【推荐】2019届高考物理二轮复习专项突破训练电磁感应.docx

电磁感应1．(多选)如图1所示，a、b、c为三只完全相同的灯泡，L为直流电阻不计的线圈，电源内阻不计．下列判断正确的是( )图1A．S闭合的瞬间，b、c两灯亮度相同B．S闭合足够长时间后，b、c两灯亮度相同C．S断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭D．S断开后，b灯先突然闪亮后再逐渐变暗熄灭2．(多选)如图2所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0°<θ<90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中( )图2A．产生的焦耳热为qBLvB．ab棒中的电流方向从a到bC．下滑的位移大小为qR BLD．运动的平均速度大于1 2 v3．如图3甲所示，用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径．在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场，t＝0时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，磁场磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，则0～t1时间内( )图3A．圆环中产生感应电流的方向为逆时针B．圆环中产生感应电流的方向先顺时针后是逆时针C．圆环一直具有扩张的趋势D．圆环中感应电流的大小为B0 rS 4t0ρ4．(多选)如图4甲所示，线圈两端a、b与一电阻R相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t＝0时起，穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化，下列说法正确的是( )图4A．0.5t0时刻，R中电流方向为由a到bB．1.5t0时刻，R中电流方向为由a到bC．0～t0时间内R的电流小于t0～2t0时间内R的电流D．0～t0时间内R的电流大于t0～2t0时间内R的电流5．如图5所示，两足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距L＝0.5 m，导轨平面与水平面夹角为θ＝30°，导轨顶端跨接一阻值为R＝0.4 Ω的定值电阻．距导轨顶端MP的距离为d＝0.5 m的CD(CD∥MP)下方有方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B0＝1 T的匀强磁场．现将金属棒从CD处由静止释放．取金属棒的质量m＝0.2 kg、电阻为r＝0.1 Ω，在运动过程中金属棒始终与CD保持平行，且与导轨接触良好．当金属棒沿导轨下滑距离d时(图中EF的位置)速度刚好达到最大．重力加速度g＝10 m/s2.试求：图5(1)金属棒速度达到的最大值v m的大小和从CD下滑到EF的过程中金属棒上产生的焦耳热Q；(2)为了使金属棒经EF后回路中不再产生感应电流，可使磁场的磁感应强度B的大小发生变化．试写出磁感应强度B随时间变化的表达式(从金属棒到EF 处时开始计时)．6．如图6甲所示，一边长L＝2.5 m、质量m＝0.5 kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度B＝0.8 T 的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合．在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5 s线框被拉出磁场．测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中，图6(1)求通过线框导线截面的电荷量及线框的总电阻；(2)分析线框运动性质并写出水平力F随时间变化的表达式；(3)已知在这5 s内力F做功1.92 J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少．7 .如图7甲所示，一水平放置的线圈，匝数n＝100匝，横截面积S＝0.2 m2，电阻r＝1 Ω，线圈处于水平向左的均匀变化的磁场中，磁感应强度B1随时间t变化关系图象如图乙所示．线圈与足够长的竖直光滑导轨MN、PQ连接，导轨间距l＝20 cm，导体棒ab与导轨始终接触良好，ab棒接入电路的电阻R＝4 Ω，质量m＝5 g，导轨的电阻不计，导轨处在与导轨平面垂直向里的匀强磁场中，磁感应强度B2＝0.5 T．t＝0时，导体棒由静止释放，g取10 m/s2，求：图7(1)t＝0时，线圈内产生的感应电动势的大小；(2)t＝0时，导体棒ab两端的电压和导体棒的加速度大小；(3)导体棒ab到稳定状态时，导体棒所受重力的瞬时功率．8．如图8(a)所示，间距L＝0.5 m的两根光滑平行长直金属导轨倾斜放置，轨道平面倾角θ＝30°.导轨底端接有阻值R＝0.8 Ω的电阻，导轨间有Ⅰ、Ⅱ两个矩形区域，其长边都与导轨垂直，两区域的宽度均为d2＝0.4 m，两区域间的距离d1＝0.4 m，Ⅰ区域内有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1 T，Ⅱ区域内的磁感应强度B随时间t变化如图(b)所示，规定垂直于导轨0平面向上的磁感应强度方向为正方向．t＝0时刻，把导体棒MN无初速度地放在区域Ⅰ下边界上．己知导体棒的质量m＝0.1 kg，导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒在磁场边界时都认为处于磁场中，导体棒和导轨电阻不计，取重力加速度g＝10 m/s2.求：图8(1)0.1 s内导体棒MN所受的安培力；(2)t＝0.5 s时回路中的电动势和流过导体棒MN的电流方向；(3)0.5 s时导体棒MN的加速度大小．参考答案1.答案 AD2.答案 CD3.答案 D解析 磁通量先向里减小再向外增加，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向一直为顺时针，故A 、B 错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，0～t 0时间内为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，t 0～t 1时间内为了阻碍磁通量的增大，线圈有缩小的趋势，故C 错误；由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔBS 圆环2Δt ＝B 0πr 22t 0，感应电流I ＝E R ＝B 0πr 22t 0·S ρ·2πr ＝B 0rS4t 0ρ，故D 正确．4.答案 AC解析 由楞次定律可知0～t 0时间内线圈中的感应电流方向为逆时针方向，t 0～2t 0时间内线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故A 正确，B 错误；根据法拉第电磁感应定律：E ＝nΔΦΔt，可知0～t 0时间内感应电动势是t 0～2t 0时间内的12，感应电流为：I ＝ER ，所以0～t 0时间内R 中的电流是t 0～2t 0时间内电流的12，故C 正确，D 错误． 5.答案 (1)2 m/s 0.02 J (2)B ＝11＋4t ＋5t 2解析 (1)当金属棒所受的合力为零时速度最大，根据闭合电路的欧姆定律得：I ＝B 0Lv mR ＋r根据平衡条件得：mg sin θ＝B 0IL 联立解得v m ＝mg R ＋r sin θB 02L 2＝2 m/s由能量守恒定律得，该过程中系统产生的焦耳热为Q 总＝mgd sin θ－12mv m 2＝0.1 J其中金属棒中产生的焦耳热Q＝rR＋rQ总＝0.02 J(2)由于回路中没有感应电流，所以金属棒将做匀加速运动，经过时间t其位移为x＝vm t＋12gt2sin θ＝2t＋2.5t2为了使回路中不再产生感应电流，则回路中的磁通量不发生变化Φt＝Φ0即：B(x＋d)L＝B0dL解得：B＝11＋4t＋5t26.答案见解析解析(1)根据q＝I t，由I－t图象得，q＝1.25 C又根据I＝ER＝ΔΦtR＝BL2tR得R＝4 Ω.(2)由题图乙可知，感应电流随时间变化的规律：I＝0.1t由感应电流I＝BLvR，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，v＝RIBL＝0.2t线框做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2.线框在外力F和安培力F安作用下做匀加速直线运动，F－F安＝ma 又F安＝BIL得F＝(0.2t＋0.1) N(3)t＝5 s时，线框从磁场中拉出时的速度v5＝at＝1 m/s由能量守恒得：W＝Q＋12 mv52线框中产生的焦耳热Q＝W－12mv52＝1.67 J7.答案(1)2 V (2)1.6 V 2 m/s2(3)0.25 W解析(1)由题图乙可知，线圈内磁感应强度变化率：ΔB1Δt＝0.1 T/s由法拉第电磁感应定律可知：E1＝n ΔΦΔt＝nΔB1ΔtS＝2 V(2)t＝0时，回路中电流：I＝E1R＋r＝0.4 A导体棒ab两端的电压U＝IR＝1.6 V设此时导体棒的加速度为a，则由：mg－B2Il＝ma得：a＝g－B2Ilm＝2 m/s2(3)当导体棒ab达到稳定状态时，满足：mg＝B2I′lI′＝E1＋B2lv R＋r得：v＝5 m/s此时，导体棒所受重力的瞬时功率P＝mgv＝0.25 W.8.答案(1) 0.5 N (2)0.4 V N→M(3)7 m/s2解析(1)Δt1＝0.1 s时间内感应电动势E1＝ΔB1Δt1d2L，ΔB1Δt1＝4 T/s，I1＝E1R0．1 s内安培力F1＝B0I1L，解得F1＝0.5 N(2)因F1＝mg sin θ，故导体棒第0.1 s内静止，从0.1 s末开始加速，设加速度为a1：mg sin θ＝ma1，d1＝12a1Δt12，v1＝a1Δt1，解得：Δt1＝0.4 s，v1＝2 m/st＝0.5 s时，导体棒刚滑到Ⅱ区域上边界，此时B2＝0.8 T，切割磁感线产生的电动势E2＝B2Lv1＝0.8 Vt＝0.5 s时，因磁场变化而产生的感应电动势E 3＝ΔB2Δt2d2L，ΔB2Δt2＝6 T/s，解得E3＝1.2 Vt＝0.5 s时的总电动势E＝E3－E2＝0.4 V 导体棒电流方向：N→M(3)设0.5 s时导体棒的加速度为a，有F＋mg sin θ＝ma，又I＝ER，F＝B2IL，解得a＝7 m/s2.。