '=解得π2L m t d qB =-（）．2．空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O 、P 是电场中的两点．从O 点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m 的小球A 、B ．A 不带电，B 的电荷量为q （q >0）．A 从O 点发射时的速度大小为v 0，到达P 点所用时间为t ；B 从O 点到达P 点所用时间为2t．重力加速度为g ，求 （1）电场强度的大小；（2）B 运动到P 点时的动能．【来源】2019年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅲ)【答案】（1）3mg E q=；（2）222k 0=2()E m v g t +分析：（1）设电场强度的大小为E ，小球B 运动的加速度为a ．根据牛顿定律、运动学公式和题给条件，有 mg +qE =ma ①2211()222t a gt =② 解得3mg E q=③（2）设B 从O 点发射时的速度为v 1，到达P 点时的动能为E k ，O 、P 两点的高度差为h ，根据动能定理有2k 112E mv mgh qEh -=+④且有102tv v t =⑤ 21书山有路勤为径，学海无涯苦作舟联立③④⑤⑥式得222k 0=2()E m v g t +⑦ 3．如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的面积S =0.3m 2、电阻R =0.6Ω，磁场的磁感应强度B =0.2T.现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt =0.5s 时间内合到一起．求线圈在上述过程中 （1）感应电动势的平均值E ；（2）感应电流的平均值I ，并在图中标出电流方向； （3）通过导线横截面的电荷量q ．【来源】江苏省2019年高考物理试题【答案】（1）E =0.12V ；（2）I =0.2A （电流方向见图）；（3）q =0.1C分析：（1）由法拉第电磁感应定律有： 感应电动势的平均值E t∆Φ=∆ 磁通量的变化B S ∆Φ=∆ 解得：B SE t∆=∆ 代入数据得：E =0.12V ；（2）由闭合电路欧姆定律可得： 平均电流E I R=代入数据得I =0.2A由楞次定律可得，感应电流方向如图：（3）由电流的定义式qI t=∆可得：电荷量q =I ∆t 代入数据得q =0.1C 。
2019高考物理重点新题精选分类解析(第3期)专项10电磁感应
2019高考物理重点新题精选分类解析（第3期）专项10电磁感应1. （2018天星调研卷）17. 如图甲所示，在圆形线框的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里。
若磁场的磁感应强度B 按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I （取逆时针方向的电流为正）随时间t 的变化图线是1. A2．（2018天星调研卷）如下图，PQ 、MN 是放置在水平面内的光滑导轨，GH 是长度为L 、电阻为r 的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为k 。
导体棒处在方向向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中。
图中E 是电动势为E ，内阻不计的直流图甲图乙B电源，电容器的电容为C 。
闭合开关，待电路稳定后，A ．导体棒中电流为21+E R r R B ．轻弹簧的长度增加1+BLE k r R C ．轻弹簧的长度减少1+BLE k r R D ．电容器带电量为1+E r R CR2 3．（20分）（2018天星调研卷）水平放置的光滑平行导轨，导轨之间距离L =0.2m ，轨道平面内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B =0.5T ，完全相同的导体棒ab 和cd 棒静止在导轨上，如下图.。
现用F =0.2N 向右的水平恒力使ab 棒由静止开始运动，经t =5s ，ab 棒的加速度a =1.37m/s 2。
已知导体棒ab 和cd 的质量均为m=0.1kg ，电阻均为R =0.5Ω．则：（1）当导体棒ab 和cd 棒速度差为△v=2m/s 时，求回路中的感应电流。
（2）求t =5s 时ab 和cd 两棒的速度v ab 、v cd 。
（3）导体棒均稳定运动时两棒的速度差ba cdFB（3）该题中的“稳定状态”应该是它们的加速度相同，此时两棒速度不相同但保持“相对”稳定，所以整体以稳定的速度差、相同的加速度．．．．．．．．．．．．．一起向右做加速运动．对导体棒ab 和cd 棒用整体法有：F = 2ma ′（2分）对cd 棒用隔离法有：B 2L 2(v ab -v cd )2R= ma ′（2分）从而可得稳定时速度差△v =v ab -v cd =10m/s ．（2分）4. (10分) （2018安徽黄山七校联考）如下图，M 、N 为纸面内两平行光滑导轨，间距为L 。
高三物理下学期电磁感应专题(新2019)
2019年高考物理热点题型归纳整合：电磁感应综合问题
2019年高考物理热点题型归纳整合-电磁感应综合问题题型一以“单杆”模型考查电磁感应综合问题1.“单杆”模型是电磁感应中常见的物理模型，此类问题所给的物理情景一般是导体棒垂直切割磁感线，在安培力、重力、拉力作用下的变加速直线运动或匀速直线运动，所涉及的知识有牛顿运动定律、功能关系、能量守恒定律等。
此类问题的分析要抓住三点：①杆的稳定状态一般是匀速运动(达到最大速度或最小速度，此时合力为零)。
②整个电路产生的电能等于克服安培力所做的功。
③电磁感应现象遵从能量守恒定律。
2．力学对象和电学对象间的桥梁——感应电流I、切割速度v3．用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题例1.真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置。
图是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计。
ab和cd是两根与导轨垂直、长度均为l、电阻均为R的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为l,列车的总质量为m。
列车启动前，ab、cd处于碰感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，如图1所示。
为使列车启动，需在M、N间连接电动势为E的直流电源，电源内阻及导线电阻忽略不计，列车启动后电源自动关闭。
(1)要使列车向右运行，启动时图中M、N哪个接电源正极，并简要说明理由;(2)求刚接通电源时列车加速度a 的大小;(3)列车减速时，需在前方设置如图所示的一系列磁感应强度为B 的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于l 若某时刻列车的速度为v 0，此时ab 、cd 均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前方至少需要多少块这样的有界磁场?【答案】（1）M 接电源正极（2）（3）【解析】（1）M 接电源正极，列车要向右运动，安培力方向应向右，根据左手定则，接通电源后，金属棒中电流方向由a 到b ，由c 到d ，故M 接电源正极。
（2）由题意，启动时ab 、cd 并联，设回路总电阻为，由电阻的串并联知识得①； 设回路总电阻为I ，根据闭合电路欧姆定律有② 设两根金属棒所受安培力之和为F ，有③ 根据牛顿第二定律有F =ma ④，联立①②③④式得⑤ （3）设列车减速时，cd 进入磁场后经时间ab 恰好进入磁场，此过程中穿过两金属棒与导轨所围回路的磁通量的变化为，平均感应电动势为，由法拉第电磁感应定律有⑥，其中⑦； 设回路中平均电流为，由闭合电路欧姆定律有⑧ 设cd 受到的平均安培力为，有⑨以向右为正方向，设时间内cd 受安培力冲量为，有⑩同理可知，回路出磁场时ab 受安培力冲量仍为上述值，设回路进出一块有界磁场区域安培力冲量为，有⑪设列车停下来受到的总冲量为，由动量定理有⑫ 联立⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫式得⑬2BEla mR=0230=I mv R I B l 总R 总2RR =总E I R =总=F BIL 2BEla mR=t ∆∆Φ1E 1E t∆Φ=∆2Bl ∆Φ='I 1'2E I R='F ''F I lB =t ∆I 冲'I F t =-∆冲0I 02I I =冲I 总00I mv =-总0220=I mv R I B l 总讨论：若恰好为整数，设其为n ，则需设置n 块有界磁场，若不是整数，设的整数部分为N ，则需设置N +1块有界磁场。