2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專(zhuān)題4 電路和電磁感應(yīng) 1.4.2 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用（含解析）.doc

2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專(zhuān)題4 電路和電磁感應(yīng) 1.4.2 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用（含解析）1(xx全國(guó)理綜)如圖所示，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為Ua、Ub、Uc.已知bc邊的長(zhǎng)度為l.下列判斷正確的是()AUa>Uc，金屬框中無(wú)電流BUb >Uc，金屬框中電流方向沿abcaCUbcBl2，金屬框中無(wú)電流DUbcBl2，金屬框中電流方向沿acba答案：C解析：金屬框abc平面與磁場(chǎng)平行，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量始終為零，所以無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中bc邊和ac邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定則判斷UaUc，UbUc，選項(xiàng)A錯(cuò)誤由轉(zhuǎn)動(dòng)切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式得UbcBl2，選項(xiàng)C正確2(xx全國(guó)理綜)如圖所示，一長(zhǎng)為10 cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1 T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣金屬棒通過(guò)開(kāi)關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12 V的電池相連，電路總電阻為 2 .已知開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量為0.5 cm；閉合開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)相比均改變了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判斷開(kāi)關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量答案：安培力的方向豎直向下0.01 kg解析：依題意，開(kāi)關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受的安培力方向豎直向下開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，兩彈簧各自相對(duì)于其原長(zhǎng)伸長(zhǎng)了l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡條件得2kl1mg式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大小開(kāi)關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為FIBL式中，I是回路電流，L是金屬棒的長(zhǎng)度兩彈簧各自再伸長(zhǎng)了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡條件得2k(l1l2)mgF由歐姆定律有EIR式中，E是電池的電動(dòng)勢(shì)，R是電路總電阻聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得m0.01 kg.3(xx新課標(biāo)全國(guó)卷)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長(zhǎng)為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長(zhǎng)線通過(guò)圓導(dǎo)軌中心O，裝置的俯視圖如圖所示整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫(huà)出)直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略重力加速度大小為g.求：(1)通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的方向和大小；(2)外力的功率答案：(1)從C到D(2)mgr解析：(1)在t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒掃過(guò)的面積為St(2r)2r2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向是從B端流向A端，因此，通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的方向是從C端流向D端，由歐姆定律可知，通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的大小I滿足I聯(lián)立式得I.(2)在豎直方向由于質(zhì)量分布均勻，內(nèi)、外圓導(dǎo)軌對(duì)導(dǎo)體棒的正壓力大小相等，其值為N.則有mg2N0兩導(dǎo)軌對(duì)運(yùn)行的導(dǎo)體棒的滑動(dòng)摩擦力均為fN在t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒在內(nèi)、外圓導(dǎo)軌上掃過(guò)的弧長(zhǎng)分別為l1rtl22rt克服摩擦力做的總功為Wff(l1l2)在t時(shí)間內(nèi)，消耗在電阻R上的功為WRI2Rt根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知外力在t時(shí)間內(nèi)做的功為WWfWR外力的功率為P由至式得Pmgr.規(guī)律探尋電磁感應(yīng)是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)內(nèi)容，題型多為選擇題和計(jì)算題選擇題主要考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象的定性分析、楞次定律的應(yīng)用、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算及各種圖象問(wèn)題；計(jì)算題主要考查電磁感應(yīng)與電路知識(shí)、動(dòng)力學(xué)規(guī)律及功能關(guān)系的綜合問(wèn)題近幾年全國(guó)卷對(duì)該部分的考查有難度降低的趨勢(shì)，考查知識(shí)相對(duì)單一，題目的背景還是以切割類(lèi)為主考題預(yù)測(cè)(多選)如圖所示，水平的平行虛線間距為d60 cm，其間有沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一個(gè)阻值為R的正方形金屬線圈邊長(zhǎng)l<d，線圈質(zhì)量m100 g線圈在磁場(chǎng)上方某一高度處由靜止釋放，保持線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等不計(jì)空氣阻力，取g10 m/s2，則()A線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度最小B線圈從進(jìn)入磁場(chǎng)到剛穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的電熱為0.6 JC線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)過(guò)程中，電流均沿逆時(shí)針?lè)较駾線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量相等答案：BD解析：正方形金屬線圈邊長(zhǎng)l<d，剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等，說(shuō)明在其下邊緣穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框先做減速運(yùn)動(dòng)，安培力大于重力；隨速度的減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，則安培力減小，線框的加速度減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等，重力勢(shì)能的減小量全部轉(zhuǎn)化為電能，又轉(zhuǎn)化為電熱，故Qmgd0.1100.6 J0.6 J，選項(xiàng)B正確根據(jù)右手定則，線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，電流沿逆時(shí)針?lè)较?，穿出磁?chǎng)過(guò)程中，電流沿順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)C錯(cuò)誤通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量q，與速度無(wú)關(guān)，即進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量相等，選項(xiàng)D正確