通用版2019版高考物理二轮复习专题检测十八“三定则两定律”破解电磁感应问题含解析2.pdf
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1、 “三定则、两定律”破解电磁感应问题“三定则、两定律”破解电磁感应问题 1随着新能源轿车的普及,无线充电技术得到进一步开发和应用,一般给大功率电动 汽车充电时利用的是电磁感应原理。 如图所示, 由地面供电装置(主要装置是线圈和电源)将 电能传送至电动车底部的感应装置(主要装置是线圈), 该装置通过改变地面供电装置的电流 使自身产生感应电流,对车载电池进行充电,供电装置与车身接收装置通过磁场传送能量, 由于电磁辐射等因素, 其能量传输效率只能达到 90%左右。 无线充电桩一般采用平铺式放置, 用户无需下车、 无需插电即可对电动车进行充电。 目前无线充电桩可以允许的充电有效距离 一般为 1520
2、cm,允许的错位误差一般为 15 cm 左右。下列说法正确的是( ) A无线充电桩的优越性之一是在百米之外也可以对电动车充电 B车身感应装置中的感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 C车身感应装置中感应电流的磁场总是与地面供电装置中电流产生的磁场方向相反 D若线圈均采用超导材料,则能量的传输效率有望达到 100% 解析:选 B 题中给出目前无线充电桩充电的有效距离为 1520 cm,达不到在百米之 外充电,A 错误;通过改变地面供电装置的电流来使车身感应装置中产生感应电流,因此, 感应装置中的感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,B 正确;根据楞次定 律知,感应电流的
3、磁场不一定与地面供电装置中电流产生的磁场方向相反,C 错误;由于电 磁波传播时有电磁辐射,能量传输效率不能达到 100%,D 错误。 2.(2019届高三苏州调研)如图所示,圆筒形铝管竖直置于水平桌 面上,一磁块从铝管的正上方由静止开始下落, 穿过铝管落到水平桌面 上,下落过程中磁块不与管壁接触,忽略空气阻力,则在下落过程中 ( ) A磁块做自由落体运动 B磁块的机械能守恒 C铝管对桌面的压力大于铝管所受的重力 D磁块动能的增加量大于重力势能的减少量 解析:选 C 在磁块向下运动过程中,铝管中产生感应电流,会产生电磁阻尼作用,磁 块受向上的磁场力的作用,铝管受向下的磁场力的作用,则对桌面的压力
4、大于其所受重力, 选项 C 正确 ; 磁块除受重力之外,还受向上的磁场力,因此磁块做的不是自由落体运动,磁 块向下运动,磁场力做负功,因此机械能不守恒,动能的增加量小于重力势能的减少量,选 项 A、B、D 错误。 3.很多人喜欢到健身房骑车锻炼, 某同学根据所学知识设计了 一个发电测速装置,如图所示,自行车后轮置于垂直车身平面向里的 匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕 圆盘中心O转动。 已知磁感应强度B0.5 T, 圆盘半径l0.3 m, 圆盘电阻不计, 导线通过 电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连, 导线两端a、b间接一阻值R10 的小灯 泡。后轮匀速转动时,用电压表
5、测得a、b间电压U0.6 V。则( ) A电压表的正接线柱应与a相接 B电压表的正接线柱应与b相接 C后轮匀速转动 20 min 产生的电能为 426 J D该自行车后轮边缘的线速度大小为 4 m/s 解析:选 B 根据右手定则可判断轮子边缘的点等效为电源的负极,电压表的正接线柱 应与b相接,B 正确,A 错误;根据焦耳定律得QI2Rt,由欧姆定律得I ,代入数据解 U R 得Q43.2 J,C 错误;由UEBl2,解得vl8 m/s,D 错误。 1 2 4多选轻质细线吊着一质量为m0.32 kg、边长为L0.8 m、匝数n10 的正方形 线圈,线圈总电阻为r1 ,边长为 的正方形磁场区域对称
6、分布在线圈下边的两侧,如图 L 2 甲所示,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示,从t0 开始经t0时间细线开始松弛,取重力加速度g10 m/s2。则下列判断正确的是( ) A在 0t0时间内线圈中电流方向为顺时针方向 B在 0t0时间内线圈中产生的电动势大小为 0.4 V C在tt0时,线圈中电流的电功率为 0.32 W D从t0 开始到细线开始松弛所用时间为 2 s 解析:选 BD 根据楞次定律可知,在 0t0时间内线圈中电流方向为逆时针方向,A 错 误;由法拉第电磁感应定律得Enn 2 0.4 V,B 正确;由I 0.4 A, t 1 2( L 2) B t E
7、 r 得PI2r0.16 W,C 错误;对线圈受力分析可知,当细线松弛时有F安nBt0I mg, L 2 I ,Bt02 T,由题图乙知Bt010.5t0(T),解得t02 s,D 正确。 E r 2mgr nEL 5多选如图甲所示,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,t0 时起,穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化。下列说法正确的是( ) A.时刻,R中电流方向为由a到b t0 2 B.t0时刻,R中电流方向为由a到b 3 2 C0t0时间内R中的电流是t02t0时间内的1 2 D0t0时间内R产生的焦耳热是t02t0时间内的1 2 解析:选 AC 时刻,线圈中向
8、里的磁通量在增加,根据楞次定律,感应电流沿逆时 t0 2 针方向,所以R中电流方向为由a到b,故 A 正确;t0时刻,线圈中向里的磁通量在减少, 3 2 根据楞次定律,感应电流沿顺时针方向,R中的电流方向为由b到a,故 B 错误 ; 0t0时间 内感应电动势大小E1;t02t0时间内感应电动势大小E2, 200 t0 0 t0 20 2t0t0 20 t0 由欧姆定律,知 0t0时间内R中的电流是t02t0时间内的 ,故 C 正确;根据焦耳定律 1 2 QI2Rt,知 0t0时间内R产生的焦耳热是t02t0时间内的 ,故 D 错误。 1 4 6 (2018沈阳质检)如图甲所示, 一个足够长的
9、U 形光滑金属导轨固定在水平桌面上, 连接的电阻R10 ,其余电阻均不计,两导轨间的距离l0.2 m,处于垂直于桌面向下并 随时间变化的匀强磁场中, 磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。 一个电阻不计的金 属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨两边垂直。在t0 时刻,金属杆 紧靠在最左端,金属杆在外力的作用下以速度v0.5 m/s 向右做匀速运动。当t4 s 时, 下 列说法中正确的是( ) A穿过回路的磁通量为 1 Wb B流过电阻R的感应电流的方向为ba C电路中感应电动势大小为 0.02 V D金属杆所受到的安培力的大小为 1.6104 N 解析:选 D 当t4 s 时,
10、金属杆运动的位移为:xvt0.54 m2 m,则穿过回路 的磁通量为:BSBlx0.20.22 Wb0.08 Wb,A 错误;根据楞次定律可得,流过 电阻R的感应电流的方向为ab,B 错误;电路中感应电动势大小为:EBlv t 0.20.20.5 V V0.04 V,C 错误 ; 根据欧姆定律可得,电路中的电流为 :I 0.08 4 E R A0.004 A,金属杆所受到的安培力的大小为:FBIl0.2 0.004 0.2 N 0.04 10 1.6 104 N,D 正确。 7如图甲所示,一根电阻R4 的导线绕成半径d2 m 的圆,在圆内部分区域存在 变化的匀强磁场, 中间 S 形虚线是两个直
11、径均为d的半圆, 磁感应强度随时间变化的图像如 图乙所示(磁场垂直于纸面向外为正), 关于圆环中的感应电流时间图像, 电流沿逆时针方 向为正,选项图中正确的是( ) 解析:选 C 01 s,E1S4 V,I A,由楞次定律知感应电流为顺时针 B t E1 R 方向,对照选项知,只有 C 正确。 8.多选如图所示, 一不计电阻的导体圆环, 半径为r、 圆心在O点,过圆心放置一长度 为 2r、电阻为R的辐条,辐条与圆环接触良好。现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂 直纸面向里的有界匀强磁场中, 磁场边界恰与圆环直径在同一直线上, 现使辐条以角速度 绕O点逆时针转动,右侧电路通过电刷与辐条中心和环
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