《45分钟高考热点练(十)电磁感应》由会员分享，可在线阅读，更多相关《45分钟高考热点练(十)电磁感应（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、45 分钟高考热点练 十 电磁感应 本栏目内容 在学生用书中以独立形式分册装订 热点一楞次定律 法拉第电磁感应定律的应用 1 2019 江苏梅山高级中学模拟 如图所示 两同心圆环A B 置于同一光滑水平桌面上 其中 A 为均匀带正电荷的绝缘环 B 为导体环 若A 环以图示的顺时针方向转动 且转速 逐渐增大 则 A B 环将有沿半径向外方向扩张的趋势 B B 环中产生顺时针方向的电流 C B 环对桌面的压力将增大 D B 环对桌面的压力将减小 解析 A 环以图示的顺时针方向加速转动 因绝缘环 A 带正电 所以产生顺时针方向 的电流 且电流逐渐增大 使得B 环中的磁通量竖直向下增大 由楞次定律可知
2、B 环中感 应电流沿逆时针方向 由左手定则可知环具有沿半径向外扩张的趋势 故 A 正确 B 错误 两环的相互作用力沿水平方向 则B 环对桌面的压力不变 故C D 错误 答案 A 2 2019 福建漳州二模 多选 如图所示是磁电式转速传感器的结构简图 该装置主要 由测量齿轮 软铁 永久磁铁 线圈等元件组成 测量齿轮为磁性材料 等距离地安装在被 测旋转体的一个圆周上 圆心在旋转体的轴线上 齿轮转动时线圈内就会产生感应电流 设 感应电流的变化频率为f 测量齿轮的齿数为N 旋转体转速为n 则 A f nN B f N n C 线圈中的感应电流方向不会变化 D 旋转体转速越高线圈中的感应电流越强 解析
3、测量齿轮的齿数为N 旋转体转速为n 则每秒内齿轮与软铁相互靠近和远离 的次数为nN 即感应电流的频率为f nN 选项 A 正确 B 错误 当齿轮与软铁相互靠近 变为相互远离时 线圈中产生的感应电流的方向要变化 选项C 错误 旋转体转速越高 穿过线圈的磁通量的变化率越大 则线圈中的感应电流越强 选项D 正确 答案 AD 3 2019 河南豫南九校联考 多选 如图甲所示 两根粗糙且足够长的平行金属导轨MN PQ 固定在同一绝缘水平面上 两导轨间距d 2 m 导轨电阻忽略不计 M P 两端之间连 接一阻值 R 0 75 的电阻 现有一质量m 0 8 kg 电阻 r 0 25 的金属棒ab 垂直于导
4、轨放在两导轨上 金属棒与电阻R 的距离 L 2 5 m 金属棒与导轨接触良好 整个装置处 于一竖直方向的匀强磁场中 磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示 已知金属棒与 导轨间的动摩擦因数 0 5 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 g 取 10 m s2 下列说法正确 的是 A 金属棒相对于导轨静止时 回路中产生的感应电动势为2 V B 金属棒相对于导轨静止时 回路中产生的感应电流为2 A C 金属棒在2 s 末开始运动 D 在 0 2 s时间内通过R 的电荷量为4 C 解析 由题可知 金属棒相对导轨静止时 回路产生的感应电动势E n t S B t Ld B t 2 V 回路中感应电流I E
5、R r 2 A 故 A B 正确 金属棒开始运动时安培力与最 大静摩擦力相等 此时 B mg Id 1 T 由图乙可知 金属棒在2 5 s 末开始运动 故 C 错误 0 2 s 内电流恒定 通过R 的电荷量q It 4 C 故 D 正确 答案 ABD 热点二电磁感应中的图象问题 4 2019 四川诊断 如图所示 一导体圆环位于纸面内 O 为其圆心 环内两个圆心角为 90 关于圆心对称的扇形区域内分别有匀强磁场 两磁场磁感应强度的大小相等 方向相反 且均与纸面垂直 导体杆OM 可绕 O 转动 M 端通过滑动触点与圆环良好接触 在圆心和 圆环间连有电阻R 杆 OM 以角速度 逆时针匀速转动 t 0
6、 时恰好在图示位置 规定从a 到 b 流经电阻R 的电流方向为正 圆环和导体杆的电阻忽略不计 则杆从t 0 开始转动一 周的过程中 电流i 随 t 变化的图象是 解析 杆 OM 以角速度 逆时针转动 t 0 时恰好进入磁场 故 t 在 0 2内时 电 阻 R 中有电流流过 B 错误 根据右手定则可知 t 在 0 2内时 感应电流的方向由 M 指 向圆心 O 流过电阻R时的方向是从b 流向 a 与题中规定的正方向相反 为负值 A 错误 t 在 2 内时 杆 OM 处没有磁场 则没有感应电流产生 C 正确 D 错误 答案 C 5 如图所示 竖直放置的螺线管与导线abcd 构成回路 abcd 所围区
7、域内存在垂直纸面向 里的变化的匀强磁场 螺线管下方的水平桌面上放置一导体圆环 若圆环与桌面间的压力大 于圆环的重力 abcd 区域内磁场的磁感应强度随时间变化的关系可能是 解析 圆环与桌面间的压力大于圆环的重力 可知导体圆环受到向下的磁场作用力 根据楞次定律的另一种表述 可知螺线管中的磁场磁通量在增大 即螺线管和abcd 构成的 回路中产生的感应电流在增大 根据法拉第电磁感应定律E N BS t 则感应电流I N BS tR 可知 B t 增大时 B 变化得越来越快 感应电流才增大 A C D 选项中的 B t 减小 B 变化得 越来越慢 B 选项中的 B t 增大 B 变化得越来越快 所以
8、B 正确 A C D 错误 答案 B 6 2019 河北摸底 如图所示 水平虚线MN 的上方有一匀强磁场 将矩形导线框abcd 从 某处以 v0的速度竖直向上抛出 向上运动高度H 后进入与线框平面垂直的匀强磁场 此过 程中导线框的ab 边始终与边界MN 平行 在导线框从抛出到速度减为零的过程中 以下四 个图中能正确反映导线框的速度与时间关系的是 解析 线框进入磁场前做竖直上抛运动 即做匀减速直线运动 其v t 图象是向下倾 斜的直线 进入磁场后 产生感应电流 除重力外 还要受到向下的安培力 根据牛顿第二 定律有 mg FA ma 其中 FA BIL 又因为 I E R E BLv 解得 a g
9、 B 2L2v mR 故导线框 进入磁场后加速度突然增大 然后做加速度逐渐减小的减速运动 故图线斜率在拐点处突然 变大 然后逐渐减小 故C 正确 答案 C 7 2019 辽宁丹东一模 多选 如图所示 一匝数n 10 匝 总电阻R 2 5 边长 L 0 3 m 的匀质正三角形金属线框静置在粗糙水平面上 线框的顶点正好是半径r L 3的圆形 磁场的圆心 磁场方向竖直向下 正方向 磁感应强度B 的大小随时间t 变化的关系如同乙 所示 a b 是磁场边界与线框的两交点 已知线框与水平面间的最大静摩擦力Ffm 0 6 N 取 3 则 A t 0 时刻穿过线框的磁通量为0 06 Wb B 线框静止时 线框
10、中的感应电流大小为0 1 A C 线框静止时 a b 两点间的电压为U 7 9 V D 经时间t 0 8 s 线框开始滑动 解析 t 0 时刻穿过线框的磁通量 B 1 6 r 2 2 1 6 3 0 1 2 Wb 0 01 Wb 故 A 错误 当线框静止时 根据法拉第电磁感应定律有E n B t S 10 5 2 0 6 1 6 3 0 1 2 V 0 25 V 再由闭合电路欧姆定律有I E R 0 25 2 5 A 0 1 A 则 a b 两点间电压为U IR 0 1 7 9 2 5 V 7 36 V 故 B 正确 C 错误 经时间t 0 8 s 由图乙可知此时B 6 T 感应电流I 0 1
11、 A 则线框受到的安培力大小F1 F2 nBI L 3 10 6 0 1 0 1 N 0 6 N 根据楞次 定律可知 感应电流沿逆时针方向 由左手定则可知 安培力方向垂直导线框向外 如图所 示 根据几何关系可知 安培力F1与 F2夹角为 120 则两安培力的合力为0 6 N 线框与 水平面间的最大静摩擦力Ffm 0 6 N 故线框在经时间t 0 8 s 后开始滑动 故D 正确 答案 BD 热点三电磁感应定律的综合应用 8 如图所示 在空间中有一垂直纸面方向的匀强磁场区域 磁场上下边缘间距为h 5 2 m 磁感应强度为B 1 T 边长为 L 1 m 电阻为 R 1 质量为 m 1 kg 的正方形
12、导线框紧 贴磁场区域的上边从静止下落 当线圈PQ 边到达磁场的下边缘时 恰好开始做匀速运动 重力加速度为g 10 m s2 求 1 导线框的MN 边刚好进磁场时的速度大小 2 导线框从开始下落到PQ 边到达磁场下边缘所经历的时间 解析 1 设导线框MN 边进入磁场的速度为v0 PQ 边运动到磁场下边缘时的速度为 v PQ 边到达磁场的下边缘时导线框受力平衡 则有 mg B 2L2v R 解得 v 10 m s 导线框完全进入磁场到PQ 离开磁场的过程中 导线框机械能守恒 有 1 2mv 2 1 2mv 2 0 mg h L 解得 v0 4 m s 2 设导线框从开始下落到PQ 边到达磁场下边缘
13、所经历的时间为t 根据动量定理得 mgt BIL t mv t 为导线框进入磁场所经历的时间 又 q I t R 得 mgt BqL mv 解得 t 1 1 s 答案 1 4 m s 2 1 1 s 9 如图甲所示 两根足够长的光滑金属导轨ef cd 与水平面成 30 角固定 导轨间 距离为 l 1 m 导轨电阻不计 一个阻值为R0的定值电阻与电阻箱并联接在两金属导轨的 上端 整个系统置于匀强磁场中 磁感应强度方向与导轨所在平面垂直 磁感应强度大小为 B 1 T 现将一质量为m 电阻可以忽略的金属棒MN 从图示位置由静止释放 金属棒下滑 过程中与导轨接触良好 改变电阻箱的阻值R 测定金属棒的最
14、大速度vm得到 1 vm 1 R 的关系 如图乙所示 取g 10 m s2 1 求金属棒的质量m 和定值电阻R0的阻值 2 当电阻箱的阻值R 取 2 且金属棒的加速度为 1 4g 时 求金属棒的速度大小 解析 1 金属棒以速度vm下滑时 根据法拉第电磁感应定律有E Blvm 由闭合电 路欧姆定律有E I RR0 R R0 根据平衡条件有BIl mgsin 整理得 1 vm B 2l2 mgsin 1 R0 1 R 由 1 vm 1 R 图象可知 B 2l2 mgsin 1 m 1 s B 2l2 mgsin 1 R0 0 5 m 1 s 解得 m 0 2 kg R0 2 2 设此时金属棒下滑的
15、速度大小为v 根据法拉第电磁感应定律有E Blv 由闭合 电路欧姆定律有E I RR0 R R0 根据牛顿第二定律有mgsin BI l mg 4 联立解得 v 0 5 m s 答案 0 2 kg2 2 0 5 m s 10 2019 江西师大附中模拟 如图甲所示 两足够长且不计其电阻的光滑金属轨道 如 图所示放置 间距为d 1 m 在左端弧形轨道部分高h 1 25 m 处放置一金属杆a 弧形轨 道与平直轨道以光滑圆弧连接 在平直轨道右端放置另一金属杆b 杆 a b 电阻分别为Ra 2 Rb 5 在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场 磁感应强度B 2 T 现杆 b 以 大小 5 m s 的初速度
16、 设为 v0 开始向左滑动 同时由静止释放杆 a 杆 a 由静止滑到水平轨 道的过程中 通过杆b 的平均电流为0 3 A 从杆 a 下滑到水平轨道时开始计时 a b杆运 动图象如图乙所示 以杆 a 运动方向为正 其中 ma 2 kg mb 1 kg g 10 m s2 求 1 杆 a 在弧形轨道上运动的时间 2 杆 a 在水平轨道上运动过程中通过其截面的电荷量 3 在整个运动过程中杆b 上产生的焦耳热 解析 1 设杆 a 刚滑到水平轨道时 杆b 的速度为vb 杆 a 在弧形轨道上运动的时 间与杆 b 从开始滑动到杆a 刚滑到水平轨道时所用时间相等 对杆b 应用动量定理有 Bd I t1 mbvb mbv0 其中 v0 5 m s vb 2 m s 解得 t1 5 s 2 设杆 a 下滑到水平轨道时的速度为va 由杆 a 下滑的过程中机械能守恒有 magh 1 2mav 2 a 解得 va 5 m s 设两杆最后共同的速度为v 两杆在水平轨道上运动过程中动量守恒 有 mava mbvb ma mb v 解得 v 8 3 m s 对杆 a 在水平轨道上运动过程应用动量定理有 Bd I t2
