2020届物理高考二轮专题复习与测试:专题强化练(十二) 电磁感应规律及其应用 Word版含解析.pdf
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1、第 - 1 - 页 共 12 页 专题强化练专题强化练(十二十二) 考点考点 1 楞次定律和电磁感应定律 楞次定律和电磁感应定律 1(2019合肥模拟合肥模拟)如图所示,闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场 中,线圈平面与磁场平行,当磁感应强度逐渐增大时,以下说法正确 的是 如图所示,闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场 中,线圈平面与磁场平行,当磁感应强度逐渐增大时,以下说法正确 的是( ) A线圈中产生顺时针方向的感应电流线圈中产生顺时针方向的感应电流 B线圈中产生逆时针方向的感应电流线圈中产生逆时针方向的感应电流 C线圈中不会产生感应电流线圈中不会产生感应电流 D线圈面积有缩小的倾向线圈面积有缩小的
2、倾向 解析:解析:由于线圈平面与磁场平行,所以穿过线圈的磁通量为 零当磁感应强度增大时,穿过线圈的磁通量仍然为零,则线圈中不 会产生感应电流,故 由于线圈平面与磁场平行,所以穿过线圈的磁通量为 零当磁感应强度增大时,穿过线圈的磁通量仍然为零,则线圈中不 会产生感应电流,故 C 项正确项正确 答案:答案:C 2(多选多选)(2019郑州模拟郑州模拟)如图甲所示,等离子气流由左方连续以 速度 如图甲所示,等离子气流由左方连续以 速度 v0射入射入 M 和和 N 两板间的匀强磁场中,两板间的匀强磁场中, ab 直导线与直导线与 M、 N 相连接, 线圈 相连接, 线圈 A 与直导线与直导线 cd 连
3、接,线圈连接,线圈 A 内有按图乙所示规律变化的磁场, 且规定向左为磁场 内有按图乙所示规律变化的磁场, 且规定向左为磁场 B 的正方向,则下列叙述正确的是的正方向,则下列叙述正确的是( ) A01 s 内,内,ab、cd 导线互相排斥导线互相排斥 B12 s 内,内,ab、cd 导线互相吸引导线互相吸引 第 - 2 - 页 共 12 页 C23 s 内,内,ab、cd 导线互相吸引导线互相吸引 D34 s 内,内,ab、cd 导线互相排斥导线互相排斥 解析:解析:根据左手定则,可判定等离子气流中的正离子向上极板根据左手定则,可判定等离子气流中的正离子向上极板 M 偏转,负离子向下极板偏转,负
4、离子向下极板 N 偏转,所以偏转,所以 ab 中电流方向是由中电流方向是由 a 向向 b 的在 第 的在 第 1 s 内,线圈内,线圈 A 内磁场方向向右,磁感应强度减小,由楞次定律可 知感应电流方向是由 内磁场方向向右,磁感应强度减小,由楞次定律可 知感应电流方向是由 c 向向 d 的,根据的,根据 ab、cd 内电流的流向关系,可知 两导线相互吸引,故 内电流的流向关系,可知 两导线相互吸引,故 A 项错误;在第项错误;在第 2 s 内,线圈内,线圈 A 内磁场方向向左, 磁感应强度增加,由楞次定律可知感应电流的方向是由 内磁场方向向左, 磁感应强度增加,由楞次定律可知感应电流的方向是由
5、c 向向 d 的,根 据电流的流向关系可知两导线相互吸引, 故 的,根 据电流的流向关系可知两导线相互吸引, 故 B 项正确 ; 同理可以判断项正确 ; 同理可以判断 C 项错误,项错误,D 项正确项正确 答案:答案:BD 3(2019深圳模拟深圳模拟)某一学习小组在研究电磁感应现象时,利用一 根粗细均匀的金属丝弯成导轨 某一学习小组在研究电磁感应现象时,利用一 根粗细均匀的金属丝弯成导轨abcd, b3 c.导体棒导体棒ef的电阻是的电阻是bc段段 a b 电阻的两倍,如图所示,匀强磁场垂直于导轨平面,当用平行于导轨 的外力 电阻的两倍,如图所示,匀强磁场垂直于导轨平面,当用平行于导轨 的外
6、力 F 将导体棒将导体棒 ef 由靠近由靠近 bc 位置匀速向右移动时,则位置匀速向右移动时,则( ) A导体棒导体棒 ef 两端的电压不变两端的电压不变 B导体棒导体棒 ef 中的电流变大中的电流变大 C拉力拉力 F 的瞬时功率变大的瞬时功率变大 D导轨导轨 abcd 消耗的电功率先变大后变小消耗的电功率先变大后变小 解析:解析:设设 ef 的电阻为的电阻为 r,ebcf 的电阻为的电阻为 R,ef 长为长为 L,速度为,速度为 v, 磁感应强度为 , 磁感应强度为 B,则导体棒,则导体棒 ef 产生的感应电动势为:产生的感应电动势为:EBLv;ef 两端 的电压为 : 两端 的电压为 :
7、UE, E、 r 不变,不变, R 变大, 可知变大, 可知 U 变大, 选项变大, 选项 A 错误 ;错误 ; ef R Rr 第 - 3 - 页 共 12 页 中的电流为:中的电流为:I,E、r 不变,不变,R 变大,变大,I 变小,选项变小,选项 B 错误;导错误;导 E Rr 体棒匀速运动时拉力体棒匀速运动时拉力 F 的功率等于回路中的电功率,为的功率等于回路中的电功率,为 P,R E2 Rr 增大, 则增大, 则 P 减小, 选项减小, 选项 C 错误错误 abcd 消耗的功率是电源消耗的功率是电源 ef 的输出功率, 根据条件: 的输出功率, 根据条件: b3 c,ef 的电阻是的
8、电阻是 bc 段电阻的两倍,可知段电阻的两倍,可知 ebcf 的电阻的电阻 a b 先小于先小于 ef 的电阻, 再等于的电阻, 再等于 ef 的电阻, 后大于的电阻, 后大于 ef 的电阻, 所以导轨的电阻, 所以导轨 abcd 消耗的电功率先增大后减小,选项消耗的电功率先增大后减小,选项 D 正确正确 答案:答案:D 4(2019成都模拟成都模拟)如图所示,如图所示,ef、gh 为水平放置的足够长的平行 光滑导轨,导轨间距为 为水平放置的足够长的平行 光滑导轨,导轨间距为 L1 m,导轨左端连接一个,导轨左端连接一个 R2 的电阻, 将一根质量为 的电阻, 将一根质量为 0.2 kg 的金
9、属棒的金属棒 cd 垂直地放置导轨上, 且与导轨接触良 好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为 垂直地放置导轨上, 且与导轨接触良 好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为 B2 T 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上现对金属棒施加一 水平向右的拉力 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上现对金属棒施加一 水平向右的拉力 F,使棒从静止开始向右运动,试解答以下问题:,使棒从静止开始向右运动,试解答以下问题: (1)若施加的水平外力恒为若施加的水平外力恒为 F8 N,则金属棒达到的稳定速度,则金属棒达到的稳定速度 v1 是多少?是多少? (2)若施加的水平外
10、力的功率恒为若施加的水平外力的功率恒为 P18 W,则金属棒达到的稳定 速度 ,则金属棒达到的稳定 速度 v2是多少?是多少? 解析:解析:(1)由平衡条件得由平衡条件得 FF安 安 , B2L2v R 所以金属棒的速度所以金属棒的速度 v1, FR B2L2 代入数据解得代入数据解得 v14 m/s; 第 - 4 - 页 共 12 页 (2)金属棒速度达到稳定时,由平衡条件得金属棒速度达到稳定时,由平衡条件得 水平外力水平外力 FF安 安 , B2L2v2 R 功率功率 PFv2, 解得解得 v23 m/s. 答案:答案:(1)4 m/s (2)3 m/s 考点考点 2 电磁感应中的图象问题
11、 电磁感应中的图象问题 5(2019惠州模拟惠州模拟)如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域, 磁场方向垂直纸面向里一个三角形闭合导线框,由位置 如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域, 磁场方向垂直纸面向里一个三角形闭合导线框,由位置 1(左左)沿纸面 匀速运动到位置 沿纸面 匀速运动到位置 2(右右)取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t 0),规定逆时针方向为电流的正方向,则下图中能正确反映线框中电 流与时间关系的是 ,规定逆时针方向为电流的正方向,则下图中能正确反映线框中电 流与时间关系的是( ) 解析:解析:线框进入磁场的过程,磁通量向里增加,根
12、据楞次定律得 知感应电流的磁场向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针,电 流 线框进入磁场的过程,磁通量向里增加,根据楞次定律得 知感应电流的磁场向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针,电 流 i 应为正方向,选项应为正方向,选项 B、C 错误; 线框进入磁场的过程,线框有效的 切割长度先均匀增大后均匀减小, 由 错误; 线框进入磁场的过程,线框有效的 切割长度先均匀增大后均匀减小, 由 EBLv, 可知感应电动势先均匀 增大后均匀减小;线框完全进入磁场的过程,磁通量不变,没有感应 电流产生线框穿出磁场的过程,磁通量向里减小,根据楞次定律得 知感应电流的磁场向里,由安培定则可知感应电流方向
13、为顺时针,电 流 , 可知感应电动势先均匀 增大后均匀减小;线框完全进入磁场的过程,磁通量不变,没有感应 电流产生线框穿出磁场的过程,磁通量向里减小,根据楞次定律得 知感应电流的磁场向里,由安培定则可知感应电流方向为顺时针,电 流 i 应为负方向 ; 线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由应为负方向 ; 线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由 E BLv,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小,选项,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小,选项 A 正确,正确,D 错误错误 第 - 5 - 页 共 12 页 答案:答案:A 6(多选多选)(2019德州模拟德州模拟)如图甲所示,一正方形导线框如
14、图甲所示,一正方形导线框 ABCD 置 于匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度 置 于匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度 B 随时间随时间 t 的变化如图乙所示, 则线框中的电流 的变化如图乙所示, 则线框中的电流 I 和导线和导线 AB受到的安培力受到的安培力 F随时间随时间 t变化的图象分别 是 变化的图象分别 是(规定垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,逆时针方向为线 框中电流的正方向,向右为安培力的正方向 规定垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,逆时针方向为线 框中电流的正方向,向右为安培力的正方向)( ) 解析:解析:由由 B-t 图象可知,图象可知,0 内,线圈中向里的磁通量增大
15、,由 内,线圈中向里的磁通量增大,由 T 2 楞次定律可知,电路中电流方向为逆时针,沿楞次定律可知,电路中电流方向为逆时针,沿 ABCDA 方向,即电流 为正方向 ; 方向,即电流 为正方向 ; T 内,线圈中向里的磁通量减小,由楞次定律可知,电内,线圈中向里的磁通量减小,由楞次定律可知,电 T 2 路中电流方向为顺时针方向,即电流为负方向;由法拉第电磁感应定 律 路中电流方向为顺时针方向,即电流为负方向;由法拉第电磁感应定 律 E,由于磁感应强度均匀变化,所以产生的感应电流大,由于磁感应强度均匀变化,所以产生的感应电流大 t BS t 小保持不变, 选项小保持不变, 选项 A 正确,正确,
16、B 错误 ;错误 ; 0 内, 电路中电流方向为逆时针, 内, 电路中电流方向为逆时针, T 2 根据左手定则可知,根据左手定则可知, AB 边受到的安培力的方向向右, 为正值 ; 边受到的安培力的方向向右, 为正值 ; T 内,内, T 2 第 - 6 - 页 共 12 页 电路中的电流为顺时针,电路中的电流为顺时针,AB 边受到的安培力的方向向左,为负值;根 据安培力的公式 边受到的安培力的方向向左,为负值;根 据安培力的公式 FBIL,电流大小不变,安培力的大小与磁感应强度 成正比,选项 ,电流大小不变,安培力的大小与磁感应强度 成正比,选项 C 正确,正确,D 错误错误 答案:答案:A
17、C 7(2019上饶模拟上饶模拟)在如图所示的竖直平面内,在水平线在如图所示的竖直平面内,在水平线 MN 的下 方有足够大的匀强磁场, 一个等腰三角形金属线框顶点 的下 方有足够大的匀强磁场, 一个等腰三角形金属线框顶点 C 与与 MN 重合, 线框由静止释放,沿轴线 重合, 线框由静止释放,沿轴线 DC 方向竖直落入磁场中忽略空气阻力, 从释放到线框完全进入磁场过程中, 关于线框运动的 方向竖直落入磁场中忽略空气阻力, 从释放到线框完全进入磁场过程中, 关于线框运动的 v-t 图象, 可能正 确的是 图象, 可能正 确的是( ) 解析:解析:线框进入磁场过程中受到的安培力线框进入磁场过程中受
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