2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 電路與電磁感應(yīng) 5.12 電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用課時作業(yè).doc

2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 電路與電磁感應(yīng) 5.12 電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用課時作業(yè)一、選擇題1如圖，傾角為的斜面上放置著光滑平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌下端連有一定值電阻R，金屬棒KN垂直放置于導(dǎo)軌上，在ab左側(cè)存在有界勻強磁場B，磁場方向垂直斜面向上，在cd左側(cè)的無磁場區(qū)域cdPM內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)也放置在斜面上當(dāng)金屬棒KN在重力作用下從磁場右邊界ab處由靜止開始沿導(dǎo)軌向下運動后，下列說法正確的是()A圓環(huán)有收縮趨勢B圓環(huán)有擴張趨勢C圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流變大D圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變解析：由于金屬棒KN在重力的作用下向下運動，則KNMP回路中產(chǎn)生逆時針方向(垂直斜面向下看)的感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于斜面向上的磁場，隨著金屬棒做加速運動，圓環(huán)的磁通量將增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量增大；又由于金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動的加速度減小，單位時間內(nèi)磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小，A正確答案：A2.(多選)1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后下列說法正確的是()A圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動解析：當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，圓盤的半徑切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，選項A正確；圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場對磁針施加磁場力作用，導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動，選項B正確；由于圓盤中心正上方懸掛小磁針，在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量不變，選項C錯誤；圓盤中自由電子隨圓盤一起運動形成的電流的磁場，由安培定則可判斷出在中心方向豎直向下，其他位置關(guān)于中心對稱，此磁場不會導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動，選項D錯誤答案：AB3(多選)如圖a所示為放在同一水平面內(nèi)的兩個閉合同心圓形線圈A、B，線圈A中通入如圖b所示的電流，t0時電流方向為順時針(如圖中箭頭所示)，則下列說法中正確的是()圖(a) 圖(b)A在t1t2時間段內(nèi)，線圈B內(nèi)有順時針方向的電流，線圈B有擴張的趨勢B在t1t2時間段內(nèi)，線圈B內(nèi)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里C在0t1時間段內(nèi)，線圈B內(nèi)有逆時針方向的電流D在0t1時間段內(nèi)，線圈B有收縮的趨勢解析：在t1t2時間段內(nèi)，線圈A中的電流為逆時針方向，產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外且是增大的，由此可判定線圈B中的電流為順時針方向，產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，線圈A、B中電流方向相反，相互排斥，線圈B有擴張趨勢，故A、B正確；在0t1時間段內(nèi)，線圈A中的電流為順時針方向，產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里且是減小的，線圈B內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流，線圈A、B相互吸引，線圈B有收縮的趨勢，C錯誤，D正確答案：ABD4.如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場B中一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中()APQ中電流先增大后減小BPQ兩端電壓先減小后增大CPQ上拉力的功率先減小后增大D線框消耗的電功率先減小后增大解析：PQ切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，與線框形成閉合回路，等效電路圖如圖所示由題意，PQ運動過程中，E不變，rR.PQ左側(cè)線框電阻R1增大，PQ右側(cè)線框電阻R2減小，且R1R23R.電流I，R并，在R1R2時，R并最大，因此電流先減小后增大，A錯誤由UEIr可知，PQ兩端電壓先增大后減小，B錯誤拉力的功率PFvBILv，先減小后增大，C正確R并最大時R1R2，此時R并0.75Rr，由電源輸出功率的規(guī)律可知，線框消耗功率先增大后減小，D錯誤答案：C5如圖所示，在光滑的水平面上，一質(zhì)量為m，半徑為r，電阻為R的均勻金屬環(huán)，以v0的初速度向一磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的有界勻強磁場滑去(磁場寬度d>2r)圓環(huán)的一半進入磁場歷時t秒，這時圓環(huán)上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則t秒末圓環(huán)中感應(yīng)電流的瞬時功率為()A. B.C. D.解析：t秒末圓環(huán)中感應(yīng)電動勢為EB2rv，由能量守恒知，減少的動能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，Qmvmv2，t秒末圓環(huán)中感應(yīng)電流的功率為PEI.答案：B6.如圖，空間有一勻強磁場，一直金屬棒與磁感應(yīng)強度方向垂直，當(dāng)它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強度都垂直的方向運動時，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為；將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折線，置于與磁感應(yīng)強度相垂直的平面內(nèi)，當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運動時，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為，則等于()A. B.C1 D.解析：設(shè)金屬棒長度為l，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，根據(jù)電磁感應(yīng)定律得Blv.金屬棒彎折后，切割磁感線運動的有效長度變?yōu)閘，故Blv.因此，B正確答案：B7.圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時間內(nèi)，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強度大小由B1均勻增加到B2，則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差ab()A恒為B從0均勻變化到C恒為D從0均勻變化到解析：根據(jù)E，(B2B1)S，知E，根據(jù)楞次定律可判斷電流由a流向b，電源內(nèi)部由低電勢流向高電勢，所以ba，A、B錯誤磁感應(yīng)強度均勻增加，產(chǎn)生恒定電動勢，C正確，D錯誤答案：C二、非選擇題8(xx天津理綜)如圖所示，“凸”字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m，相鄰各邊互相垂直，且處于同一豎直平面內(nèi)，ab邊長為l，cd邊長為2l，ab與cd平行，間距為2l.勻強磁場區(qū)域的上下邊界均水平，磁場方向垂直于線框所在平面開始時，cd邊到磁場上邊界的距離為2l，線框由靜止釋放，從cd邊進入磁場直到ef、pq邊進入磁場前，線框做勻速運動在ef、pq邊離開磁場后，ab邊離開磁場之前，線框又做勻速運動線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為Q.線框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi)，且ab、cd邊保持水平，重力加速度為g.求(1)線框ab邊將離開磁場時做勻速運動的速度大小是cd邊剛進入磁場時的幾倍；(2)磁場上下邊界間的距離H.解析：(1)設(shè)磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，cd邊剛進入磁場時，線框做勻速運動的速度為v1，cd邊上的感應(yīng)電動勢為E1，由法拉第電磁感應(yīng)定律，有E12Blv1設(shè)線框總電阻為R，此時線框中電流為I1，由閉合電路歐姆定律，有I1設(shè)此時線框所受安培力為F1，有F12I1lB由于線框做勻速運動，其受力平衡，有mgF1由式得v1設(shè)ab邊離開磁場之前，線框做勻速運動的速度為v2，同理可得v2由式得v24v1(2)線框自釋放直到cd邊進入磁場前，由機械能守恒定律，有2mglmv線框完全穿過磁場的過程中，由能量守恒定律，有mg(2lH)mvmvQ由式得H28l答案：(1)4倍(2)28l9.小明同學(xué)設(shè)計了一個“電磁天平”，如圖1所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡線圈的水平邊長L0.1 m，豎直邊長H0.3 m，匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B01.0 T，方向垂直線圈平面向里線圈中通有可在02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤放上待測物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測出電流即可測得物體的質(zhì)量(重力加速度取g10 m/s2) 圖1 圖2(1)為使電磁天平的量程達到0.5 kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少？(2)進一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2100匝、形狀相同的線圈，總電阻R10 .不接外電流，兩臂平衡如圖2所示，保持B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度B隨時間均勻變大，磁場區(qū)域?qū)挾萪0.1 m當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時，天平平衡，求此時磁感應(yīng)強度的變化率.解析：(1)線圈受到安培力FN1B0IL天平平衡mgN1B0IL代入數(shù)據(jù)得N125(2)由電磁感應(yīng)定律得EN2EN2Ld由歐姆定律得I線圈受到安培力FN2B0IL天平平衡mgNB0代入數(shù)據(jù)得0.1 T/s答案：(1)25(2)0.1 T/s