2021高考物理二轮复习(江苏专用)-专题提升训练-第10讲-电磁感应问题的综合分析.docx
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1、第10讲电磁感应问题的综合分析一、单项选择题1(2022全国卷新课标,14)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的试验中,能观看到感应电流的是()A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观看电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观看电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观看电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观看电流表的变化解析产生感应电流的条件是:穿过闭合回路中的磁通量发生变化,引起磁通量变化的缘由有闭合回路中的磁场变化;在磁场不变的条件下,闭合回路中
2、的有效面积变化;闭合回路的面积、磁场均变化选项A、B、C中的闭合回路的面积及回路中的磁场均不变,故选项A、B、C均错误在选项D中线圈通电或断电的瞬间转变了电流的大小,使另一个闭合回路中的磁场发生变化,故有感应电流产生,选项D正确答案D2如图41019所示,竖直平面内一具有抱负边界AB的匀强磁场垂直纸面对里,在距离边界H处一正方形线框MNPO以初速度v0向上运动,假设在整个过程中MN始终与AB平行,则下列图象能反映线框从开头至到达最高点的过程中速度变化规律的是()图41019解析在线框从开头运动到MN边接近AB时,线框做匀减速直线运动;MN边进入磁场后因切割磁感线而产生感应电流,其受到安培力作用
3、则线框加速度瞬时变大,速度瞬时减小更快随着速度减小,产生的感应电流减小,安培力减小,加速度减小,所以能正确反映线框速度与时间关系的是图C.答案C3(2022全国大纲卷,20)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐让条形磁铁从静止开头下落条形磁铁在圆筒中的运动速率()A均匀增大 B先增大,后减小C渐渐增大,趋于不变 D先增大, 再减小,最终不变解析开头时,条形磁铁以加速度g竖直下落,则穿过铜环的磁通量发生变化,铜环中产生感应电流,感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落开头时的感应电流比较小,条形磁铁向下做加速运动,且随下落速度
4、增大,其加速度变小当条形磁铁的速度达到肯定值后,相应铜环对条形磁铁的作用力趋近于条形磁铁的重力故条形磁铁先加速运动,但加速度变小,最终的速度趋近于某个定值选项C正确答案C4. (2022宿迁市高三摸底)如图41020所示,用相同导线制成的边长为L或2L的四个单匝矩形闭合回路,它们以相同的速度先后垂直穿过正方形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面对外,区域宽度大于2L.则进入磁场过程中,电流最大的回路是()图41020A甲 B乙 C丙 D丁解析设单位长度导线电阻为r,进入磁场时的速度大小为v0.则由EBlv和EIR可得I甲、I乙、I丙、I丁,故本题答案为选项C.答案C5两条光骨的平行导轨水平放置,导轨
5、的右端连接一阻值为R的定值电阻,将整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,现将一导体棒置于O点,从某时刻起,在一外力的作用下由静止开头向左做匀加速直线运动,导体棒先后通过M和N两点,其中OMMN.已知导体棒与导轨接触良好,始终与导轨垂直,且除定值电阻外其余部分电阻均不计则下列说法错误的是()图41021A导体棒在M、N两点时,所受安培力的大小之比为1B导体棒在M、N两点时,外力F的大小之比为1C导体棒在M、N两点时,电路的电功率之比为12D从O到M和从M到N的过程中流过电阻R的电荷量之比为11解析由v22ax可知,导体棒通过M、N两点时,导体棒速度之比为1,产生的感应电流之比为1,所受安培力之比为1
6、,由牛顿其次定律可知,外力F的大小之比不是1;由电功率公式PI2R可知,导体棒通过M、N两位置时,电阻R的电功率之比为12;由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和电流定义可得q/R,从O到M和从M到N的两个过程中,相等,所以通过导体棒横截面的电荷量之比为11.答案B6将一段导线绕成图41022甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内回路的ab边置于垂直纸面对里的匀强磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场,以向里为磁场的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图41022乙所示用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是()图41022解析由Bt图象
7、可知,在0时间内,B均匀减小;时间内,B反向均匀增大由楞次定律知,通过ab的电流方向向上,由左手定则可知ab边受安培力的方向水平向左由于B均匀变化,产生的感应电动势ES不变,则安培力大小不变同理可得在T时间内,ab边受安培力的方向水平向右,故选项B正确答案B7(2022高考押题卷三)如图41023甲所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与金属框架接触良好在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻,其他部分电阻忽视不计现用一水平向右的外力F外作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开头向右在框架上滑动,运动中杆ab始终垂直于框架图乙为一段时间内金属杆受到的安培力
8、F随时间t的变化关系,则图中可以表示外力F外随时间t变化关系的图象是()图41023解析由于电动势EBLvFBIL由得F由乙图可知F均匀增加,所以v均匀增加,即金属杆做匀加速运动,由牛顿其次定律得:F外ma故选项B正确答案B二、多项选择题8矩形线圈abcd,长ab20 cm,宽bc10 cm,匝数n200匝,线圈回路总电阻R5 .整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的磁场穿过若磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图41024所示,则()图41024A线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B线圈回路中产生的感应电流为0.4 AC当t0.3 s时,线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 ND在1 mi
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