最新高考物理 3年真题分类专项突破训练 专题十 电磁感应(2)（pdf）.pdf

1、 专题十 电 磁 感 应专项训练卷二分钟一、选择题(福建理综,分)如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条 形 磁 铁,铜 环 的 中 心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合若取磁铁中心 O 为坐标原点,建立竖直向下正方向的x 轴,则图乙中最能正确反映环中感应 电 流i 随 环 心 位 置 坐 标x 变 化 的 关 系 图 象 是()甲乙(海南,分)如图,一质量为 m 的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环 中 穿 过现 将 环 从 位置释放,环经过磁铁到达位置设环 经 过 磁 铁 上 端 和 下端附近时细线的张力分别为 T 和 T,重力加速度大小为g,则()

2、ATmg,TmgBTmg,TmgCTmg,TmgDTmg,Tmg(上海,分)如图,均匀带正电的绝缘圆环a 与金属圆环b 同心共面放置,当a绕O 点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a()A顺时针加速旋转B顺时针减速旋转C逆时针加速旋转D逆时针减速旋转(北京理综,分)某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L、小灯泡 A、开关 S和电池组 E,用导线将 它 们 连 接 成 如 图 所 示 的 电路检查电路后,闭合开关 S,小灯泡发光;再 断 开 开 关 S,小 灯 泡 仅有不显 著 的 延 时 熄 灭 现 象虽 经多次重 复,仍 未 见 老

3、 师 演 示 时 出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不 出 原 因你 认 为 最 有可能造成小灯泡末闪亮的原因是()A电源的内阻较大B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大D线圈的自感系数较大(江苏,分)如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计匀 强 磁 场 与 导 轨 平 面 垂 直阻 值 为 R的导体棒垂直于导轨静止 放 置,且 与 导 轨 接 触T 时,将开关 S由掷到Q、i、v 和a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中 的 电 流、棒 的 速 度 和 加 速 度下 列 图 象 正 确 的 是()(福建 理 综,分)如 图,足够长的 U 型 光 滑 金 属 导 轨 平 面 与水平 面

4、成 角(),其 中MN 平行且 间 距 为L,导 轨 平 面 与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直,导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab 棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q 时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中()A运动的平均速度大小为 vB平滑位移大小为qRBLC产生的焦耳热为qBLvD受到的最大安培力大小为BLvRsin(全国新课标,分)如图所示,两个端面半径同为 R 的圆柱形铁芯同轴水 平 放 置,相 对 的 端 面 之 间 有 一 缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场一铜质细直棒ab水平置于缝隙

5、中,且与圆柱轴线等高、垂直让铜棒从静止开始自由下落,铜棒下落距离为R 时铜棒中电动势大小为E,下落距离为R时电动势大小为E忽略涡流损耗和边缘效应关于 E、E的大小和铜 棒 离 开 磁 场 前 两 端 的 极 性,下 列 判 断 正 确 的 是()AEE,a端为正BEE,b端为正CEE,a端为正DEE,b端为正(四 川 理 综,分)如 图 所 示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两 相 同 的 金 属 导 体 棒 a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良 好,匀 强 磁 场 垂 直 穿过导轨平面现用一平行于导轨的恒力 F 作用在a 的中点,使其 向 上 运 动若b 始 终 保 持 静

6、止,则 它 所 受 摩 擦 力 可 能()A变为B先减小后不变C等于FD先增大再减小(江苏,分)一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不 变,将 磁 感 应 强 度 在s时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变,在s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半先 后 两 个 过 程 中,线 框 中 感 应 电 动 势 的 比 值 为()ABCD二、非选择题(上海,分)如图,金属环 A用轻绳 悬 挂,与 长 直 螺 线 管 共 轴,并位于其左侧,若变阻器滑片 P 向左移动,则 金 属 环 A 将 向 (填“左”或“右”)运动,并有 (填“收缩”或“扩张

7、”)趋势(上海,分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长sm,两导轨间距Lm,导轨倾角为,导轨上端ab接一阻值R 的电阻,磁感应强度 BT 的匀强磁 场 垂 直 轨 道 平 面 向 上阻 值r,质 量 mkg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端,在此过程中金 属 棒 产 生 的 焦 耳 热QrJ(取gm/s)求:()金属棒在此过程中克服安培力的功 W 安;()金属棒下滑速度vm/s时的加速度a()为求金属棒下滑的最大速度vm,有同学解答如下:由动能定理 W 重 W 安 mvm,由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答(全国大纲,分)

8、如 图,两 根足够长的金属导轨ab,cd 竖直放置,导轨间距离为 L,电阻不计在导轨上端并接个额定功率均为 P、电阻均为R的小灯泡整个系统置于均强磁场中,磁感 应 强 度 方 向 与 导 轨 所 在 平 面 垂直现将一质量为 m、电阻可忽略不计的金属棒 MN 从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好已知某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g求:()磁感应强度的大小;()灯泡正常发光时导体棒的运动速率专项训练卷二B 命题立意:本题考查楞次定律和法拉第电磁感应定律,考查了考生对特殊值法的运用难度中等解析:条形磁铁上方和下方存在竖直方向和水平方向的磁场分量,铜环在 下 落

9、 过 程 中 切 割 磁 场 水 平 分 量 而 产 生 感 应 电流,且 磁 场 的 水 平 分 量 在 磁 铁 的 两 端 面 处 最 大,根 据 EBlv,此处铜环感应电流最大,当铜环运动到条形磁铁中间即O 点,磁场方向与铜环运动方向平行,感应电流为;当铜环运动到O 点以下,由于磁场方向反向,所以感应电流方向反向,选项 D 错误;由于在各位置的磁感应强度和速度都不同,所在感应电流随位置不是线性变化,选项 A 错误;铜环在离开条形磁铁的速度大,环中感应的电流相比靠近条形磁铁过程要大些,选项 B正确、C错误A 命题立意:本题考查了楞次定律及牛顿第三 定 律难 度中等解析:感应电 流 的 磁

10、场 总 是 阻 碍 引 起 感 应 电 流 磁 通 量 的 变化;阻碍的结果实现了机械能向电能的 转 化无 论 环 经 过 磁铁上端还是下端,通过环的磁通量变化,环里感应出电流,环受到向上的 阻 力,对 环 做 负 功,使 环 的 机 械 能 减 小,电 能 增加,根据牛顿第三定律,环对磁铁有向下的作用力,细线的拉力大于磁铁重力,选项 A 正确,其它选项错误B 解 析:b 中 产 生 顺 时 针 方 向 的 感 应 电流,且b具有收缩趋势,说明所受安培力指向圆心利用 左 手 定 则 可 知b 处 原 磁 场 方向垂直纸面朝外,则a 内 磁 场 方 向 垂 直 纸面朝里,利用安培定则判 断 圆

11、环a 电 流 顺时针;同时原磁场与感应电流磁场同向,说明a 电流减小,所以a环顺时针减速旋转C 解析:断开 S时,线圈中产生的自感电动势延长了线圈电流减小的时间,如果线圈电流大于小 灯 泡 电 流,才 有 小 灯 泡闪亮现象,但小灯泡仅有不显著的延 时 熄 灭 现 象,说 明 线 圈电阻偏大,线圈电流不大于小灯泡电流DB 解析:本题考查重力和安培力作用下,物 体 运 动 状态ab棒切割磁感线产生IBLvR,受力分析ab棒受重力和沿斜面向上的安培力,则amgsinBILm,电流代入加速度得amgsinBLvRm,分析此式 可 知,ab 棒 做a 越 来 越 小 的 加 速运动,最终达到匀速运动所

12、以平均速度大小不可能为 v;根据qItERtR BsLR,s是下滑位移,可知sqRBL,所以 B 对;产 生 焦 耳 热 等 于 机 械 能 损 失 量 Q mgssinmv,所以 C 错;a 时 安 培 力 最 大,大 小 为 mgsin,则D 错D 解析:主要考查安培定则、右手定则和导体切割磁感线运动感应电动势公式 EBLv由 安 培 定 则 和 右 手 定 则 可 知b端为正 极,由 EBLv,vgh,又 LRh,所 以E B R(R)gR,E B R(R)gR可知 EE正 确 的 答 案是 DA、B 解析:对a 棒 所 受 合 力 为FaFFf mgsinBlv说明a 做加速度减小的加

13、速运动,当加速度为后做匀速运动,所以a所受安培力先增大后不变如果FFfmgsin,则最大安培力为 mgsin,则b所受摩擦力最后为,A 正确如果FFfmgsin,则最大安培力小于 mgsin,则b所受摩擦力一直减小;最后不变,B正确如果FfmgsinFFf mgsin,则 最 大 安 培 力 大 于mgsin小于mgsin,则b所受摩擦力先减小后增大最后不变可以看出b所受摩擦力先变化后不变,C、D 错误B 解析:由法拉第电磁感应定律 Et,且 BS、BS,有 E BSt(BB)St BSt,E BStBSS()tBSt 则E 与E 大小相等选项 B正确右 收缩 解析:变阻器滑片 P 向左移动,

14、电阻变小,电流变大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向原电流磁场方向相反,相互吸引,则金属环 A 将向右移动,因磁通量增大,金属环 A 有收缩趋势本题考查楞次定律()下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热,由于Rr,因此QRQr(J)所以W 安 QQRQr(J)()金属棒下滑时受重力和安培力F安 BILBLRrv由牛顿第二定律 mgsinBLRrvma得 agsinBLm(Rr)v ()(m/s)()此解法正确金属棒下滑时受重力和安培力作用,其运动满足mgsinBLRrvma上式表明,加速度随速度增加而减小,棒作加速度减小的加速运动无论最终是否达到匀速,当棒到达斜面底端时速度一定为最大由动能定理可以得到棒的末速度,因此上述解法正确mgssinQ mvm得 vm gssinQm (m/s)()设小灯泡的额定电流为I,有PIR在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小 灯 泡 保 持 正 常 发光,流经 MN 的电流为II此时金属棒 MN 所受的重力和安培力相等,下落的速度达到最大值,有mgBLI联立式得BmgLRP()设灯泡正常发光时,导体棒的速率为v,由电磁感应定律与欧姆定律得EBLvERI联立式得vPmg