2019-2020年高考物理 電磁感應(yīng)沖關(guān)訓(xùn)練2（含解析）.doc

2019-2020年高考物理 電磁感應(yīng)沖關(guān)訓(xùn)練2（含解析）一、選擇題每題6分圖42161(xx汕頭質(zhì)檢)圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖4216所示的電路若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是()A線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B穿過線圈a的磁通量變小C線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)D線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大圖4217解析：本題考查楞次定律的知識(shí)，意在考查學(xué)生對(duì)楞次定律、右手螺旋定則等知識(shí)的掌握通過螺線管b的電流如圖4217所示，根據(jù)右手螺旋定則判斷出螺線管b所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下，滑片P向下滑動(dòng)，接入電路的電阻減小，電流增大，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，a線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向豎直向上，再由右手螺旋定則可得線圈a中的電流方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針方向，A錯(cuò)誤；由于螺線管b中的電流增大，所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，線圈a中的磁通量應(yīng)變大，B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，線圈a將阻礙磁通量的增大，因此，線圈a有縮小的趨勢(shì)，線圈a對(duì)水平桌面的壓力增大，C錯(cuò)誤，D正確答案：D圖42182.如圖4218，均勻磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為()A.B.C.D.解析：當(dāng)導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)半徑為r，導(dǎo)線框電阻為R，在很小的t時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)過圓心角t，由法拉第電磁感應(yīng)定律及歐姆定律可得感應(yīng)電流I1；當(dāng)導(dǎo)線框不動(dòng)，而磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，同理可得感應(yīng)電流I2，令I(lǐng)1I2，可得，C對(duì)答案：C圖42193.半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿，單位長(zhǎng)度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由確定，如圖4219所示則()A0時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為2BavB時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為BavC0時(shí)，桿受的安培力大小為D，桿受的安培力大小為解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得EBlv(其中l(wèi)為有效長(zhǎng)度)，當(dāng)0時(shí)，l2a，則E2Bav；當(dāng)時(shí)，la，則EBav，故A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的大小的計(jì)算公式可得FBIl，又根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I，當(dāng)0時(shí)，l2a，E2Bav，rR(2)aR0，解得F；當(dāng)時(shí)，la，EBav，rRaR0，解得F，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確答案：AD圖42204(xx汕頭質(zhì)檢)如圖4220所示，正方形線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，電容器的電容為C.正方形線框的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以k為變化率均勻減小時(shí)，則()A線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為kL2B電壓表沒有讀數(shù)Ca點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)D電容器所帶的電荷量為零解析：本題考查電磁感應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)知識(shí)、電容器等知識(shí)的掌握由于線框的一半放在磁場(chǎng)中，因此線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為kL2/2，A錯(cuò)誤；由于線框所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定的，且線框連接了一個(gè)電容器，相當(dāng)于電路斷路，外電壓等于電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)電壓為零，而接電壓表的這部分相當(dāng)于回路的內(nèi)部，因此，電壓表兩端無電壓，電壓表沒有讀數(shù)，B正確；根據(jù)楞次定律可以判斷，a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，C正確；電容器所帶電荷量為QC，D錯(cuò)誤答案：BC5(xx湖北聯(lián)考)光滑平行的金屬導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，與水平方向成角傾斜固定，導(dǎo)軌之間充滿了垂直于導(dǎo)軌平面的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置著質(zhì)量均為m，電阻均為R的金屬棒a、b，二者都被垂直于導(dǎo)軌的擋板擋住保持靜止，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，現(xiàn)對(duì)b棒施加一垂直于棒且平行于導(dǎo)軌平面向上的牽引力F，并在極短的時(shí)間內(nèi)將牽引力的功率從零調(diào)為恒定的P.為了使a棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，P的取值可能為(重力加速度為g)()圖4221A.sin2B.sin2C.sin2D.sin2解析：本題考查電磁感應(yīng)，意在考查學(xué)生應(yīng)用電磁感應(yīng)和力學(xué)知識(shí)處理問題的能力以b棒為研究對(duì)象，由牛頓第二定律可知FmgsinBLma，以a棒為研究對(duì)象，由牛頓第二定律可知BLmgsinma，則F>2mgsin，v>，故PFv>sin2，由此可得選項(xiàng)C、D正確，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤答案：CD圖42226(xx浙江聯(lián)考)如圖4222所示，一矩形線框以豎直向上的初速度進(jìn)入只有一條水平邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，進(jìn)入磁場(chǎng)后上升一段高度又落下離開磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)中線框只受重力和安培力作用，線框在向上、向下經(jīng)過圖中1、2位置時(shí)的速率按時(shí)間順序依次為v1、v2、v3和v4，則可以確定()Av1<v2Bv2<v3Cv3<v4 Dv4<v1解析：由能量守恒定律可知，線框在從進(jìn)入磁場(chǎng)到離開磁場(chǎng)的過程中，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱，即機(jī)械能減小，則v4v1，D正確；而線框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故線框只受重力作用，機(jī)械能守恒，則v2v3，B錯(cuò)誤；由楞次定律可知，線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力方向豎直向下，重力方向豎直向下，因而做減速運(yùn)動(dòng)，且v1>v2，A錯(cuò)誤；線框離開磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力方向豎直向上，重力方向豎直向下，二者大小關(guān)系不能確定，故v3、v4大小關(guān)系也不能確定，C錯(cuò)誤答案：D7(xx長(zhǎng)沙測(cè)試)一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，設(shè)第1 s內(nèi)磁感線垂直線圈平面向里，如圖4223甲所示若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖4224乙所示，那么下列選項(xiàng)正確的是()甲乙圖4223A第1 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小逐漸增加B第2 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小恒定C第3 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向D第4 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向解析：本題考查電磁感應(yīng)問題，意在考查學(xué)生對(duì)感應(yīng)電流方向的判定及感應(yīng)電流大小的計(jì)算由圖象分析可知，磁場(chǎng)在每1 s內(nèi)為均勻變化，斜率恒定，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小恒定，因此A錯(cuò)誤、B正確；由楞次定律可判斷出第3 s、第4 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，C錯(cuò)誤，D正確答案：BD圖42248.兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，頂端接阻值為R的電阻將長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒固定在一個(gè)輕彈簧的上端，彈簧的下端固定在地面上且與地絕緣金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖4224所示現(xiàn)將金屬棒壓縮彈簧適當(dāng)距離后由靜止釋放，則()A金屬棒向上運(yùn)動(dòng)時(shí)流過電阻R的電流由左向右B金屬棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程始終克服安培力做功C金屬棒所能獲得的最大速度一定出現(xiàn)在第一次向上運(yùn)動(dòng)的某一時(shí)刻D金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為F解析：由右手定則可知流過電阻R上的電流的方向向左，A錯(cuò)誤；安培力方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反，故整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程始終克服安培力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，B正確；金屬棒做速度越來越小的振動(dòng)，最后停在重力等于彈力的位置，所以最大速度一定出現(xiàn)在第一次向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力等于重力加安培力的時(shí)候，C正確；當(dāng)金屬棒速度為v時(shí)，有EBLv，IE/(Rr)，F(xiàn)BIL，可知D正確答案：BCD圖42259.平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒ab在拉力作用下，沿導(dǎo)軌以速度v向上滑動(dòng)時(shí)，受到的安培力大小為F，則此時(shí)()A電阻R1消耗的電功率為FvB電阻R1消耗的電功率為FvC拉力的功率為mgvsinD由于摩擦產(chǎn)生的熱功率為mgvcos解析：安培力做的功和電路中產(chǎn)生的電能相等，故安培力的功率即電路中電源的總功率，大小為Fv.金屬棒ab切割磁感線，相當(dāng)于電路中的電源，電阻R1和電阻R2為并聯(lián)關(guān)系，因?yàn)镽1等于R2，設(shè)流過電阻R1的電流為I，那么流過金屬棒ab的電流為2I，金屬棒ab的電阻也和R1相等，所以金屬棒ab的功率是電阻R1的四倍，所以電阻R1的功率僅占總功率的六分之一，即Fv，A正確，B錯(cuò)誤；拉力大于mgsin，C錯(cuò)誤；因?yàn)槟硞€(gè)力的瞬時(shí)功率PFv，即由于摩擦產(chǎn)生的功率Pmgcosvmgvcos，D正確答案：AD二、非選擇題每題10分圖422610(xx西城模擬)如圖4226所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長(zhǎng)，兩軌道間的寬度L0.50 m平行軌道左端接一阻值R0.50 的電阻軌道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0.40 T，方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置導(dǎo)體棒在垂直導(dǎo)體棒且水平向右的外力F作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小v5.0 m/s，導(dǎo)體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直不計(jì)軌道和導(dǎo)體棒的電阻，不計(jì)空氣阻力求：(1)通過電阻R的電流大小I；(2)作用在導(dǎo)體棒上的外力大小F；(3)導(dǎo)體棒克服安培力做功的功率P安解析：(1)導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLv1.0 V由閉合電路歐姆定律有I2.0 A.(2)導(dǎo)體棒ab受到安培力F安BIL0.4 N由于導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動(dòng)，則有FF安所以，作用在導(dǎo)體棒上的外力F0.4 N.(3)導(dǎo)體棒克服安培力的功率P安F安v2.0 W.答案：(1)2.0 A(2)0.4 N(3)2.0 W圖422711.如圖4227所示，空間中自下而上依次分布著垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域、n，相鄰兩個(gè)磁場(chǎng)的間距均為a1.2 m一邊長(zhǎng)L0.2 m、質(zhì)量m0.5 kg、電阻R0.01 的正方形導(dǎo)線框，與質(zhì)量M2 kg的物塊通過跨過兩光滑輕質(zhì)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)線相連線框的上邊距離磁場(chǎng)的下邊界為b1 m，物塊放在傾角53的斜面上，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，斜面足夠長(zhǎng)將物塊由靜止釋放，線框在每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域中均做勻速直線運(yùn)動(dòng)已知重力加速度g10 m/s2，sin530.8，cos530.6，求：(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v1的大??；(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大??；(3)磁場(chǎng)n的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn與B1的函數(shù)關(guān)系解析：(1)線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)至剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，以線框和物塊為研究對(duì)象，由動(dòng)能定理W(Mgsin53Mgcos53)bmgb(mM)v解得v12 m/s(2)線框在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，由法拉第電磁感應(yīng)定律E1B1Lv1由歐姆定律I1線框受到安培力F1B1I1L設(shè)細(xì)線拉力為FT，以線框?yàn)檠芯繉?duì)象FTmgF1以物塊為研究對(duì)象FTMgsin53Mgcos53聯(lián)立解得B1 T(3)線框在相鄰兩個(gè)磁場(chǎng)之間加速的距離均為aLb，故線框由靜止開始運(yùn)動(dòng)至剛進(jìn)入第n個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，由動(dòng)能定理nW(mM)v聯(lián)立解得vnv1又由解得F1線框在第n個(gè)磁場(chǎng)中受到的安培力Fn線框在每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域中均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的安培力均相等FnF1聯(lián)立解得Bn.答案：(1)2 m/s(2) T(3)Bn12(xx西城期末)如圖4228所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m.導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.金屬導(dǎo)軌的上端與開關(guān)S、定值電阻R1和電阻箱R2相連不計(jì)一切摩擦，不計(jì)導(dǎo)軌、金屬棒的電阻，重力加速度為g.現(xiàn)在閉合開關(guān)S，將金屬棒由靜止釋放圖4228(1)判斷金屬棒ab中電流的方向；(2)若電阻箱R2接入電路的阻值為0，當(dāng)金屬棒下降高度為h時(shí)，速度為v，求此過程中定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q；圖4229(3)當(dāng)B0.40 T，L0.50 m，37時(shí)，金屬棒能達(dá)到的最大速度vm隨電阻箱R2阻值的變化關(guān)系如圖4229所示取g10 m/s2，sin370.60，cos370.80.求阻值R1和金屬棒的質(zhì)量m.解析：(1)由右手定則可知，金屬棒ab中的電流方向?yàn)閎到a.(2)由能量守恒定律可知，金屬棒減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能和電路中產(chǎn)生的焦耳熱mghmv2Q解得：Qmghmv2.(3)設(shè)最大速度為vm時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLvm由閉合電路歐姆定律得：I從b端向a端看，金屬棒受力如圖4230所示：圖4230金屬棒達(dá)到最大速度時(shí)滿足mgsinBIL0由以上三式得最大速度：vmR2R1圖象斜率k m/(s)15 m/(s)，縱截距b30 m/s則：R1b, k解得：R12.0 ，m0.1 kg.答案：(1)從b到a(2)mghmv2(3)2.0 0.1 kg