《2021年高考高三下学期3月一模物理试题汇编28 电磁感应（二）（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年高考高三下学期3月一模物理试题汇编28 电磁感应（二）（解析版）（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2021年高考高三下学期3月一模物理试题汇编专题28 电磁感应（二）1、（2021江苏省泰州市高三学情检测）如图所示，空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为2L，以磁场左边界为坐标原点建立x轴。一边长为L的正方形金属线框abcd，在外力作用下以速度v匀速穿过匀强磁场。从线框cd边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框ab边两端的电压、线框所受安培力F。穿过线圈的磁通量随位移x的变化图像正确的是（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】线圈向右移动0-L进入磁场时产生的电动势E=BLv电流方向为逆时针安培力方向向左；磁通量逐渐变大；线圈向右移动L-2L完全进入磁场时产生的
2、电动势E=BLv电流为零；安培力为零；磁通量不变；当线圈向右移动2L-3L出离磁场时产生的电动E=BLv电流方向为顺时针；安培力方向向左；磁通量逐渐变小；综上所述只有图像D正确，故选D。2、（2021湘豫名校高三下学期3月联考）如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器R）、定值电阻R0、电容器（电容为C，原来不带电）和开关S相连。整个空间充满了磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场。一质量为m、电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E、内阻为r，不计导轨的电阻。当S接1，滑动变阻器R接入电路一定阻值时，金属棒ab在磁场
3、中恰好保持静止。当S接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离h时达到稳定速度。重力加速度为g，则下列分析正确的是（）A. 当S接1时，滑动变阻器接人电路的阻值B. 若将ab棒由静止释放的同时，将S接到3，则电容器积累的电荷量随金属棒速度v的变化关系为Q=CBLvC. 当S接2时，金属棒ab从静止开始到刚好达到稳定速度所经历的时间为D. 若将ab棒由静止释放的同时，将S接到3，则金属棒ab将做匀加速直线运动，加速度大小【答案】BD【解析】AS接到1位置时，有由平衡条件得mg=BIL得联立解得故A错误；CS接到2位置速度恒定时有解得金属棒ab从静止开始下落，下落距离h时达到稳定速度，根据动量定理
4、可得即其中解得故C错误；BD若将棒由静止释放的同时，将S接到3，则电容器积累的电荷量随金属棒速度v的变化关系为根据动量定理可得即将代入解得所以故BD正确。故选BD。3、（2021浙江省百校高三下学期3月联考）如图是漏电保护器的部分电路图，由金属环，线圈，控制器组成，其工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，即称电路跳闸，下列有关漏电保护器的说法正确的是（）A. 当接负载的电线中电流均匀变化时，绕在铁芯上的线圈中有稳定的电流B. 当接负载的电线短路或电流超过额定值时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸C. 只有当接负载的电线漏电时，绕在铁芯上的线圈中才会有电流通过D. 当接负载的电线中电
5、流不稳定时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸【答案】C【解析】漏电保护器的工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，线圈的磁通量是由流入负载的导线中的电流和流出负载的导线中的电流在线圈中产生的磁通量的叠加，由于一般情况下，流入负载导线中的电流和流出负载导线中的电流等大反向，故线圈中的磁通量为零，无电流产生。而发生漏电时，流入负载导线中的电流和流出负载导线中的电流大小不等，线圈的磁通量发生变化，有电流产生。故选C。4、（2021浙江省百校高三下学期3月联考）小明同学做一个“静电散花”的小实验。如图所示，将纸屑放在带绝缘柄的金属板上，用毛皮摩擦橡胶膜使其带上负电荷，并放到金属板的正下方，用
6、手接触金属板后移开，再将橡胶膜从金属板的下面移走，看到金属板上的纸屑向上飞散开来，则下列说法正确的是（）A. 当带负电的橡胶膜放到金属板的正下方时，金属板上表面感应出正电荷B. 当用手接触金属板，金属板上的正电荷从手流入大地C. 将橡胶膜从金属板的下面移走后，金属板的上表面带正电荷D. 向上飞散的纸屑都带负电荷【答案】C【解析】A当带负电的橡胶膜放到金属板的正下方时，金属板下表面感应出正电荷，上表面感应出负电荷，选项A错误；B. 当用手接触金属板，金属板上的负电荷从手流入大地，金属板上多余出正电荷，选项B错误；C. 将橡胶膜从金属板的下面移走后，金属板的上表面带正电荷，选项C正确；D. 纸宵因
7、带上正电与金属板上的正电相互排斥而向上飞散，选项D错误。故选C。5、（2021重庆市强基联合体高三下学期3月联考）如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为，左侧接一阻值为R的电阻。矩形区域cdef内存在垂直于轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为m，轨间电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到水平拉力F的作用，从磁场的左边界（位置坐标为x=0）由静止开始沿x轴正方向运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。若在某时刻撤去外力，棒在整个运动过程中速度随位移的变化图线可能正确的是（）A. B. C. D. 【答案】BCD【解析】若在某时刻撤去外力，设棒的
8、速度为v，由动量定理有 ， ，联立解得 则在某时刻撤去外力后，棒的速度随位移的变化是线性变化，如果刚离开磁场才撤去外力，则棒直接做匀速运动，所以BCD正确；A错误；故选BCD。6、（2021浙江省百校高三下学期3月联考）如图，一边长为的正方形金属框固定在水平面内，空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场一长度大于的均匀导体棒以速率自左向右在金属框上匀速滑过，滑动过程中导体棒始终与垂直且中点位于上，导体棒与金属框接触良好已知导体棒单位长度的电阻为r，金属框电阻可忽略将导体棒与a点之间的距离记为x，求：（1）导体棒中的电流大小；（2）从a端移到c点，通过导体棒的电量；（3）导体棒所受
9、安培力的大小随变化的关系式；（4）从a端移到c点，导体棒上产生的热量。【答案】（1）；（2）；（3）见解析；（4）【解析】分析】(1)当导体棒与金属框接触的两点间棒的长度为时，导体棒的电阻为导体棒切割磁感线产生的电动势为由欧姆定律可知流过导体棒的感应电流为感应电流恒定；(2)因为导体棒移动过程中电流恒定为导体棒移动时间为得（3）导体棒所受安培力大小为当则安培力当安培力为（4）由F-x图像可知F与x成分段一次函数，故所做的功即为围成的面积即7、（2021江苏省泰州市高三学情检测）在竖直方向的匀强磁场中有一个闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直。线圈匝数N=100匝，面积S=0.1m2，线圈总电阻R=
10、1，规定磁场方向竖直向上为正方向，磁感应强度B的大小随时间t按图乙变化，B0=0.01T。（1）求01s内线圈中感应电动势的大小；（2）求01s内线圈中感应电流的大小和方向；（3）求04s内线圈中产生的焦耳热；【答案】（1）0.1V；（2）0.1A，俯视：顺时针；（3）0.04J【解析】（1）01s内线圈中感应电动势大小（2）01s内线圈中感应电流大小01s内线圈中感应电流方向：俯视，顺时针。（3）04s内线圈中产生的焦耳热8、（2021河南省郑州市高三高考模拟猜想）光滑水平轨道abc、ade在a端很接近但是不相连，bc段与de段平行，尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为B的匀强磁场。初始时
11、质量为m的杆1放置在b、d两点上，杆2放置在杆1右侧处。除杆2电阻为R外，杆1和轨道电阻均不计。（1）若固定杆1，用水平外力以速度v0匀速向右拉动杆2。推导杆2中的感应电动势大小为E=BLv0；（2）若固定杆2，用水平外力将杆1以初速度v0向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，求杆1向左运动位移L时速度的大小；（3）在（2）问的过程中，杆1向左运动位移L过程中，求水平外力做的功；（4）在（2）问的过程中，求杆1向左运动位移L所用时间。【答案】（1）（推导过程见解析），（2），（3），（4）。【解析】（1）经过，感应电动势：；（2）移动L后，切割长度，此时感应电动势：解得：（3）因为安培力：切割
12、有效长度与位移成线性关系均匀减小，安培力做功为：根据动能定理：解得水平外力做的功：；（4）因为电流不变，所以感应电动势为一定值：解得：。9、（2021安徽省阜阳市高三第一次质检）如图，两平行光滑金属导轨ABC、ABC的左端接有阻值为R的定值电阻Z，间距为L，其中AB、AB固定于同一水平面（图中未画出）上且与竖直面内半径为r的光滑圆弧形导轨BC、BC相切于B、B两点。矩形DBBD区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。导体棒ab的质量为m、电阻值为R、长度为L，ab棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由静止开始沿导轨运动，经时间t后撤去推力，然后ab棒与另一根相同的导体棒cd发生
13、碰撞并粘在一起，以的速率进入磁场，两导体棒穿过磁场区域后，恰好能到达CC处。重力加速度大小为g，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。（1）求该推力的功率P；（2）求两导体棒通过磁场右边界BB时的速度大小v；（3）求两导体棒穿越磁场的过程中定值电阻Z产生的焦耳热Q；（4）两导体棒到达CC后原路返回，请通过计算判断两导体棒能否再次穿过磁场区域。若不能穿过，求出两导体棒停止的位置与DD的距离x。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）不能，【解析】（1）设两导体棒碰撞前瞬间棒的速度大小为，在推力作用的过程中，由动能定理有设与碰后瞬间的速率为，其值为，由动量守恒定律有解得：（2）对
14、两导体棒沿圆弧形导轨上滑的过程，由机械能守恒定律有解得：（3）两棒碰撞并粘在一起，由电阻定律可知，两导体棒的总电阻为，定值电阻Z产生的焦耳热为Q，故两棒产生的总焦耳热为，由能量守恒定律有解得：（4）设导体棒第一次穿越磁场的时间为，该过程回路中的平均电流为与的间距为，由动量定理有根据法拉第电磁感应定律和电路相关知识有解得：由机械能守恒定律可知，导体棒再次回到处时的速度大小仍为，导体棒再次进入磁场向左运动的过程中，仍用动量定理和相关电路知识，并且假设导体棒会停在磁场中，同时设导体棒在磁场中向左运动的时间为，导体棒进入磁场后到停止运动的距离为，该过程回路中的平均电流为，同前述道理可分别列式为解得：显然，假设成立，故导体棒不能向左穿过磁场区，且根据前述计算可知，导体棒停止位置与的距离
