2021届一轮高考物理：电磁感应习题(含)答案
2021届一轮高考物理：电磁感应习题(含)答案
2021届一轮高考物理：电磁感应习题（含）答案一轮专题：电磁感应一、选择题1、(多选)如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出。
已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是()A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能D．整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能2、1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)．它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机．图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触．使铜盘转动，电阻R中就有电流通过．若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直，下列说法正确的是()A．电阻R中没有电流流过B．铜片C的电势高于铜片D的电势C．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生D．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则CRD回路中有电流产生3、(多选)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。
套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。
导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。
下列说法正确的是()A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动D．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动4、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0．3 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0．9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则()A．W1<W2，q1<q2B．W1<W2，q1＝q2C．W1>W2，q1＝q2D．W1>W2，q1>q25、(多选)如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。
2021届高考物理一轮复习第九章电磁感应课时作业29法拉第电磁感应定律
2021届高考物理一轮复习第九章电磁感应课时作业29法拉第电磁感应定律[基础小题练]1.如图所示，边长为L ，匝数为N 的正方形线圈abcd 位于纸面内，线圈内接有电阻值为R 的电阻，过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为B .当线圈转过90°时，通过电阻R 的电荷量为( )A.BL 22R B ．NBL 22RC.BL 2RD ．NBL 2R【解析】 初状态时，通过线圈的磁通量为Φ1＝BL 22，当线圈转过90°时，通过线圈的磁通量为0，由q ＝N ΔΦR 可得通过电阻R 的电量为NBL22R.【答案】 B2.如图所示，固定于水平面上的金属架abcd 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN 沿框架以速度v 向右做匀速运动．t ＝0时，磁感应强度为B 0，现在MN 到达的位置恰好使MbcN 构成一个边长为l 的正方形．为使MN 棒中不产生感应电流，从t ＝0开始，磁感应强度B 随时刻t 变化的示意图为( )【解析】 为了使MN 棒中不产生感应电流，即让MN 棒与线框组成回路的磁通量保持不变，或者使导线切割磁感线产生的感应电动势E 1与磁场变化产生的感生电动势E 2大小相等，即Blv ＝ΔBS Δt ，随着磁场减弱，而面积增大，故ΔBΔt减小，故选C.【答案】 C3.半径为a 、右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .直杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，直杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，直杆的位置由θ确定，如图所示．则( )A ．θ＝0时，直杆产生的电动势为2BavB ．θ＝π3时，直杆产生的电动势为3BavC ．θ＝0时，直杆受的安培力大小为2B 2avπ＋2R 0D ．θ＝π3时，直杆受的安培力大小为3B 2av5π＋3R 0【解析】 当θ＝0时，直杆切割磁感线的有效长度l 1＝2a ，因此直杆产生的电动势E 1＝Bl 1v ＝2Bav ，选项A 正确．现在直杆上的电流I 1＝E 1πa ＋2a R 0＝2Bvπ＋2R 0，直杆受到的安培力大小F 1＝BI 1l 1＝4B 2av π＋2R 0，选项C 错误．当θ＝π3时，直杆切割磁感线的有效长度l 2＝2a cos π3＝a ，直杆产生的电动势E 2＝Bl 2v ＝Bav ，选项B 错误．现在直杆上的电流I 2＝E 2⎝ ⎛⎭⎪⎫2πa －2πa 6＋a R 0＝3Bv5π＋3R 0，直杆受到的安培力大小F 2＝BI 2l 2＝3B 2av5π＋3R 0，选项D 正确．【答案】 AD4．如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C 的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S .在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时刻变化的规律如图乙所示．则在0～t 0时刻内，电容器( )A ．上极板带正电，所带电荷量为CSB 2－B 1t 0B ．上极板带正电，所带电荷量为C B 2－B 1t 0 C ．上极板带负电，所带电荷量为CS B 2－B 1t 0D ．上极板带负电，所带电荷量为C B 2－B 1t 0【解析】 由题图乙可知ΔB Δt ＝B 2－B 1t 0，B 增大，依照楞次定律知，感应电流沿逆时针方向，故电容器上极板带正电，E ＝nS ΔB Δt ＝S B 2－B 1t 0，Q ＝CE ＝CS B 2－B 1t 0，A 正确． 【答案】 A5．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、开关K 与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的平均变化的磁场B 中．两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为q 的带正电小球．K 没有闭合时传感器有示数，K 闭合时传感器示数变为原先的一半．则线圈中磁场B 的变化情形和磁通量的变化率分别为( )A ．正在增强，ΔΦΔt ＝mgd2qB ．正在增强，ΔΦΔt ＝mgd2nqC ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd2qD ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd2nq【解析】 依照K 闭合时传感器示数变为原先的一半，推出带正电小球受向上的电场力，即上极板带负电，下极板带正电，线圈感应电动势的方向从上极板经线圈流向下极板，依照安培定则知感应磁场的方向向下，与原磁场方向相反，又由楞次定律得线圈中磁场正在增强；对小球受力分析得qE d ＝mg 2，其中感应电动势E ＝n ΔΦΔt 代入得ΔΦΔt ＝mgd2nq，故B 正确． 【答案】 B6.(2020·江苏常州检测)如图所示，电路中A 、B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数专门大、电阻可忽略的自感线圈，C 是电容专门大的电容器．当S 闭合与断开时，A 、B 灯泡的发光情形是( )A ．S 刚闭合后，A 亮一下又逐步熄灭，B 逐步变亮 B ．S 刚闭合后，B 亮一下又逐步变暗，A 逐步变亮C ．S 闭合足够长时刻后，A 和B 一样亮D ．S 闭合足够长时刻后，A 、B 都熄灭【解析】 S 刚闭合后，A 、B 都变亮，之后A 逐步熄灭，B 逐步变亮，选项A 正确、B 错误．S 闭合足够长时刻后，A 熄灭，B 一直差不多上亮的，选项C 、D 错误．【答案】 A[创新导向练]7．溯本求源——结合“法拉第圆盘发电机”考查法拉第电磁感应定律、右手定则 图为法拉第圆盘发电机的示意图，半径为r 的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω逆时针(从上向下看)旋转，匀强磁场B 竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为R 的定值电阻，忽略圆盘电阻与接触电阻，则( )A ．流过定值电阻的电流方向为a 到bB ．b 、a 间的电势差为Bωr 2C ．若ω增大到原先的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原先的2倍D ．若ω增大到原先的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原先的4倍【解析】 选择其中一条半径来看，依照右手定则可知，流过定值电阻的电流方向为b 到a ，选项A 错误；b 、a 间的电势差等于电动势的大小U ab ＝E ＝12Bωr 2，选项B 错误；若ω增大到原先的2倍，依照E ＝12Bωr 2可知电动势变为原先的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原先的2倍，选项C 正确，D 错误．【答案】 C8．制造发明——法拉第电磁感应定律的实际应用某探究性学习小组研制了一种发电装置如图甲所示，图乙为其俯视图．将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h ＝0.5 m 、半径r ＝0.2 m 的圆柱体，其可绕固定轴OO ′逆时针(俯视)转动，角速度ω＝100 rad/s.设圆柱外侧邻近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B＝0.2 T、方向都垂直于圆柱体侧表面．紧靠圆柱体外侧固定一根长度与圆柱体高相等、电阻为R1＝0.5 Ω的细金属杆ab，杆ab与轴OO′平行．图丙中阻值R＝1.5 Ω的电阻与理想电流表A串联后接在杆ab两端．下列说法正确的是( )A．电流表A的示数约为1.41 AB．杆ab产生感应电动势的最大值约为2.83 VC．电阻R消耗的电功率为2 WD．在圆柱体转过一周的时刻内，流过电流表A的总电荷量为零【解析】杆ab切割磁感线产生的感应电动势为E＝Bhv，又v＝ωr，解得E＝2 V，由于杆ab中产生的感应电动势E的大小保持不变，因此电流表A的示数为I＝ER1＋R＝20.5＋1.5A＝1 A，故A、B错误；电阻R消耗的电功率为P＝I2R＝12×1.5 W＝1.5 W，故C 错误；由楞次定律判定可知，通过电流表的电流方向周期性变化，在一个周期内两个方向通过电流表的电荷量相等，因此在圆柱体转过一周的时刻内，流过电流表A的总电荷量为零，故D正确．【答案】 D9．科技生活——法拉第电磁感应定律的实际应用青藏铁路刷新了一系列世界铁路的历史纪录，青藏铁路火车内多种传感器运用了电磁感应原理，有一种电磁装置能够向操纵中心传输信号以确定火车位置和运动状态，原理是将能产生匀强磁场的磁铁，安装在火车首节车厢下面，俯视如图甲所示，当它通过安放在两铁轨间的线圈时，便产生一个电信号，被操纵中心接收到，当火车通过线圈时，若操纵中心接收到的线圈两端的电压信号为图乙所示，则说明火车在做( )A．匀速直线运动B．匀加速直线运动C．匀减速直线运动D．加速度逐步增大的变加速直线运动【解析】依照E＝BLv，当火车匀加速运动时v＝at，则E＝BLat，现在电动势随时刻成线性关系．依照乙图可知，火车做匀加速运动．选项B 正确．【答案】 B10．涡流现象的应用实例金属探测器差不多广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的是( )A ．金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中B ．金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流C ．金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流D ．探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测成效相同【解析】 金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，不能防止细小的砂石颗粒混入食品中，选项A 错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，选项B 错误，C 正确；探测过程中金属探测器应与被测物体相对运动，相对静止时无法得到探测成效，选项D 错误．【答案】 C[综合提升练]11．如图所示，金属杆ab 放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电路，长l 1＝0.8 m ，宽l 2＝0.5 m ，回路总电阻R ＝0.2 Ω，回路处在竖直方向的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M ＝0.04 kg 的木块，磁感应强度从B 0＝1 T 开始随时刻平均增加，5 s 末木块将离开水平面，不计一切摩擦，g 取10 m/s 2，求回路中的电流大小．【解析】 设磁感应强度B ＝B 0＋kt ，k 是大于零的常数，因此回路感应电动势E ＝S ΔB Δt＝kS ，S ＝l 1·l 2，回路感应电流I ＝E R， 金属杆受安培力F 安＝BIl 2＝(B 0＋kt )Il 2.5 s 末有F 安＝B 0＋5k kl 1l 22R＝Mg ，能够得到k ＝0.2 T/s 或k ＝－0.4 T/s(舍去)． 解得I ＝0.4 A. 【答案】 0.4 A12．磁场在xOy 平面内的分布如图所示，其磁感应强度的大小均为B 0，方向垂直于xOy 平面，相邻磁场区域的磁场方向相反，每个同向磁场区域的宽度均为L 0，整个磁场以速度v 沿x 轴正方向匀速运动．若在磁场所在区间内放置一由n 匝线圈组成的矩形线框abcd ，线框的bc ＝L B 、ab ＝L 、L B 略大于L 0，总电阻为R ，线框始终保持静止．求：(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小； (2)线框所受安培力的大小和方向．【解析】 (1)线框相关于磁场向左做切割磁感线的匀速运动，切割磁感线的速度大小为v ，任意时刻线框ab ，边切割磁感线产生的感应电动势大小为E 1＝nB 0Lv ，cd 边切割磁感线产生的感应电动势大小为E 2＝nB 0Lv ，ab 边和cd 边所处的磁场方向总是相反的，故ab 边和cd 边中产生的感应电动势方向总是相同的，因此总的感应电动势大小E ＝2nB 0Lv ，由闭合电路欧姆定律得导线中的电流大小I ＝2nB 0Lv R.(2)线框所受安培力的大小F ＝2nB 0LI ＝4n 2B 20L 2vR，由左手定则判定，线框所受安培力的方向始终沿x 轴正方向．【答案】 (1)2nB 0Lv 2nB 0Lv R (2)4n 2B 20L 2v R方向沿x 轴正方向。
2021年高考物理第一轮复习第11单元电磁感应增分加练答案
选择题增分特训(十)1.C[解析] 奥斯特观察到电流的磁效应,表明电流可以产生磁场,揭示了电与磁的联系,A正确;安培根据通电螺线管和条形磁铁磁场的相似性,提出了分子环流假说,符合物理史实,B正确;法拉第发现处于变化的磁场中的闭合线圈中会产生感应电流,C错误;D项的叙述符合楞次定律的发现过程,D正确.2.C[解析] 根据右手螺旋定则,通电直导线上方的磁场方向向外,下方的磁场方向向里,离导线近的地方磁感应强度大,离导线远的地方磁感应强度小.线框从上向下靠近导线的过程,穿过线框的磁通量向外增加,根据楞次定律,线框中产生顺时针方向的电流,经过导线时,向外的磁通量和向里的磁通量叠加,磁通量先向外减小至零,之后变成向里,并逐渐增大,直至最大,根据楞次定律,线框中产生逆时针方向的电流,磁通量向里变成最大后,线框继续向下运动,磁通量又逐渐减小,这时线框中的电流方向又变成了顺时针,且这一过程是连续的,线框中始终有感应电流存在,故A、B错误;根据楞次定律,感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动,所以安培力的方向始终竖直向上,故C正确;根据能量守恒定律,线框从实线位置由静止释放至运动到虚线位置过程中,减少的重力势能转化为电能和自身动能,故D错误.3.C[解析] 根据法拉第电磁感应定律知,电势差大小为E=n S;根据楞次定律可知,b点电势较高,故φa-φb小于0,C正确.4.D[解析] 0~1 s内,螺线管中电流增大,产生的磁场磁感应强度增大,圆环中磁通量增大,面积有缩小的趋势,故A错误;1 s末,圆环中感应电流为零,与螺线管间无相互作用,所以1 s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力,故B错误;1~2 s内,螺线管中正方向电流减小,2~3 s内,反方向电流增大,根据楞次定律,圆环中感应电流的磁场方向不变,感应电流方向不变,故C错误;0~1 s内,螺线管中正方向电流增大,产生的磁场增强,圆环中磁通量增大,根据楞次定律可知,从上往下看,圆环中产生的感应电流沿顺时针方向,1~2 s内螺线管中正方向电流减小,产生的磁场减弱,圆环中磁通量减小,根据楞次定律可知,从上往下看,圆环中产生的感应电流沿逆时针方向,故D正确.5.B[解析] 设线圈电阻为R,完全进入磁场时的速度为v x.线圈在穿过磁场的过程中所受的合外力为安培力.对于线圈进入磁场的过程,根据动量定理可得-FΔt=-Ba=-Ba=mv x-mv0,对于线圈穿出磁场的过程,根据动量定理得-F'Δt'=-Ba=-Ba=mv-mv x,联立可得v x=,选项B正确.6.B[解析] 位移在0~L过程,磁通量增大,由楞次定律可判断,感应电流方向为顺时针方向,为正值,I=,l=x,则I=x;位移在L~2L过程,磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断,感应电流方向先为顺时针方向,为正值,后为逆时针方向,为负值;位移在2L~3L过程,磁通量减小,由楞次定律可判断,感应电流方向为逆时针方向,为负值,I=(3L-x),故B正确.7.B[解析] 线圈A内有竖直向上的磁场,磁感应强度B随时间均匀增大,根据楞次定律可判断,a中电流的方向向下,a、b相互吸引,说明b中电流的方向也向下,则P1带正电,说明正离子向上偏转,根据左手定则可判断,P1、P2两极板间磁场的方向为垂直于纸面向里,B正确.8.C[解析] 在闭合开关S时,流过D2的电流立即增大到稳定值I2',流过D1的电流由于线圈的自感作用并不能立即增大,而是缓慢地增大到稳定值I1',且I1'=2I2',在断开开关S时,线圈中产生自感电动势,D1、D2和D3组成回路,回路中有逆时针方向的电流,且电流从I1'逐渐减小,最后减为零,选项A、B、D错误,选项C正确.9.BD[解析] 闭合开关S接通电路时,A2立即亮,线圈对电流的增大有阻碍作用,所以通过A1的电流慢慢变大,最后两灯泡两端的电压一样大,所以一样亮,故A错误,B正确;断开开关S切断电路时,线圈对电流的减小有阻碍作用,相当于电源,与A1和A2串联,所以两灯泡都要过一会儿才熄灭,故C错误,D正确.10.AD[解析] 磁感应强度均匀变化,产生恒定电动势,电容器C的电荷量大小始终不变,选项A正确;根据楞次定律,MN与R构成的回路中,感应电流沿逆时针方向,a板一直带正电,B错误;由于磁感应强度变化,根据楞次定律和左手定则可知,MN所受安培力的方向先向右后向左,其大小先减小后增大,选项C 错误,D正确.11.BC[解析] 根据题意,穿过线框的磁通量变小,根据楞次定律可判断,感应电流的磁场方向与原磁场相同,由安培定则可判断,感应电流方向为E→F→G→E,A错误,B正确;根据几何关系可得,磁场穿过线框的有效面积减小了ΔS=a2,根据法拉第电磁感应定律得平均感应电动势=B=,C正确,D错误.12.BC[解析] 穿过线框的磁通量先向下减小,后向上增大,则根据楞次定律可知,感应电流方向不变,选项A错误;因磁感应强度的变化率不变,则感应电动势不变,感应电流不变,而磁感应强度的大小先减小后增大,根据F=BIL可知,MN边受到的安培力先减小后增大,选项B正确;因线框平行的两边电流等大反向,则整个线框受到的安培力为零,则线框下滑的加速度不变,线框做匀加速直线运动,选项C正确;因安培力对线框做功为零,斜面光滑,则线框的机械能守恒,选项D错误.13.AD[解析] 金属圆环速度稳定后,Δt时间内,磁通量变化为ΔΦ=Φ2-Φ1=kΦ0vΔt,所以感应电动势为E==kΦ0v,故A正确;金属圆环速度稳定后,产生的电流为I==,热功率为P=I2R=,故B错误,D正确;由能量守恒定律可知,重力的功率等于热功率,即mgv=I2R=,解得m=,故C错误.非选择题增分特训(八)1.(1)5 A(2)Q→P(3)10 W[解析] (1)根据法拉第电磁感应定律可知,PQ产生的感应电动势E=BLv=1×0.5×4 V=2 V又R外==Ω=0.2 Ω则感应电流的大小I== A=5 A(2)根据右手定则可判断,电流方向为Q→P(3)导体棒PQ匀速运动,则F=F安=BIL=1×5×0.5 N=2.5 N故外力做功的功率P=Fv=2.5×4 W=10 W.2.(1)(2)Pt-[解析] (1)导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv回路中的电流I=导体棒所受的安培力F安=BILP=Fv匀速运动时,有F=F安联立解得v=.(2)导体棒由静止开始加速过程,根据动能定理得W F+W安=mv2其中W F=Pt回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功,即Q=-W安联立可得Q=Pt-.3.(1)由a至b(2)mv2(3)丙图正确见解析[解析] (1)根据右手定则,棒中感应电流方向为由a至b.棒刚要运动时,受摩擦力大小等于安培力,即F f=F A而F A=BI1L,I1=联立解得F f=.(2)设棒的平均速度为,根据动量定理得-Ft-F f t=0-2mv而F=B L,=,x=t联立解得x=根据动能定理得-F f x-W A=0-m(2v)2根据功能关系得Q=W A解得Q=mv2.(3)丙图正确当磁场速度小于v时,棒ab静止不动;当磁场速度大于v时,E=BLΔv,棒ab的加速度从零开始增大,a棒<a时,Δv逐渐增大,电流逐渐增大,F A逐渐增大,棒做加速度逐渐增大的加速运动; 当a棒=a时,Δv保持不变,电流不变,F A不变,棒ab的加速度保持不变,开始做匀加速运动.4.(1)2 V(2)1.6 V 2 m/s2(3)0.25 W[解析] (1)由图像可知,线圈内磁感应强度变化率为=0.1 T/s由法拉第电磁感应定律得E1=n=n S=2 V(2)t=0时,回路中电流I==0.4 A导体棒ab两端的电压U=IR=1.6 V设此时导体棒的加速度为a,有mg-B2Il=ma解得a=g-=2 m/s2(3)当导体棒ab达到稳定状态时,感应电动势由感生电动势和动生电动势两个部分构成,且形成的电流方向相同,满足mg=B2I'lI'=解得v=5 m/s此时导体棒所受重力的瞬时功率P=mgv=0.25 W.5.(1)1.2 m/s(2)0.125 s[解析] (1)在进入磁场前的加速度a=g sin 37°-μg cos 37°=2 m/s2由=2as1解得v1=1.2 m/s(2)金属线框进入磁场的过程中,减少的机械能等于克服摩擦力和安培力所做的总功,由图像知机械能随位移均匀减小,因此安培力为恒力,线框匀速进入磁场.设线框的侧边长为s2,即线框进入磁场过程运动的距离为s2.根据功能关系,ΔE=E1-E0=-(F f+F A)s2因为是匀速运动,所以F f+F A=mg sin 37°=0.6 N解得s2=0.15 m故t== s=0.125 s6.(1)6 m/s(2)1.5 m/s(3)0.25 J[解析] (1)对杆ab受力分析,匀速运动时重力沿导轨向下的分力与安培力平衡.感应电动势E=B1lv0电流I==安培力F=B1Il匀速运动,有mg sin θ=F联立解得v0=6 m/s.(2)杆ab与“联动双杆”发生碰撞时,由动量守恒定律得mv0=4mv解得v=1.5 m/s.(3)“联动三杆”进入磁场区域Ⅱ过程,设速度变化大小为Δv,根据动量定理有-B2'lΔt=-4mΔv'Δt=q==解得Δv=0.25 m/s同理,出磁场过程速度变化大小也为Δv出磁场区域Ⅱ后“联动三杆”的速度为v'=v-2Δv=1.0 m/s根据能量守恒定律得Q=×4m×(v2-v'2)=0.25 J.。
2021届高三物理一轮复习电磁学电磁感应电磁感应中的能量转化导体棒在导轨上运动问题专题练习
2021届高三物理一轮复习电磁学电磁感应电磁感应中的能量转化导体棒在导轨上运动问题专题练习一、填空题1．如图所示，“日”字形线框质量为m，长短边长分别为2l、l，短边电阻为r，竖直边电阻不计.当它的下边刚落进宽度为l的匀强磁场B时，即做匀速运动，则线框穿过磁场的时间为___________.2．如图所示，两平行金属导轨上有一个导体棒ab，导与导体棒电阻均不计，导轨间接有一个阻值为1Ω的F=向拉导体棒，使其以6m/s的速度匀速运动时，电电R，匀强磁场方向与导轨平面垂直.现用力0.015N路中的感电流大小为______A，外力的功率为______W.3．如图所示，质量为m的导体棒a从h高处由静止起沿足够长的光滑导电轨道滑下，另一质量为2m的导体棒b静止在宽为L的光滑水平导轨上，在水平轨道区域有垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，a、b导体棒不会相碰，重力加速度取g，则a、b导体棒的最终的共同速度为__________，回路中最多能产生焦耳热为__________。
4．如图所示，PN与QM两平行金属导轨相距1 m，电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R1＝6 Ω，ab 导体的电阻为2 Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T．现ab 以恒定速度v＝3 m/s匀速向右移动，这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等，则R2=______ Ω,R1与R2消耗的电功率分别为______W;______W,拉ab杆的水平向右的外力F为______N.5．如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l=0.20m，电阻R=1.0Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B =0.5T 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下。
现用一外力F 沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F 与时间t 的关系如图乙所示。
2021届高考物理一轮专题：电磁感应练习题含答案
2021届高考物理一轮专题：电磁感应练习题含答案一轮：电磁感应（专题）一、选择题1、一闭合金属线框的两边接有电阻R1、R2，框上垂直放置一金属棒，棒与框接触良好，整个装置放在如图所示的匀强磁场中，当用外力使ab棒右移时()A．其穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流B．框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行C．框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行D．框内有感应电流，左半边逆时针方向绕行，右半边顺时针方向绕行2、如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ．在这个过程中，线圈中感应电流()A．沿abcd流动B．沿dcba流动C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动3、如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是()A．ab向左运动，cd向右运动B．ab向右运动，cd向左运动C．ab、cd都向右运动D．ab、cd保持静止4、如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒与磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为ε；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为ε'．则ε'ε等于()A．12B．22C．1 D． 25、(多选)在如图所示的甲、乙电路中，电阻R和灯泡A电阻的阻值相等，自感线圈L的电阻值可认为是0，在接通开关S时，则()甲乙A．在电路甲中，灯泡A将渐渐变亮B．在电路甲中，灯泡A将先变亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，灯泡A将渐渐变亮D．在电路乙中，灯泡A将先由亮渐渐变暗，然后熄灭6、如图甲，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图乙所示．已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()7、(多选)如图甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3 Ω，边长为0.4 m。
2020-2021学年高考物理一轮复习电磁感应练习试题及答案
2020-2021 学年高三物理一轮复习练习卷：电磁感应一、单选题1．如图，ab 是水平面上一个圆的直径，在过ab 的竖直平面内有一根通电导线cd。
已知cd 平行于ab，当cd 竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将（）A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零，但保持不变2．如图所示，1831 年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A 线圈与电源、滑动变阻器R 组成一个回路，B 线圈与开关S、电流表G 组成另一个回路.通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件.关于该实验下列说法正确的是()A．闭合开关S 的瞬间，电流表G 中有a→ b的感应电流B．闭合开关S 的瞬间，电流表G 中有b→ a的感应电流C．闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G 中有a→ b的感应电流D．闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G 中有b→ a的感应电流3．如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P 和塑料管Q 竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（）A．在P 和Q 中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P 中的下落时间比在Q 中的长D．落至底部时在P 中的速度比在Q 中的大4．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N 极附近竖直下落，保持bc 边在纸外，ad 边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中，线圈中感应电流A．沿abcd 流动B．沿dcba 流动C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd 流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba 流动D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba 流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd 流动5．如图，圆环形导体线圈a 平放在水平桌面上，在a 的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路，若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动，下列说法正确的是（）A．线圈a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流B．穿过线圈a 的磁通量变小C．线圈a 有收缩的趋势D．线圈a 对水平桌面的压力F N 将减小6．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在 t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀的增大到2B．在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）Ba2A．2∆tnBa2B．2∆tnBa2C．∆t2nBa2D．∆t7．平行闭合线圈的匝数为n，所围面积为S，总电阻为R，在Δt 时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为ΔΦ，则通过导线某一截面的电荷量为（）∆ΦA．R∆ΦB．RnSn∆ΦC．∆tRn∆ΦD．R8．如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E l，若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E2．则通过电阻R 的电流方向及E1 与E2 之比E l∶E2 分别为A．c→a，2∶1 B．a→c，2∶1 C．a→c，1∶2 D．c→a，1∶29．如图所示，一宽40 cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20 cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的速度v＝20 cm/s 匀速通过磁场区域.在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t＝0，正确反映感应电流随时间变化规律的图象是( )A．B．C．D．10．如图所示，两根等高光滑的1/4 圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R 的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd 开始，在拉力作用下以初速度v0 向右沿轨道做匀速圆周运动至ab 处，则该过程中（）A．通过R 的电流方向为由a→R→bB．通过R 的电流方向为由b→R→aπB2 L2vC．R 上产生的热量为04RπBLrD．流过R 的电量为2R11．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。
天津2021届高考物理一轮复习检测题之电磁感应规律及其应用Word版含答案
电磁感应规律及其应用一、单项选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分,每小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的)1.朝南的钢窗原来关着,今将它突然朝外推开,转过一个小于90°的角度,考虑到地球磁场的影响,则钢窗活动的一条边中(西边) ( )A.有自下而上的微弱电流B.有自上而下的微弱电流C.有微弱电流,方向是先自上而下,后自下而上D.有微弱电流,方向是先自下而上,后自上而下2.(2021·北京高考)如图,在磁感应强度为B、方向垂直纸面对里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。
则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为( )A.c→a,2∶1B.a→c,2∶1C.a→c,1∶2D.c→a,1∶23.(2022·孝感一模)如图甲所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的铜圆环,规定从上向下看时,铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向。
图乙表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图像,则磁场B随时间t变化的图像可能是图中的( )4.(2022·烟台一模)如图甲所示,匀强磁场垂直纸面对里,磁感应强度的大小为B,磁场在y轴方向足够宽,在x轴方向宽度为a。
始终角三角形导线框ABC(BC边的长度为a)从图示位置向右匀速穿过磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在图乙中感应电流i、BC两端的电压U BC与线框移动的距离x的关系图像正确的是( )5.(2021·海南高考)如图,水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r;空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽视的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点。
棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开头向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好。
【师说】2021高考物理一轮温习 电磁感应现象 楞次定律课后练习（2021新题，含解析）(1)
课时训练26电磁感应现象楞次定律一、选择题1．在物理学进展的进程中，有许多伟大的科学家做出了奉献．关于科学家和他们的奉献，以下说法正确的选项是( )A．安培第一提出了磁场对运动电荷的作使劲公式B．法拉第依照小磁针在通电导线周围的偏转发觉了电流的磁效应C．楞次发觉了电磁感应现象，并研究得出了判定感应电流方向的方式——楞次定律D．法国物理学家库仑利用扭秤实验发觉了电荷之间的彼此作用规律——库仑定律解析洛伦兹提出了磁场对运动电荷的作使劲公式，A错．奥斯特发觉了电流的磁效应，B错．法拉第发觉了电磁感应现象，C错．库仑利用扭秤发觉了电荷之间的彼此作用规律，D正确．答案D2．电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如下图．现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的进程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情形是( )A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电解析原磁场方向向下，在N极接近线圈上端的进程中，磁通量增大；由楞次定律可知，感应电流磁场的方向与原磁场方向相反，即向上，由安培定那么确信感应电流的方向是从b经R到a，下极板带正电，故D项对．答案D3.如图，圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如下图的电路．假设将滑动变阻器的滑片P向下滑动，以下表述正确的选项是( )A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大解析通过螺线管b的电流如下图，依照右手螺旋定那么判定出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，接入电路的电阻减小，电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增强，依照楞次定律，a线圈中所产生的感应电流产生的感应磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定那么可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，A选项错误；由于螺线管b中的电流增大，所产生的磁感应强度增强，线圈a中的磁通量应变大，B选项错误；依照楞次定律，线圈a将阻碍磁通量的增大，因此，线圈a缩小，线圈a对水平桌面的压力增大，C选项错误，D选项正确．答案D4.[2014·宁波期末]如下图，矩形线框在磁场内做的各类运动中，能够产生感应电流的是( )解析依照产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量发生转变才能产生感应电流，只有选项B正确．答案B5.如下图，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的无穷宽的匀强磁场中，以下做法中能使圆盘中产生感应电流的是( )A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．匀强磁场均匀增加解析将金属圆盘等效为同心金属环拼合而成，当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动时，磁通量发生转变，各环中有感应电流，那么B正确；同理可得，D正确．答案BD6．两根彼此平行的滑腻金属导轨水平放置于如下图的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD能够自由滑动．当AB以速度v向右运动时，以下说法中正确的选项是( )A．开始一段时刻，导体棒CD内有电流通过，方向是D→CB．开始一段时刻，导体棒CD内有电流通过，方向是C→DC．开始一段时刻，磁场对导体棒CD的作使劲向左D．最终两导体棒速度相等，电流为零解析利用楞次定律．两个导体棒与两根金属导轨组成闭合回路，分析出开始一段时刻磁通量增加，结合安培定那么判定回路中感应电流的方向是B→A→C→D→B，最后依照左手定那么进一步确信CD的受力方向向右，CD 棒加速，AB受力方向向左，AB棒减速，最后两棒速度相等，电路中磁通量不变，电流为零．答案BD7.如下图，在平面上有两条彼此垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴组成一个平面直角坐标系．四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置，两条导线中电流大小与转变情形相同，电流方向如下图，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情形是( )A．线圈a中无感应电流B．线圈b中无感应电流C．线圈c中有顺时针方向的感应电流D．线圈d中有逆时针方向的感应电流解析由安培定那么判定磁场方向如下图，故线圈a、c中有电流．再依照楞次定律可知线圈a中的电流为逆时针，c 中的电流为顺时针，A错，C对．而线圈b、d中合磁通量为零，无感应电流，B对，D错．答案BC8．如下图，四根等长的铝管和铁管(其中C中铝管不闭合，其他两根铝管和铁管均闭合)竖直放置在同一竖直平面内，别离将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放，忽略空气阻力，那么以下关于磁铁和铁块穿过管的运动时刻的说法正确的选项是( )A ．tA>tB ＝tC ＝tD B ．tC ＝tA ＝tB ＝tDC ．tC>tA ＝tB ＝tD D ．tC ＝tA>tB ＝tD解析 当磁铁穿过闭合的金属管时，会因穿过闭合的金属管的磁通量发生转变而产生感应电流，依照楞次定律可知感应电流又阻碍引发感应电流的磁通量的转变，从而阻碍了磁铁的通过，而铁块或不闭合的金属管，无感应电流产生，也就没有这种阻碍作用，从而可知，选项A 正确．答案 A9．如下图，欲使原先静止的ab 杆向右移动，cd 杆应( )A ．向右匀速运动B ．向右加速运动C ．向左加速运动D ．向左减速运动解析 欲使原先静止的ab 杆向右移动，依照左手定那么，ab 杆与线圈L1组成的回路中必需产生沿逆时针方向的感应电流，再依照楞次定律可知，铁芯中或有沿逆时针方向增强的磁场，或有沿顺时针方向减弱的磁场，再依照右手定那么和法拉第电磁感应定律，可判定cd 杆向右加速运动或向左减速运动．答案 BD10．如下图，金属棒ab 、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab 在匀强磁场B 中沿导轨向右运动，那么( )A ．ab 棒不受安培力作用B ．ab 棒所受安培力的方向向右C ．ab 棒向右运动速度越大，所受安培力越大D ．螺线管产生的磁场，A 端为N 极解析 金属棒ab 沿导轨向右运动时，所受安培力方向向左，以“阻碍”其运动，A 、B 错误．金属棒ab 沿导轨向右运动时，产生的感应电动势E ＝Blv ，回路中的感应电流I ＝E R ，金属棒ab 所受安培力F ＝BIl ＝B2l2v R，C 正确．依照右手定那么可知，流过金属棒ab 的感应电流的方向是从b 流向a ，因此流过螺丝管的电流方向是从A 端抵达B 端，依照右手螺旋定那么可知，螺线管的A 端为S 极，D 错误．答案C11．如图是生产中经常使用的一种延时继电路的示用意，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B的两头接在一路，组成一个闭合回路．以下说法中正确的选项是( )A．闭合开关S时，B中产生图示方向的感应电流B．闭合开关S时，B中产生与图示方向相反的感应电流C．断开开关S时，电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时刻D．断开开关S时，弹簧K当即将衔铁D拉起解析闭合开关S时，由楞次定律，B中产生与图示方向相反的感应电流，选项A错误，B正确．断开开关S 时，B中磁通量转变产生感应电流，电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时刻，选项C正确，D错误．答案BC二、非选择题12.[2013·上海卷]演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈，微电流传感器，DIS等组成)如下图．第一将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，屏幕上的电流指针________(填“有\”或“无\”)偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，电流指针________(填“有\”或“无\”)偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，电流指针________(填“有\”或“无\”)偏转．解析线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动时，穿过线圈的磁通量发生转变，会产生感应电流，屏幕上的电流指针有偏转；线圈竖直放置和水平放置，从东向西移动时，穿过线圈的磁通量不发生转变，可不能产生感应电流，屏幕上的电流指针没有偏转．答案有无无13.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R，边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场区域，如下图，从ab进入磁场开始计时．(1)画出穿过线框的磁通量随时刻转变的图象；(2)判定线框中有无感应电流．假设有，请判定出感应电流的方向；假设无，请说明理由．解析 线框穿过磁场的进程可分为三个时期：进入磁场时期(只有ab 边在磁场中)、在磁场中运动时期(ab 、cd 两边均在磁场中)、离开磁场时期(只有cd 边在磁场中)．(1)①线框进入磁场时期：t 为0～l v，线框进入磁场中的面积与时刻成正比，即 S ＝lvΔt1故Φ＝BS ＝BlvΔt1Δt1＝l v时，Φ＝Bl2 ②线框在磁场中运动时期：t 为l v ～2l v ，线框中的磁通量为Φ＝Bl2，维持不变，此进程Δt2＝l v. ③线框离开磁场时期：t 为2l v ～3l v，线框中的磁通量均匀减小，即Φ＝Bl(l －vΔt3)＝Bl2－BlvΔt3 当t ＝3l v 时，Δt3＝l v，Φ＝0. 因此，穿过线框的磁通量随时刻的转变图象如下图．(2)线框进入磁场时期，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向．线框在磁场中运动时期，穿过线框的磁通量维持不变，无感应电流产生．线框离开磁场时期，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向．答案 观点析14.如下图，固定于水平面上的金属架CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN 沿框架以速度v 向右做匀速运动．t ＝0时，磁感应强度为B0，现在MN 抵达的位置使MDEN 组成一个边长为l 的正方形．为使MN 棒中不产生感应电流，从t ＝0开始，磁感应强度B 应如何随时刻t 转变？请推导出这种情形下B 与t 的关系式．解析要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生转变在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2设t时刻的磁感应强度为B，现在磁通量为Φ2＝Bl(l＋vt)由Φ1＝Φ2得B＝B0ll＋vt.答案B＝B0ll＋vt。
2021届高考物理：电磁感应中的电路和图象问题含答案
电磁感应中常见的图象问题
图象类型
(1)随时间变化的图象、如Bt图象、Φt图象、Et图象、It图象
(2)随位移变化的图象、如Ex图象、Ix图象
(所以要先看坐标轴：哪个物理量随哪个物理量变化要弄清)
问题类型
(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象(画图象)
(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程、求解相应的物理量(用图象)
4．(多选)如图甲所示、在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框、总电阻为3 Ω、边长为0.4 m。金属框处于两个半径为0.1 m的圆形匀强磁场中、顶点A恰好位于左边圆的圆心、BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合。左边磁场方向垂直纸面向外、右边磁场垂直纸面向里、磁感应强度的变化规律如图乙所示、则下列说法中正确的是(π取3)( )
【变式1】试推导出回路中的热功率P随时间变化的关系式、并画出图象。
提示：回路中热功率P＝I2R、
回路中电流I＝ 为定值、R＝ 2v0tr、
可得P＝ t、图象如图甲所示。
甲
【变式2】试推导出回路中产生的焦耳热Q随时间变化的关系式、并画出图象。
提示：中Pt图线与t轴所围面积表示回路中产生的焦耳热Q、则
Q＝ Pt＝ t2。图象如图乙、丙所示。
乙 丙
电磁感应中确定电源的方法
(1)判断产生电磁感应现象的那一部分导体(电源)。
(2)动生问题(棒切割磁感线)产生的电动势E＝BLv、方向由右手定则判定。
(3)感生问题(磁感应强度的变化)的电动势E＝n 、方向由楞次定律判定。在等效电源内部电流方向都是由负极流向正极的。
[跟进训练]
感生电动势电路分析
B．通过电阻R的电流的最小值为 、方向从Q到P
2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练：电磁感应中的电路问题
2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练电磁感应中的电路问题一、选择题1、如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图(俯视图)，使用前先给超级电容器C充电，弹射时，电容器释放储存的电能所产生的强大电流经过导体棒EF，EF在磁场(方向垂直纸面向外)作用下加速。
则下列说法正确的是( )A．电源给电容器充电后，M板带正电B．导体棒在安培力作用下向右运动C．超级电容器相当于电源，放电时两端电压不变D．在电容器放电过程中，电容器电容不断减小解析：选B 电源给电容器充电时，M板与电源负极相连，带负电，选项A 错误；导体棒在安培力作用下向右运动，选项B正确；超级电容器相当于电源，根据Q＝CU可知，放电时两端电压减小，选项C错误；在电容器放电过程中，电容器电容保持不变，选项D错误。
2、如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕O轴沿半径为r 的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动。
磁场的磁感应强度为B ，AO 间接有电阻R ，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P ，则( )A ．外力的大小为2BrP RB ．外力的大小为Br PRC ．导体杆旋转的角速度为2PRBr2D ．导体杆旋转的角速度为1Br 2PR解析：选C 设导体杆转动的角速度为ω，则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势E ＝12Br 2ω，I ＝ER ，根据题述回路中的电功率为P ，则P ＝EI ；设维持导体杆匀速转动的外力为F ，则有P ＝Fv2，v ＝rω，联立解得F ＝BrP R ，ω＝2PR Br2，选项C 正确，A 、B 、D 错误。
3、如图所示，abcd 为水平放置的平行“匚”形光滑金属导轨，间距为l ，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，导轨电阻不计。
已知金属杆MN 倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r ，保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。
2021年高中物理选修二第二章《电磁感应》习题(答案解析)
一、选择题1．如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。
一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中（）A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿竖直方向2．如图甲所示，半径为r带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内，在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平放置的平行金属板A、B连接，两板间距为d且足够大。
有一变化的磁场垂直于圆环平面，规定向里为正，其变化规律如图乙所示。
在平行金属板A、B正中间有一电荷量为q的带电液滴，液滴在0~14T内处于静止状态。
重力加速度为g。
下列说法正确的是（）A．液滴的质量为24B q r gdTπB．液滴带负电C．34t T=时液滴的运动方向改变D ．t =0.5T 时液滴与初始位置相距212gT 3．如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则（ ）A ．如果线圈中通以恒定电流，冶炼炉就能冶炼金属B ．通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从而熔化炉内金属C ．真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化D ．如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡流很强，产生的热量很多4．如图所示，通电直导线L 和平行直导线放置的闭合导体框abcd ，直导线与导体框在同一平面内，以下说法正确的是（ ）A ．导线固定，当导体框向上平移时，导体框中感应电流的方向为abcdaB ．导体框固定，当导线L 向左平移时，导体框中感应电流的方向为adcbaC ．导线固定，当导体框向右平移时，导体框中感应电流的方向为abcdaD ．导体框固定，当导线L 向右平移时，导体框中感应电流的方向为abcda5．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L 1和L 2为电感线圈。
实验时，断开开关S 1瞬间，灯A 1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S 2，灯A 2逐渐变亮，而另一个相同的灯A 3立即变亮，最终A 2与A 3的亮度相同。
2021版高考物理一轮单元检测十 电磁感应(含解析)
单元检测十电磁感应考生注意：1．本试卷共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，满分100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分.1～8小题只有一个选项符合要求，选对得4分，选错得0分；9～12小题有多个选项符合要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1.(2019·广东珠海市质量监测)如图1所示，使一个水平铜盘绕过其圆心的竖直轴OO′转动，摩擦等阻力不计，转动是匀速的．现把一个蹄形磁铁水平向左移近铜盘，则()图1A．铜盘转动将变快B．铜盘转动将变慢C．铜盘仍以原来的转速转动D．因磁极方向未知，无法确定铜盘转速变化情况2．(2019·福建宁德市上学期期末)如图2所示，边长为2L的正方形区域内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场．一个边长为L的正三角形闭合金属框水平匀速穿过该磁场．取金属框刚到达磁场左边界为零时刻，规定逆时针方向为电流的正方向，下列选项中能正确描述金属框中电流与时间关系图象的是()图23.(2019·广东茂名市第一次综合测试)如图3所示，匝数为n＝200、面积为S＝0.625 m2、电阻为r＝0.5 Ω的圆形线圈处于方向垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度大小随时间按B＝0.08t＋1.6 (T)的规律变化，处于磁场外的电阻R1＝4.5 Ω，R2＝5 Ω，电容器的电容C＝500 μF，开关S闭合一段时间后，下列说法错误．．的是()图3A．线圈两端M、N间的电压为9.5 VB．线圈中的电流方向为顺时针C．若将电阻R1短路，则该电路的输出功率变大D．现断开开关S，则通过电阻R2的电荷量为2.5×10－3 C4.(2019·江西上饶市重点中学六校第一次联考)如图4所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中k为恒量．若金属棒与导轨始终垂直，则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是()图45.(2020·陕西汉中市模拟)如图5所示，电阻不计的导轨OPQS固定，其中PQS是半径为r的半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心．OM是长为r的可绕O转动的金属杆，其电阻为R，M端与导轨接触良好．空间存在与平面垂直且向里的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度的大小为B ，现使OM 从OQ 位置起以角速度ω逆时针匀速转到OS 位置．则该过程中( )图5A ．产生的感应电流大小恒定，方向为 OMQPOB ．通过OM 的电荷量为πr 2B 2RC ．回路中的感应电动势大小为Br 2ωD ．金属杆OM 的热功率为B 2ω2r 44R6.(2019·河南安阳市二模)如图6所示，同种材料的、均匀的金属丝做成边长之比为1∶2的甲、乙两单匝正方形线圈，已知两线圈的质量相同．现分别把甲、乙线圈以相同的速率匀速拉出磁场，则下列说法正确的是( )图6A ．甲、乙两线圈的热量之比为2∶1B ．甲、乙两线圈的电荷量之比为1∶4C ．甲、乙两线圈的电流之比为1∶2D ．甲、乙两线圈的热功率之比为1∶17．(2019·山东泰安市质检)如图7甲所示，线圈两端a 、b 与一电阻R 相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t ＝0时刻起，穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化，下列说法正确的是( )图7A.12t 0时刻，R 中电流方向为由b 到a B.32t 0时刻，R 中电流方向为由a 到b C ．0～t 0时间内R 的电流小于t 0～2t 0时间内R 的电流D ．0～t 0时间内R 的电流大于t 0～2t 0时间内R 的电流8．(2020·贵州安顺市适应性监测)粗细均匀的电阻丝围成的正方形闭合线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以相同速率沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框上a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是( )9.(2019·西藏拉萨北京实验中学第五次月考)如图8所示，在匀强磁场的上方有一半径为R 的导体圆环，圆环的圆心距离匀强磁场上边界的距离为h .将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间，速度均为v .已知圆环的电阻为r ，匀强磁场的磁感应强度为B ，重力加速度为g .则( )图8A ．圆环刚进入磁场的瞬间，速度v ＝2g (h －R )B ．圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为mg (h ＋R )C ．圆环进入磁场的过程中，通过圆环某个横截面的电荷量为πR 2B rD ．圆环进入磁场的过程做的是匀速直线运动10.(2019·四川南充市第三次适应性考试)如图9所示，水平面放置的足够长的光滑平行金属导轨上有一质量为m 的金属棒ab ，导轨的一端连接电阻R ，其他电阻不计，匀强磁场垂直于导轨平面，现对金属棒施加一个与棒垂直的水平向右的恒力F ，使棒从静止开始向右运动的过程中( )图9A ．ab 做加速度减小的加速运动直到速度恒定B ．外力F 对ab 做的功等于电阻R 产生的焦耳热C ．外力F 做功的功率等于电阻R 的电功率D ．克服安培力做的功等于电路中产生的电能 11．(2019·广西梧州市联考)如图10所示，水平放置的U 形光滑框架上接一个阻值为R 0的电阻，放在垂直纸面向里的、场强大小为B 的匀强磁场中，一个半径为L 、质量为m 的半圆形硬导体AC 在水平向右的恒定外力F 的作用下，由静止开始运动距离d 后速度达到v ，半圆形硬导体AC 的电阻为r ，其余电阻不计．下列说法正确的是( )图10A ．此时AC 两端电压为U AC ＝2BL vB ．此时电阻R 0的热功率为P ＝4B 2L 2v 2R 0(R 0＋r )2C ．此过程中导体AC 的平均速度大于v 2D ．此过程中通过电阻R 0的电荷量为q ＝2BLd R 0＋r12.(2019·陕西宝鸡市高考模拟检测(二))如图11所示，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨间距为L ，导轨下端接有阻值为R 的电阻，导轨电阻不计．斜面处在方向竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中，电阻不计的金属棒ab 质量为m ，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F 作用．已知金属棒从静止开始沿导轨下滑，它在滑下高度h 时的速度大小为v ，重力加速度为g ，则在此过程中( )图11A ．金属棒损失的机械能为mgh －12m v 2 B ．金属棒克服安培力做的功为B 2L 2v h R sin θC ．电阻R 上产生的焦耳热为mgh －Fh sin θD ．电阻R 通过的电荷量为BLh R tan θ二、计算题(本题共4小题，共52分)13．(10分)(2019·江西上饶市重点中学六校第一次联考)如图12所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度B ＝2 T ．小球1带正电，小球2不带电，静止放置于固定的水平悬空支架上．小球1向右以v 1＝12 m/s 的水平速度与小球2正碰，碰后两小球粘在一起在竖直平面内做匀速圆周运动，两小球速度水平向左时离碰撞点的距离为2 m ．碰后两小球的比荷为4 C/kg.(取g ＝10 m/s 2)图12(1)电场强度E 的大小是多少？(2)两小球的质量之比m 2m 1是多少？14．(12分)(2019·山东聊城市二模)如图13所示，两根足够长的光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的绝缘斜面上，导轨宽度为L ，下端接有阻值为R 的电阻，导轨处于方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中．轻绳一端跨过光滑轻质定滑轮，悬吊质量为m 的小物块，另一端平行于导轨系在质量为m的金属棒的中点，现将金属棒从PQ位置由静止释放，金属棒与导轨接触良好且电阻均忽略不计，重力加速度为g.图13(1)求金属棒匀速运动时的速度大小；(2)若金属棒速度为v0且距离导轨底端x时开始计时，磁场的磁感应强度B的大小随时间t发生变化，使回路中无电流，请推导出磁感应强度B的大小随时间t变化的关系式．15.(14分)(2020·安徽安庆市调研)如图14所示，水平面上两固定平行光滑金属导轨间距为L，左端用导线连接阻值为R的电阻，在间距为d的虚线MN、PQ之间，存在方向垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度大小只随着与MN的距离变化而变化，质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置，在大小为F的水平恒力作用下由静止开始向右运动，到达虚线MN时的速度为v0.此后恰能以加速度a在磁场中做匀加速运动．导轨电阻不计，导体棒始终与导轨接触良好．求：图14(1)磁场左边缘MN处的磁感应强度大小B；(2)导体棒通过磁场区域过程中，电路中产生的焦耳热Q.16.(16分)间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图15所示，倾角为θ的导轨处于大小为B1，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅰ中，水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3m的“联动双杆”(由两根长为l的金属杆cd和ef，用长度为L的刚性绝缘杆连接而成)，在“联动双杆”右侧存在大小为B2，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ，其长度大于L，质量为m，长为l的金属杆ab，从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进入水平导轨(无能量损失)，杆ab与“联动双杆”发生碰撞后杆ab和cd合在一起形成“联动三杆”，“联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间Ⅱ并从中滑出，运动过程中，杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直．已知杆ab、cd和ef电阻均为R＝0.02 Ω，m＝0.1 kg，l＝0.5 m，L＝0.3 m，θ＝30°，B1＝0.1 T，B2＝0.2 T，g＝10 m/s2，不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应．求：图15(1)杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小v0；(2)“联动三杆”进入磁场区间Ⅱ前的速度大小v；(3)“联动三杆”滑过磁场区间Ⅱ过程中产生的焦耳热Q.答案精析1．B2．B [三角形线框匀速进入磁场的过程，由电流表达式I ＝BL v R可知，有效长度先增大后减小，则电流先增大后减小，而方向由楞次定律知为顺时针(负向)；三角形线框完全进入磁场后，磁通量不变，则无感应电流；三角形线框匀速出磁场的过程，同理，由I ＝BL v R可知电流先增大后减小，方向为逆时针(正向)；综合三个过程可知选B.]3．B [因B ＝0.08t ＋1.6 (T)，则ΔB Δt ＝0.08 T/s ， 线圈内产生的感应电动势：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt·S ＝200×0.08×0.625 V ＝10 V ， S 闭合后，电路中电流I ＝E R 1＋R 2＋r ＝104.5＋5＋0.5A ＝1 A ，则线圈两端M 、N 两点间的电压为U ＝I (R 1＋R 2)＝9.5 V ，故A 正确；穿过线圈的磁通量垂直纸面向里增加，根据楞次定律，线圈中的电流方向为逆时针，故B 错误；由于R 1＋R 2>r ，且R 2>r ，若将电阻R 1短路，外电路电阻减小，则该电路的输出功率变大，故C 正确；电容器与电阻R 2并联，两板间电压U 2＝IR 2＝5 V ，断开S 后，通过R 2的电荷量为Q ＝CU 2＝500×10－6×5 C ＝2.5×10－3 C ，故D 正确．]4．C [当F f ＝μBIL ＝μBLkt <mg 时，棒沿导轨向下加速；当F f ＝μBLkt >mg 时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为：F f ＝μBLkt ；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为：F f ＝mg ，故选项C 正确．]5．D [金属杆绕其端点在磁场中转动时产生的电动势大小为：E ＝Br v ＝Br ωr 2＝12Br 2ω，所以产生的电动势恒定，电流恒定，由于磁场方向垂直纸面向里，由右手定则可知电流的方向为OPQMO ，故A 、C 错误；通过OM 的电荷量q ＝ΔΦR ＝B ΔS R ＝B ·πr 24R ＝B πr 24R，故B 错误；由闭合电路欧姆定律得：I ＝E R ＝Br 2ω2R ，金属杆OM 的热功率为：P ＝I 2R ＝B 2r 4ω24R，故D 正确．] 6．D [两线圈质量相同，周长之比为1∶2，则横截面积之比为2∶1，根据R ＝ρl S可知，电阻之比为R 1∶R 2＝1∶4.根据E ＝BL v ，可得Q ＝I 2Rt ＝E 2R ·L v ＝B 2L 3v R可知甲、乙两线圈的热量之比为1∶2，选项A 错误；q ＝It ＝BL 2R，则甲、乙两线圈的电荷量之比为1∶1，选项B 错误；由I ＝E R ＝BL v R 可知甲、乙两线圈的电流之比为2∶1，选项C 错误；由P ＝E 2R ＝B 2L 2v 2R可知，甲、乙两线圈的热功率之比为1∶1，选项D 正确．]7．C [由楞次定律可知0～t 0时间内线圈中的感应电流方向为逆时针方向，t 0～2t 0时间内线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故A 、B 错误；根据法拉第电磁感应定律：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ΔtS ，可知0～t 0时间内感应电动势大小是t 0～2t 0时间内的12，感应电流为I ＝E R，所以0～t 0时间内R 的电流是t 0～2t 0时间内R 的电流的12，故C 正确，D 错误．] 8．C [磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，图A 、B 、D中a 和b 两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压为：U ＝E 4＝BL v 4，图C 中a 、b 两点间电势差为路端电压：U ＝3E 4＝3BL v 4，图C 中线框上的a 、b 两点间电势差绝对值最大，故选C.]9．AC [根据自由落体运动的规律v 2＝2g (h －R )，解得圆环刚进入磁场的瞬间，速度v ＝2g (h －R )，选项A 正确；根据功能关系，圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为2mgR ，选项B 错误；圆环进入磁场的过程中，通过圆环某个横截面的电荷量为q ＝ΔΦr ＝πR 2B r，选项C 正确；圆环进入磁场的过程中，切割磁感线的有效长度不断变化，受到的安培力大小不断变化，不能做匀速直线运动，选项D 错误．]10．AD [金属棒所受的安培力F 安＝BIL ＝B 2L 2v R ，则加速度为a ＝F －F 安m，则随着速度增大，安培力增大，加速度减小，而当加速度减为零时，速度达到最大，此后做匀速直线运动，故金属棒做加速度减小的变加速直线运动至匀速直线运动，故A 正确；克服安培力做的功等于电路中产生的电能，故D 正确；对棒的运动过程由动能定理得W F －W 安＝ΔE k ，而W 安＝Q ，即外力F 对ab 做的功等于电阻R 产生的焦耳热和ab 增加的动能，可得W F >W 安，则做功的功率P F >P 安，故B 、C 错误．]11．BCD [导体AC 有效切割的长度等于半圆的直径2L ，导体AC 切割磁感线产生感应电动势的大小为：E ＝B ·2L ·v ＝2BL v ，AC 相当于电源，其两端的电压是外电压，由闭合电路欧姆定律得：U AC ＝R 0R 0＋r E ＝2BL v R 0R 0＋r ，故A 错误；此时电阻R 0的热功率为P ＝(2BL v R 0＋r )2R 0＝4B 2L 2v 2R 0(R 0＋r )2，选项B 正确；若导体做匀加速运动，则平均速度等于v 2，但是由于导体AC 做加速度减小的加速运动，根据运动图象可知，此过程中的位移大于做匀加速过程的位移，则此过程中导体AC的平均速度大于v 2，选项C 正确；根据q ＝ΔΦR 总可知此过程中通过电阻R 0的电荷量为q ＝2BLd R 0＋r，选项D 正确．]12．AD [金属棒在滑下高度h 时的速度大小为v ，重力势能减少mgh ，动能增加12m v 2，金属棒损失的机械能为mgh －12m v 2，故A 正确；金属棒从静止开始速度逐渐增大为v ，安培力从0逐渐增大到B 2L 2v R cos θ，金属棒克服安培力做的功小于B 2L 2v h R sin θ，故B 错误；由能量守恒定律得知，金属棒损失的机械能等于恒力F 做的功与安培力做的功之和，电阻R 上产生的焦耳热等于金属棒克服安培力做功，所以电阻R 上产生的焦耳热为mgh －12m v 2－Fh sin θ，故C 错误；根据法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ，I ＝E R ，q ＝I Δt ，联立得q ＝ΔΦR ＝BLh R tan θ，故D 正确．] 13．(1)2.5 N/C (2)12解析 (1)碰后有(m 1＋m 2)g ＝qE又q m 1＋m 2＝4 C/kg 解得E ＝2.5 N/C(2)以向右为正方向，由动量守恒定律得：m 1v 1＝(m 1＋m 2)v 2q v 2B ＝(m 1＋m 2)v 22r由题意可知：r ＝1 m联立代入数据解得：m 2m 1＝12. 14．(1)mgR 2B 02L 2 (2)B ＝8B 0x 8x ＋8v 0t ＋gt 2解析 (1)金属棒匀速运动时，对物块：F T ＝mg对金属棒有：F 安＋mg sin 30°＝F T又：F 安＝B 0IL由欧姆定律：I ＝E R ＝B 0L v R联立解得：v ＝mgR 2B 02L 2 (2)当回路中没有电流时，金属棒不受安培力对金属棒：F T ′－mg sin 30°＝ma对物块：mg －F T ′＝ma回路中无电流，回路中的磁通量不变，则：B 0Lx ＝BL (x ＋v 0t ＋12at 2) 联立解得：B ＝8B 0x 8x ＋8v 0t ＋gt 2. 15．(1)1L (F －ma )(R ＋r )v 0(2)(F －ma )d 解析 (1) 导体棒刚进磁场时产生的电动势为：E ＝BL v 0由闭合电路欧姆定律有：I ＝E R ＋r又F 安＝ILB可得：F 安＝B 2L 2v 0R ＋r由牛顿第二定律有：F －F 安＝ma解得：B ＝1L (F －ma )(R ＋r )v 0； (2)导体棒穿过磁场过程，由牛顿第二定律有：F －F 安＝ma可得 F 安＝F －ma ，F 、a 、m 恒定，则安培力 F 安恒定，导体棒克服安培力做功为： W ＝F 安d故电路中产生的焦耳热为：Q ＝W解得： Q ＝(F －ma )d .16．(1)6 m/s (2)1.5 m/s (3)0.25 J解析 (1)对杆ab 受力分析，匀速运动时重力沿斜面向下的分力与安培力平衡． 感应电动势E ＝B 1l v 0电流I ＝E R ＋R 2＝E 1.5R 安培力F ＝B 1Il匀速运动条件mg sin θ＝B 12l 2v 01.5R代入数据解得：v 0＝6 m/s(2)杆ab 与“联动双杆”发生碰撞时，由动量守恒定律得m v 0＝4m v解得：v ＝1.5 m/s(3)进入B 2磁场区域过程，设速度变化大小为Δv ，根据动量定理有－B 2I ′l Δt ＝－4m Δv I ′Δt ＝q ＝ΔΦ1.5R ＝B 2Ll 1.5R解得：Δv ＝0.25 m/s出B 2磁场后“联动三杆”的速度为v ′＝v －2Δv ＝1.0 m/s根据能量守恒求得：Q ＝12×4m ×()v 2－v ′2＝0.25 J ．。
2021届(人教版)新高三高考物理一轮复习题型练习卷：电磁感应中的“杆导轨”模型【答案】
电磁感应中的“杆+导轨”模型1.模型分类[典例1] 如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,两导轨间距为L。
导轨上端接有一平行板电容器,电容为C。
导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面。
在导轨上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中始终保持与导轨垂直并良好接触。
已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。
忽略所有电阻。
让金属棒从导轨上端由静止开始下滑。
求:(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。
变式1:如图所示,两平行导轨间距L=0.1 m,足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接,倾斜部分与水平面的夹角θ=30°,垂直斜面向上的磁场的磁感应强度B=0.5 T,水平部分没有磁场。
金属棒ab质量m=0.005 kg,电阻r=0.02 Ω,运动中与导轨良好接触,并且垂直于导轨,电阻R=0.08 Ω,其余电阻不计,当金属棒从斜面上离地高h=1.0 m以上任何地方由静止释放后,在水平面上滑行的最大距离x都是1.25 m。
(取g=10 m/s2)求:(1)棒在斜面上的最大速度。
(2)水平面的动摩擦因数。
(3)从高度h=1.0 m处滑下后电阻R上产生的热量。
[典例2] 间距为L=2 m的足够长的金属直角导轨如图甲所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。
质量均为m=0.1 kg的金属细杆ab,cd与导轨垂直放置形成闭合回路。
杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5,导轨的电阻不计,细杆ab,cd的电阻分别为R1=0.6 Ω,R2=0.4 Ω。
整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50 T、方向竖直向上的匀强磁场中(图中未画出)。
当ab在平行于水平导轨的拉力F作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时,cd 杆也同时从静止开始沿导轨向下运动。
测得拉力F与时间t的关系如图乙所示。
g=10 m/s2。
2021新高考物理(选择性考试)人教版一轮章末检测10 电磁感应 (含解析)
章末检测10电磁感应(时间90分钟满分100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项正确，第9～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)1.如图所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环，不计空气阻力，以下判断正确的是()A．释放圆环，环下落时产生感应电流B．释放圆环，环下落时无感应电流C．释放圆环，环下落时环的机械能不守恒D．以上说法都不正确答案：B2．如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()A．S闭合时，L1亮度不变，L2逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开时，L2立即熄灭，L1逐渐变亮B．S闭合时，L1不亮，L2很亮；S断开时，L1、L2立即熄灭C．S闭合时，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S 断开时，L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭D．S闭合时，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开时，L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭答案：D3.如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右匀速运动时()A．电容器两端的电压为零B．通过电阻R的电流为BL v RC．电容器所带电荷量为CBL vD．为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为B2L2v R答案：C4．如图甲所示，边长为L、总电阻为R的正方形导线框静置于光滑水平面上，cd边正中间有一个很小的豁口PQ，且导线框处于与水平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示．则下列说法正确的是()甲乙A．在0～t0时间内，正方形导线框有收缩的趋势B．在t＝t02时刻，ab边所受安培力大小为B20L32Rt0C．在0～t0时间内P、Q间的电势差为B0L2 t0D．在0～t0时间内，P点电势低于Q点电势答案：C5．如图甲、乙、丙中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动．图甲中的电容器C原来不带电．所有导体棒、导轨电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计．导体棒ab的质量为m.图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨足够长，间距为L.今给导体棒ab一个向右的初速度v0，则()甲乙丙A．三种情况下，导体棒ab最终均静止B．三种情况下，导体棒ab最终都做匀速运动C．图甲、图丙中ab棒最终都向右做匀速运动D．图乙中，流过电阻R的总电荷量为m v0 BL答案：D6．如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个单匝环形导体，环形导体所围的面积为S，在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示．则在0～t0时间内电容器()甲乙A．上极板带正电，所带电荷量为CS（B2－B1）t0B．上极板带正电，所带电荷量为C（B2－B1）t0C．上极板带负电，所带电荷量为CS（B2－B1）t0D．上极板带负电，所带电荷量为C（B2－B1）t0答案：A7.如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，磁场仅限于虚线边界所围的区域，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上．若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场的过程中感应电流i随时间t变化的图象是()A B C D答案：C8.如图所示的匀强磁场中有一根弯成45°的金属线POQ，其所在平面与磁场垂直，长直导线MN与金属线紧密接触，起始时OA＝l0，且MN⊥OQ，所有导线单位长度电阻均为r，MN匀速水平向右运动的速度为v，使MN匀速运动的外力为F，则外力F随时间变化的规律图象正确的是()A B C D答案：C9.如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向上穿进磁场，当AC刚进入磁场时，线框的速度为v，方向与磁场边界成45°，若线框的总电阻为R，则()A．线框穿进磁场过程中，线框中电流的方向为DCBAB．AC刚进入磁场时线框中感应电流为2Ba v RC．AC刚进入磁场时线框所受安培力为2B2a2v RD ．此时C 、D 两端电压为34Ba v解析：线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向外，则感应电流的方向为ABCD 方向，故A 错误；AC 刚进入磁场时CD 边切割磁感线，AD 边不切割磁感线，所以产生的感应电动势E ＝Ba v ，则线框中感应电流为I ＝E R＝Ba v R ，此时CD 两端电压，即路端电压为U ＝34R R E ＝34Ba v ，故B 错误，D 正确；AC 刚进入磁场时线框的CD 边产生的安培力与v 的方向相反，AD 边受到的安培力的方向垂直于AD 向下，它们的大小都是F ＝BIa ，由几何关系可以看出，AD 边与CD 边受到的安培力的方向相互垂直，所以F 合＝2F ＝2B 2a 2v R，C 正确． 答案：CD10．如图甲所示，间距为L 的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，轨道左侧连接一定值电阻R .垂直导轨的导体棒ab 在平行导轨的水平外力F 作用下沿导轨运动，F 随t 变化的规律如图乙所示．在0～t 0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动．图乙中t 0、F 1、F 2为已知量，棒和导轨的电阻不计．则( )甲 乙A ．在t 0以后，导体棒一直做匀加速直线运动B ．在t 0以后，导体棒先做加速，最后做匀速直线运动C ．在0～t 0时间内，导体棒的加速度大小为2（F 2－F 1）R B 2L 2t 0D ．在0～t 0时间内，通过导体棒横截面的电荷量为（F 2－F 1）t 02BL解析：因在0～t 0时间内棒做匀加速直线运动，故在t 0时刻F 2大于棒所受的安培力，在t 0以后，外力保持F 2不变，安培力逐渐变大，导体棒先做加速度减小的加速运动，当加速度a ＝0，即导体棒所受安培力与外力F 2相等后，导体棒做匀速直线运动，故A 错误，B 正确．设在0～t 0时间内导体棒的加速度为a .通过导体棒横截面的电荷量为q ，导体棒的质量为m ，t 0时刻导体棒的速度为v ，则有：a ＝v t 0，F 2－B 2L 2v R ＝ma ，F 1＝ma ，q ＝ΔΦR ，ΔΦ＝B ΔS ＝BL v 2t 0，解得：a ＝（F 2－F 1）R B 2L 2t 0，q ＝（F 2－F 1）t 02BL，故C 错误，D 正确． 答案：BD11．(2019·河北石家庄检测)如图甲所示，质量m ＝3.0×10－3 kg 的金属细框竖直放置在两水银槽中，细框的水平细杆CD 长l ＝0.20 m ，处于磁感应强度大小B 1＝1.0 T 、方向水平向右的匀强磁场中．有一匝数n ＝300、面积S ＝0.01 m 2的线圈通过开关S 与两水银槽相连．线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B 2随时间t 变化的关系如图乙所示．t ＝0.22 s 时闭合开关S ，细框瞬间跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力)，跳起的最大高度h ＝0.20 m ．不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2，下列说法正确的是( )甲 乙A ．0～0.10 s 内线圈中的感应电动势大小为3 VB ．开关S 闭合瞬间，CD 中的电流方向为由C 到DC ．磁感应强度B 2的方向竖直向下D ．开关S 闭合瞬间，通过CD 的电荷量为0.03 C解析：由题图乙可知，0～0.10 s 内，ΔΦ＝ΔBS ＝(1.0－0)×0.01 Wb＝0.01 Wb ，线圈中的感应电动势大小E ＝n ΔΦΔt ＝300×0.010.10V ＝30 V ，选项A 错误；开关S 闭合瞬间，CD 跳起，说明其所受安培力方向竖直向上，由左手定则可知电流方向由C 到D ，由安培定则可知感应电流在线圈中产生的磁场方向竖直向上，结合图乙可知，在t ＝0.22 s 时穿过线圈的磁通量在减少，由楞次定律可判断，磁感应强度B 2方向竖直向上，选项B 正确，C 错误；对细框依据动量定理得B 1Il Δt ＝m v －0，细框向上做竖直上抛运动，则v 2＝2gh ，电荷量Q ＝I Δt ，解得Q ＝m 2gh B 1l ＝3×10－3×2×10×0.201.0×0.20C ＝0.03 C ，选项D 正确． 答案：BD12．如图所示，相距为L 的两足够长平行金属导轨固定在水平面上，整个空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场．磁感应强度为B.导轨上静止有质量为m，电阻为R的两根相同的金属棒ab、cd，与导轨构成闭合回路，金属棒cd左侧导轨粗糙右侧光滑．现用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd，当金属棒cd运动距离为s时速度达到最大，金属棒ab与导轨间的摩擦力也刚好达最大静摩擦力．在此过程中，下列叙述正确的是()A．金属棒cd的最大速度为2FR B2L2B．金属棒ab上的电流方向是由a向bC．整个回路中产生的热量为Fs－2mF2R2 B2L2D．金属棒ab与轨道之间的最大静摩擦力为F答案：AD二、非计算题(共52分)13.(16分)如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻，一质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x＝9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来．已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R 的电荷量q ；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2；(3)外力做的功W F .解析：(1)棒匀加速运动所用时间为t ，有x ＝12at 2， 解得t ＝2x a＝3 s. 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为I －＝E R ＋r ＝Blx t （R ＋r ）＝1.5 A ， 根据电流定义式有q ＝I －t ＝4.5 C.(2)撤去外力前棒做匀加速运动，根据速度公式得末速度为 v ＝at ＝6 m/s ，撤去外力后棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于棒的动能减少量，即Q 2＝ΔE k ＝12m v 2＝1.8 J. (3)根据题意在撤去外力前的焦耳热为Q 1＝2Q 2＝3.6 J 撤去外力前拉力做正功、安培力做负功(其绝对值等于焦耳热Q 1)，重力不做功，共同使棒的动能增大，根据动能定理有ΔE k＝W F－Q1，解得W F＝ΔE k＋Q1＝5.4 J.答案：(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J14．(16分)(2019·安徽马鞍山安检)两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L导轨上面垂直放置两根导体棒a和b，俯视图如图甲所示．两根导体棒的质量均为m，电阻均为R，回路中其余部分的电阻不计．在整个导轨平面内，有磁感应强度大小为B的竖直向上匀强磁场．两导体棒与导轨接触良好且均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，两棒均静止，间距为x0.现给a棒一向右的初速度v0，并开始计时，可得到如图乙所示的Δv-t图象(Δv表示两棒的相对速度，即Δv＝v a－v b)．甲乙(1)试证明：在0～t2时间内，回路产生的焦耳热与磁感应强度B 无关；(2)求t1时刻，棒b的加速度大小；(3)求t2时刻，两棒之间的距离x.解析：(1)t2时刻，两棒速度相等．由动量守恒定律得m v0＝m v＋m v.由能量守恒定律，整个过程中产生的焦耳热Q＝12m v20－12(2m)v2，联立解得Q ＝14m v 20， 所以在0～t 2时间内，回路产生的焦耳热与磁感应强度B 无关．(2)在t 1时刻，Δv ＝v a －v b ＝v 02， 由动量守恒定律，有m v 0＝m v a ＋m v b ，解得：v a ＝34v 0，v b ＝14v 0. 回路中的电动势E ＝34BL v 0－14BL v 0＝12BL v 0， 此时棒b 所受的安培力F ＝BIL ＝B 2L 2v 04R. 由牛顿第二定律，可得棒b 的加速度a ＝F m ＝B 2L 2v 04mR. (3)t 2时刻，两棒速度相同，即v ＝v 02， 0～t 2时间内，对棒b ，由动量定理，有BILt ＝m v －0，即BLq ＝m v ，又q ＝It ＝E 2R t ＝BL （x －x 0）2R ，解得x ＝x 0＋m v 0R B 2L 2. 答案：(1)见解析 (2)B 2L 2v 04mR (3)x 0＋m v 0R B 2L 2 15．(20分)(2019·广西桂林联考)如图所示，金属平行导轨MN 、M ′N ′和金属平行导轨PQR 、P ′Q ′R ′分别固定在高度差为h (数值未知)的水平台面上．导轨MN 、M ′N ′左端接有电源，MN 与M ′N ′的间距为L ＝0.10 m ，线框空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B 1＝0.20 T ；平行导轨PQR 与P ′O ′R ′的间距为L ＝0.10 m ，其中PQ 与P ′Q ′是圆心角为60°、半径为r ＝0.50 m 的圆弧导轨，QR 与Q ′R ′是水平长直导轨，QQ ′右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B 2＝0.40 T ．导体棒a 质量m 1＝0.02 kg ，电阻R 1＝2.0 Ω，放置在导轨MN 、M ′N ′右侧N ′N 边缘处；导体棒b 质量m 2＝0.04 kg ，电阻R 2＝4.0 Ω，放置在水平导轨某处．闭合开关S 后，导体棒a 从NN ′水平抛出，恰能无碰撞地从PP ′处以速度v 1＝2 m/s 滑入平行导轨，且始终没有与棒b 相碰．重力加速度g 取10 m/s 2，不计一切摩擦及空气阻力．求：(1)导体棒b 的最大加速度；(2)导体棒a 在QQ ′右侧磁场中产生的焦耳热；(3)闭合开关S 后，通过电源的电荷量q .解析：(1)设a 棒滑到水平轨道上时的速度为v 2，由动能定理得m 1g (r －r cos 60°)＝12m 1v 22－12m 1v 21， 解得v 2＝3 m/s.因为a 棒刚进磁场时，a 、b 棒中的电流最大，b 棒受力最大，加速度最大，有E ＝B 2L v 2＝0.12 V ，I ＝E R 1＋R 2＝0.126 A ＝0.02 A ， 由牛顿第二定律得，B 2IL ＝m 2a max ，解得a max ＝0.02 m/s 2.(2)两个导体棒在运动过程中，动量守恒、且能量守恒，当两棒的速度相等时回路中的电流为零，此后两棒做匀速运动，两棒不再产生焦耳热．由动量守恒定律得m 1v 2＝(m 1＋m 2)v 3，由动量守恒定律得12m 1v 22＝12(m 1＋m 2)v 23＋Q a ＋Q b . 根据a 、b 棒的串联关系，有Q a Q b ＝R 1R 2， 联立解得Q a ＝0.02 J.(3)设接通开关后，a 棒以速度v 0水平抛出，有v 0＝v 1cos 60°＝1 m/s ，对a 棒冲出过程由动量定理得B 1ILt ＝m 1v 0，即B 1Lq ＝m 1v 0，解得q ＝1 C.答案：(1)0.02 m/s 2 (2)0.02 J (3)1 C。
【2021高考物理】电路与电磁感应、近代物理含答案
2021届高考物理一轮电路与电磁感应、近代物理一、选择题1、如图所示的电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。
R0为定值电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是()2、关于光电效应的实验规律，下列说法正确的是()A．所有的光照射金属都能发生光电效应B．发生光电效应时，对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数就越多C．发生光电效应时，增大入射光的频率，单位时间内发射的光电子数增多D．光照在某金属表面，不发生光电效应时，只要增加入射光的强度，就会发生光电效应3、如图所示，小灯泡的规格“6 V,3 W”，R3＝4 Ω，电源内阻r＝1 Ω。
闭合开关S，灯泡L正常发光，电压表示数为零，电流表示数为1 A，电表均为理想电表，则电源电动势E和电源输出功率P分别为()A．E＝8 V，P＝6 W B．E＝8 V，P＝7 WC．E＝9 V，P＝8 W D．E＝9 V，P＝9 W4、如图所示，10匝矩形金属线框在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′以角速度100 rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5 m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1和L2，且开关S断开时灯泡L1正常发光，电流表示数为0.01 A，则()A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为e＝200sin100t(V)B．灯泡L1的额定功率为2 WC．若开关S闭合，灯泡L1将更亮D．若开关S闭合，电流表示数将增大5、如图所示，两光滑水平放置的平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。
电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计。
现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v 向右匀速运动时()A．电容器两端的电压为零B．通过电阻R的电流为BL v RC．电容器所带电荷量为CBL vD．为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为B2L2v R6、如图所示，竖直长导线通有恒定电流，一矩形线圈abcd可绕其竖直对称轴O1O2转动．线圈绕轴以角速度ω沿逆时针(沿轴线从上往下看)方向匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是()A．t＝0时，线圈产生的感应电动势最大B．0～π2ω时间内，线圈中感应电流方向为abcdaC．t＝π2ω时，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势也为零D．线圈每转动一周电流方向改变一次7、（双选）关于物质波，下列说法正确的是()A．任何运动的物体都伴随着一种波，这种波叫作物质波B．X射线的衍射实验证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管具有波动性，但它们不具有干涉、衍射等现象8、[多选]关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是()A ．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B ．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C ．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D ．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性9、如图所示，R 1为定值电阻、R 2为滑动变阻器，电源的电动势为E 、内阻为r ，电流表、电压表示均为理想表。
(浙江)2021届高考物理：电磁感应(一轮)练习及答案
（浙江）2021届高考物理：电磁感应（一轮）练习及答案专题（一轮）：电磁感应一、选择题1、(多选)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摆动。
金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。
则下列说法中正确的是()A．线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aB．线框中感应电流的方向是d→c→b→a→dC．穿过线框中的磁通量先变大后变小D．穿过线框中的磁通量先变小后变大2、两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是()A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→CB．导体棒CD内有电流通过，方向是C→DC．磁场对导体棒CD的作用力向左D．磁场对导体棒AB的作用力向左3、(多选)如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环。
当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是()A．A中产生逆时针方向的感应电流B．A中产生顺时针方向的感应电流C．A具有收缩的趋势D．A具有扩展的趋势4、如图甲所示，静止在水平面上的等边三角形金属线框，匝数n＝20，总电阻R＝2．5 Ω，边长L＝0．3 m，处在两个半径均为r＝0．1 m的圆形匀强磁场中．线框顶点与右侧圆心重合，线框底边与左侧圆直径重合．磁感应强度B1垂直水平面向外，B2垂直水平面向里；B1、B2随时间t的变化图线如图乙所示．线框一直处于静止状态．计算过程中取π＝3，下列说法中正确的是()A．线框具有向左运动的趋势B．t＝0时刻穿过线框的磁通量为0．5 WbC．t＝0．4 s时刻线框中感应电动势为1．5 VD．0～0．6 s内通过线框截面电荷量为0．36 C5、如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈的面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是()A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向B．电阻R两端的电压随时间均匀增大C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4 WD．前4 s内通过R的电荷量为4×10－4 C6、(2019·全国卷Ⅱ)(多选)如图所示，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。
2021届一轮高考物理：电路与电磁感应、近代物理基础练习含答案
2021届一轮高考物理：电路与电磁感应、近代物理基础练习含答案专题：电路与电磁感应、近代物理一、选择题1、(2019·高三考试大纲调研卷)（多选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n2＝101，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、工作时内阻为2 Ω的电动机。
闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为1 A，则下列不正确的是()A．副线圈两端电压为22 2 VB．电动机输出的机械功率为12 WC．通过电动机的交流电频率为100 HzD．若电动机突然卡住不转，原线圈输入功率变大2、（双选）如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，下列说法正确的是()A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C．电流表A的读数变小，电压表V的读数变大D．电流表A的读数变大，电压表V的读数变小3、(2019·福建漳浦模拟)（双选）健身车的磁控阻力原理如图所示，在铜质飞轮的外侧有一些磁铁(与飞轮不接触)，人在健身时带动飞轮转动，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离。
则()A．飞轮受到阻力大小与其材料密度有关B．飞轮受到阻力大小与其材料电阻率无关C．飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，其受到的阻力越大D．磁铁与飞轮间距不变时，飞轮转速越大，其受到阻力越大4、（双选）将一总电阻为1 Ω、匝数n＝4的线圈放在匀强磁场中，已知磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按下图所示规律变化，则()A．在0～8 s内与8～10 s内线圈中的电流方向相同B．在0～8 s内通过线圈截面的电荷量为8 CC．在8～10 s内线圈中感应电动势为1 VD．线圈中产生的交变电流的有效值为2 APu核静止在匀强磁场中，该核沿与磁场垂直的方向放出x 5、有一钚的同位素23994粒子后，变成铀(U)的一个同位素原子核．铀核与x粒子在该磁场中的旋转半径之比为146，则()A．放出的x粒子是42HeB．放出的x粒子是 0－1eC．该核反应是核裂变反应D．x粒子与铀核在磁场中的旋转周期相等6、(2019·洛阳模拟)（双选）某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，四个电表均为理想电表。
2021届高考物理新课标一轮复习专题精讲精练之电磁感应定律及应用Word版含答案
电磁感应定律及应用一、单项选择题（每题4分，共16分）1．(2021·山东高考)将一段导线绕成图1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Ⅰ中。
回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。
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变化的图像是()图12. (2021·新课标全国卷Ⅱ)如图2，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d＞L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。
导线框以某一初速度向右运动。
t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。
下列v -t图像中，可能正确描述上述过程的是()图23．(2021·荆门月考)如图3所示，半径为L＝1 m的金属圆环，其半径Oa是铜棒，两者电阻均不计且接触良好。
今让Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝10 rad/s匀速转动，圆环处于垂直于环面，磁感应强度为B＝2 T 的匀强磁场中。
从圆心O引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n1∶n2＝1∶4的抱负变压器原线圈两端。
则接在副线圈两端的抱负电压表的示数为()图3A．40 V B．20 VC．80 V D．0 V4．(2021·黄山模拟)如图4所示，竖直放置的平行金属导轨EF和GH两部分导轨间距为2L，IJ和MN两部分导轨间距为L。
整个装置都处在磁感应强度为B，方向水平向里的匀强磁场中，两金属杆ab、cd可在导轨上无摩擦滑动，且与导轨接触良好。
平行金属导轨之间还连接一个电容为C的电容器，如图所示。
已知金属杆ab质量为2m，电阻为2R；金属杆cd的质量为m，电阻为R；金属导轨电阻忽视不计。
现对金属杆ab 施加一个竖直向上的作用力F使其以速度v匀速向上运动，此时cd处于静止状态，则下列说法正确的是()图4A．电容器左极板积累电子B．电容器极板上的电荷量为CBL vC．匀强磁场对两个金属杆施加安培力大小相等D．竖直向上的力F＝4mg二、双项选择题（每题6分，共30分）5. (2021·深圳南山区期末)如图5所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽视的自感线圈。
2021届高考物理一轮巩固练习：电磁感应含答案
2021届高考物理一轮巩固练习：电磁感应含答案复习：电磁感应一、选择题1、如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计。
MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R。
整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里)。
现对MN施力使它沿导轨方向以速度v水平向右做匀速运动。
令U表示MN两端电压的大小，下列说法正确的是()A．U＝12Bl v，流过固定电阻R的感应电流由b经R到dB．U＝Bl v，流过固定电阻R的感应电流由d经R到bC．MN受到的安培力大小F A＝B2l2v2R，方向水平向右D．MN受到的安培力大小F A＝B2l2vR，方向水平向左2、如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈．工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则()A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化3、(多选)磁悬浮高速列车在我国已投入运行数年。
如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。
将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则()A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在C．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看)D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向(从上往下看)4、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0．3 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0．9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则()A．W1<W2，q1<q2B．W1<W2，q1＝q2C．W1>W2，q1＝q2D．W1>W2，q1>q25、如图所示，ab为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a 点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a 点良好接触。
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2021届一轮高考物理：电磁感应习题（含）答案一轮专题：电磁感应一、选择题1、(多选)如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出。
已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是( )A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能D．整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能2、1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)．它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机．图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触．使铜盘转动，电阻R中就有电流通过．若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直，下列说法正确的是( )A．电阻R中没有电流流过B．铜片C的电势高于铜片D的电势C．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生D．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则CRD回路中有电流产生3、(多选)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。
套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。
导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。
下列说法正确的是( )A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动D．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动4、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0．3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0．9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则( )A．W1<W2，q1<q2B．W1<W2，q1＝q2C．W1>W2，q1＝q2D．W1>W2，q1>q25、(多选)如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。
下面说法正确的是( )A．闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常B．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮C．闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样亮D．断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭6、如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则( )A．电路中感应电动势的大小为Blv sin θB．电路中感应电流的大小为Bvsin θrC．金属杆所受安培力的大小为B2lvsin θrD．金属杆的热功率为B2lv2 rsin θ7、(多选)如图所示，水平面上固定一个顶角为60°的光滑金属导轨MON，导轨处于磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中。
质量为m的导体棒CD与∠M ON的角平分线垂直，导轨与棒单位长度的电阻均为r。
t＝0时刻，棒CD在水平外力F的作用下从O点以恒定速度v0沿∠MON的角平分线向右滑动，在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。
若棒与导轨均足够长，则( )A．流过导体棒的电流I始终为Bv0 3rB．F随时间t的变化关系为F＝23B2v209rtC．t0时刻导体棒的发热功率为23B2v3027rt0D．撤去F后，导体棒上能产生的焦耳热为12m v208、(双选)如图所示，在水平面内固定有两根相互平行的无限长光滑金属导轨，其间距为L，电阻不计。
在虚线l1的左侧存在竖直向上的匀强磁场，在虚线l2的右侧存在竖直向下的匀强磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为B。
ad、bc两根电阻均为R的金属棒与导轨垂直，分别位于两磁场中，现突然给ad棒一个水平向左的初速度v0，在两棒达到稳定的过程中，下列说法正确的是( )A．两金属棒组成的系统的动量守恒B．两金属棒组成的系统的动量不守恒C．ad棒克服安培力做功的功率等于ad棒的发热功率D．ad棒克服安培力做功的功率等于安培力对bc棒做功的功率与两棒总发热功率之和*9、如图所示，光滑斜面的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为l1，bc边的边长为l2，线框的质量为m，电阻为R，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物质量为M．斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab边始终平行于底边，则下列说法正确的是( )A．线框进入磁场前运动的加速度为Mg－mgsin θmB．线框进入磁场时匀速运动的速度为(Mg－mgsin θ)RBl1C．线框做匀速运动的总时间为B2l21Mg－mgRsin θD．该匀速运动过程中产生的焦耳热为(Mg－mgsin θ)l2*10、(多选)一个水平固定的金属大圆环A，通有恒定的电流，方向如图所示。
现有一小金属环B自A环上方落下并穿过A环，B环在下落过程中始终保持水平，并与A 环共轴，那么在B环下落过程中( )A．B环中感应电流方向始终与A环中电流方向相反B．B环中感应电流方向与A环中电流方向先相反后相同C．经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流最大D．经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流为零*11、图中L是线圈，D1、D2是发光二极管(电流从“＋”极流入才发光)．闭合S，稳定时灯泡正常发光，然后断开S瞬间，D2亮了一下后熄灭．则( )A．如图是用来研究涡流现象的实验电路B．开关S闭合瞬间，灯泡立即亮起来C．开关S断开瞬间，P点电势比Q点电势高D．干电池的左端为电源的正极二、非选择题1、电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度．电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为θ．一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动、铝条相对磁铁运动相同．磁铁端面是边长为d的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，铝条的高度大于d，电阻率为ρ．为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为g．(1)求铝条中与磁铁正对部分的电流I；(2)若两铝条的宽度均为b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度v的表达式；(3)在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度b′>b的铝条，磁铁仍以速度v进入铝条间，试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化．2、在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1 500 匝，横截面积S＝20cm2，螺线管导线电阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，C＝30μF，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，求：甲乙(1)求螺线管中产生的感应电动势？(2)闭合S，电路中的电流稳定后，求此时全电路电流的方向(顺时针还是逆时针)?(3)闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率？(4)闭合S，电路中的电流稳定后，求电容器的电荷量？2021届一轮高考物理：电磁感应习题（含）答案一轮专题：电磁感应一、选择题1、(多选)如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出。
已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是( )A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能D．整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能AC[产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，故选项B、D错误；线框进入和穿出磁场的过程中磁通量发生变化，产生了感应电流，故选项A正确；在产生感应电流的过程中线框消耗了机械能，故选项C正确。
]2、1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)．它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机．图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触．使铜盘转动，电阻R中就有电流通过．若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直，下列说法正确的是( )A．电阻R中没有电流流过B．铜片C的电势高于铜片D的电势C．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生D．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则CRD回路中有电流产生解析：选C．根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此在圆盘中电流方向为从C向D，由于圆盘在切割磁感线时相当于电源，所以D处的电势比C 处高，A、B错误；保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则穿过铜盘的磁通量发生变化，故铜盘中有感应电流产生，但是此时不再切割磁感线，所以CD不能当成电源，故CRD回路中没有电流产生，C正确，D错误．3、(多选)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。
套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。
导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。
下列说法正确的是( )A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动D．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动CD[由右手定则知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强；由楞次定律知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则知，ab棒中感应电流方向由a→b；由左手定则知，ab棒受的安培力方向向左，将向左运动，故A错误，D正确。
同理可知，若圆盘顺时针减速转动时，则ab棒将向右运动，选项C正确。
当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电流，则将不会运动，故B错误。