2020高考物理 月刊專版 專題09 交變電流和電磁感應(yīng)高考在線2

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1、交變電流和電磁感應(yīng) 一、選擇題 1.（09·上海物理·13）如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場(chǎng)左邊界ef處由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)后，圓環(huán)L有__________（填收縮、擴(kuò)張）趨勢(shì)，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流_______________（填變大、變小、不變）。 答案：收縮，變小 解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則abcd回路中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng) 2.（09·上?！?）信用卡的磁條中有一個(gè)

2、個(gè)連續(xù)的相反極性的磁化區(qū)，每個(gè)磁化區(qū)代表了二進(jìn)制數(shù)1或0，用以儲(chǔ)存信息。刷卡時(shí)，當(dāng)磁條以某一速度拉過(guò)信用 卡閱讀器的檢測(cè)頭時(shí)，在檢測(cè)頭的線圈中會(huì)產(chǎn)生變化的電壓（如圖1所示）。當(dāng)信用卡磁條按圖2所示方向以感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较虿蛔?，A正確。根據(jù)左手定則可以判斷，受安培力向下，B不正確。當(dāng)半圓閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)一半時(shí)，即這時(shí)等效長(zhǎng)度最大為a，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大E=Bav，C正確。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值，D正確。 考點(diǎn)：楞次定律、安培力、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、左手定則、右手定則 提示：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式只能來(lái)計(jì)算平均值，利用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式計(jì)算時(shí)，l應(yīng)是等效長(zhǎng)度，即垂直切割磁感線的長(zhǎng)度。 4.（09·重慶·20）

3、題20圖為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖，該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對(duì)用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對(duì)于線圈平面對(duì)稱，在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u?，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g。則此過(guò)程 （ BD ） A.桿的速度最大值為 B.流過(guò)電阻R的電量為 C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化

4、量 D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量 解析：當(dāng)桿達(dá)到最大速度vm時(shí)，得，A錯(cuò)；由公式，B對(duì)；在棒從開(kāi)始到達(dá)到最大速度的過(guò)程中由動(dòng)能定理有：，其中，，恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，C錯(cuò)；恒力F做的功與安倍力做的功之和等于于桿動(dòng)能的變化量與克服摩擦力做的功之和，D對(duì)。 6.（09·浙江·17）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一質(zhì)量為、阻值為的閉合矩形金屬線框用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在點(diǎn)，并可繞點(diǎn)擺動(dòng)。金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開(kāi)始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面

5、。則線框中感應(yīng)電流的方向是 （ B ） A． B． C．先是，后是 D．先是，后是 解析：由楞次定律，一開(kāi)始磁通量減小，后來(lái)磁通量增大，由“增反”“減同”可知電流方向是。 7.（09·海南物理·4）一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng)。M連接在如圖所示的電路中，其中R為滑線變阻器，和為直流電源，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。下列情況中，可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)的是 （ C ） A．在S斷開(kāi)的情況下， S向a閉合的瞬間 B．在S斷開(kāi)的情況下，

6、S向b閉合的瞬間 C．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí) D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí) 二、非選擇題 8.（09·全國(guó)卷Ⅱ·24）)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時(shí)間聯(lián)立①②③得 (2)導(dǎo)線框所受磁場(chǎng)力的大小為,它隨時(shí)間的變化率為,由以上式聯(lián)立可得。 9.（09·北京·23）（18分）單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量（以下簡(jiǎn)稱流量）。由一種利用電磁原理測(cè)量非磁性導(dǎo)電液體（如自來(lái)水、啤酒等）流量的裝置，稱為電磁流量計(jì)。它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的傳感器和顯示儀表兩部分組成。 傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，圓筒

7、形測(cè)量管內(nèi)壁絕緣，其上裝有一對(duì)電極和c,a,c間的距離等于測(cè)量管內(nèi)徑D，測(cè)量管的軸線與a、c的連接放像以及通過(guò)電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向三者相互垂直。當(dāng)導(dǎo)電液體流過(guò)測(cè)量管時(shí)，在電極a、c的間出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，并通過(guò)與電極連接的儀表顯示出液體流量Q。設(shè)磁場(chǎng)均勻恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。 （1）已知，設(shè)液體在測(cè)量管內(nèi)各處流速相同，試求E的大小（去3.0） （2）一新建供水站安裝了電磁流量計(jì)，在向外供水時(shí)流量本應(yīng)顯示為正值。但實(shí)際顯示卻為負(fù)值。經(jīng)檢查，原因是誤將測(cè)量管接反了，既液體由測(cè)量管出水口流入，從如水口流出。因?yàn)橐鸭訅撼錆M管道。不便再將測(cè)量管拆下重裝，請(qǐng)你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮?jiǎn)便方法；

8、 （3）顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻，其阻值記為 a、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化，從而會(huì)影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R。r為參量，給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式，并說(shuō)明怎樣可以降低液體電阻率變化對(duì)顯示儀表示數(shù)的影響。 ③ 輸入顯示儀表是a、c間的電壓U，流量示數(shù)和U一一對(duì)應(yīng)， E 與液體電阻率無(wú)關(guān)，而r隨電阻率的變化而變化，由③式可看出， r變化相應(yīng)的U也隨之變化。在實(shí)際流量不變的情況下，儀表顯示的流量示數(shù)會(huì)隨a、c間的電壓U的變化而變化，增大R，使R＞＞r，則U≈E,這樣就可以降低液體電阻率的變化對(duì)顯示儀表流量

9、示數(shù)的影響。 動(dòng)到ef處時(shí)恰好靜止，則外力F作用的時(shí)間為多少？ （4）若在棒未出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去外力，畫(huà)出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度隨位移的變化所對(duì)應(yīng)的各種可能的圖線。 解析：（1）金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)， R兩端電壓UμIμeμv，U隨時(shí)間均勻增大，即v隨時(shí)間均勻增大，加速度為 恒量； （2）F－＝ma，以F＝0.5v＋0.4 代入得（0.5－）v＋0.4＝a a與v無(wú)關(guān)，所以a＝0.4m/s2，（0.5－）＝0 得B＝0.5T （3）x1＝at2，v0＝x2＝at，x1＋x2＝s，所以at2＋at＝s 得：0.2t2＋0.8t－1＝0，t＝1s， （4）可能圖線如下： （2）通過(guò)電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。 解析：⑴由圖象分析可知，0至?xí)r間內(nèi) ⑵通過(guò)電阻上的電量 通過(guò)電阻上產(chǎn)生的熱量