2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 考前十天必考熱點(diǎn)沖刺 熱考12 電磁感應(yīng)

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1、熱考12電磁感應(yīng)一、選擇題1(多選)(2019年海南瓊海模擬)如圖所示,一有限范圍的勻強(qiáng)磁場,寬為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里一個(gè)邊長為L的正方形導(dǎo)線框,總電阻為R,在拉力作用下,以速度v向右勻速地通過該磁場區(qū)域若dL,則在線框通過磁場的過程中,下述說法正確的是()A感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針B感應(yīng)電流的大小為 C線框中產(chǎn)生的熱量為D拉力做的總功為【答案】AC2(多選)如圖所示,CD、EF是兩條水平放置的電阻可忽略的平行光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌固定不動(dòng),間距為L,在水平導(dǎo)軌的左側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.導(dǎo)軌的右端接有一電阻R,左端與一彎曲的光滑軌道

2、平滑連接將一阻值也為R,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上h高處由靜止釋放,導(dǎo)體棒最終恰好停在磁場的右邊界處己知導(dǎo)體棒與水平導(dǎo)軌接觸良好,則下列說法中正確的是()A電阻R的最大電流為B電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為mghC磁場左右邊界的長度d為D流過電阻R的電荷量為【答案】AD 【解析】金屬棒下滑過程中,機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得mghmv2,得金屬棒到達(dá)水平面時(shí)的速度v,金屬棒到達(dá)水平面后進(jìn)入磁場受到向左的安培力做減速運(yùn)動(dòng),則剛到達(dá)水平面時(shí)的速度最大,所以最大感應(yīng)電動(dòng)勢為EBLv,最大的感應(yīng)電流為I,故A正確;金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,機(jī)械能最終轉(zhuǎn)化為焦耳熱,即Qmgh,故電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為QRQm

3、gh,故B錯(cuò)誤;對導(dǎo)體棒,經(jīng)時(shí)間t穿過磁場,由動(dòng)量定理得F安tBLtmv,而qt,變形得BLqmv,解得q,而由qttt和SLd,解得d,故C錯(cuò)誤,D正確3(多選)(2019年福建福州模擬)如圖所示,xOy平面為光滑水平面,現(xiàn)有一長為d寬為L的線框MNPQ在外力F作用下,沿x軸正方向以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng),空間存在豎直方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度BB0cosx(式中B0為已知量),規(guī)定豎直向下方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度正方向,線框電阻為R0,t0時(shí)刻MN邊恰好在y軸處,下列說法正確的是()A外力F為恒力Bt0時(shí),外力大小FC通過線圈的瞬時(shí)電流ID經(jīng)過t,線圈中產(chǎn)生的電熱Q【答案】BC【解析】由于磁場是變化的,

4、故切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢也為變值,安培力也會(huì)變力故要保持其勻速運(yùn)動(dòng),外力F不能為恒力,A錯(cuò)誤t0時(shí),左右兩邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B0,方向相反,則感應(yīng)電動(dòng)勢E2B0Lv,拉力等于安培力即F2B0IL,B正確;由于兩邊正好相隔半個(gè)周期,故產(chǎn)生的電動(dòng)勢方向相同,經(jīng)過的位移為vt;瞬時(shí)電動(dòng)勢E2B0Lvcos,瞬時(shí)電流I,C正確;由于瞬時(shí)電流成余弦規(guī)律變化,故可知感應(yīng)電流的有效值I,故產(chǎn)生的電熱QI2Rt,D錯(cuò)誤二、計(jì)算題4(2019年福建福州模擬)如圖,在豎直平面內(nèi)有兩條間距為L的足夠長的平行長直金屬導(dǎo)軌,上端接有一個(gè)阻值為R的電阻和一個(gè)耐壓值足夠大的電容器,電容器的電容為C,且不帶電質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒a

5、b垂直跨在導(dǎo)軌上,接觸良好導(dǎo)軌所在空間有垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.S為單刀雙擲開關(guān)現(xiàn)將開關(guān)S接1,由靜止釋放導(dǎo)體棒ab.已知重力加速度為g,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,不計(jì)一切摩擦(1)當(dāng)金屬棒向下運(yùn)動(dòng)的速度為v1時(shí),電容器所帶的電量q;(2)求導(dǎo)體棒ab下落h高度時(shí)的速度大小v2;(3)當(dāng)速度為v2時(shí)迅速將開關(guān)S接2,請分析說明此后導(dǎo)體棒ab的運(yùn)動(dòng)情況;并計(jì)算導(dǎo)體棒ab在開關(guān)接2后又下落足夠大的高度H的過程中電阻R上所產(chǎn)生的電熱Q.【答案】(1)CBLv1(2)(3)mgH【解析】(1)金屬棒向下以速度為v1切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢EBLv1電容器所帶電荷量qCECELv

6、1.(2)設(shè)在t時(shí)間內(nèi),金屬棒速度變化為v金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢變化EBLv電容器兩極板電壓變化UBLv電容器所帶電荷量變化qCUCBLv金屬棒中的電流ICBLCBLa對金屬棒,由牛頓第二定律有mgBILma聯(lián)立解得a可以看出加速度與時(shí)間無關(guān),說明金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)h時(shí)的速度為v2,由v2ah解得v2.(3)此時(shí)迅速將開關(guān)S接2.若重力大于安培力,則棒先做加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng);若重力等于于安培力,則棒做勻速運(yùn)動(dòng);若重力小于安培力,則棒先做減速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)因?yàn)樽詈髣蛩?,所以由平衡條件mgF安解得v3對導(dǎo)體棒在該過程使用動(dòng)能定理mgHW克安mvmv故此過程中電阻R上

7、產(chǎn)生的電熱QW克安mgH.5(2019年甘肅蘭州一診)如圖所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN,PQ傾斜放置,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角30,兩導(dǎo)軌間距L10 m,底端NQ兩點(diǎn)連接R1.0 的電阻,勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面斜向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.6 T質(zhì)量m0.2 kg,阻值r0.50 的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置,在平行于導(dǎo)軌平面向上的拉力F作用下沿導(dǎo)軌向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度v10 m/s.撤去拉力F后,導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌繼續(xù)運(yùn)動(dòng)l20 m后速度減為零運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直并接觸良好,g10 m/s2,導(dǎo)軌電阻不計(jì)求:(1)拉力F的大小;(2)撤去拉力F后導(dǎo)體棒上升的過程中電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱Q和通過的電量q.【答案】(1)3.4 N(2) J0.8 C【解析】(1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為EBLv6 V感應(yīng)電流為I4 A由導(dǎo)體棒受力平衡可得FFAmgsin BILmgsin 3.4 N.(2)撤去外力后,由動(dòng)能定理得到mgsin lW克0mv2得到W克8 J電阻R上產(chǎn)生的熱量QW克8 J J.電量q0.8 C.- 5 -

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