专题11 电磁感应定律及其应用(命题猜想)-2017年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)

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2017年高考物理试题分类汇编及答案解析《电磁感应》

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电磁感应1．【2017·新课标Ⅰ卷】扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。

为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。

无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是【答案】A【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化.在A图中系统振动时在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力,阻碍系统的振动，故A 正确；而BCD三个图均无此现象,故错误.【考点定位】感应电流产生的条件【名师点睛】本题不要被题目的情景所干扰,抓住考查的基本规律，即产生感应电流的条件，有感应电流产生,才会产生阻尼阻碍振动。

2．【2017·新课标Ⅲ卷】如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。

金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向，下列说法正确的是A．PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向【答案】D【考点定位】电磁感应、右手定则、楞次定律【名师点睛】解题关键是掌握右手定则、楞次定律判断感应电流的方向，还要理解PQRS中感应电流产生的磁场会使T中的磁通量变化，又会使T中产生感应电流。

09电磁感应现象及电磁感应规律的应用(高考押题)-2017年高考物理考纲解读与热点难点突破含解析

1。

如图1所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l＝1 m，c、d间,d、e间，c、f间分别接着阻值R＝10 Ω的电阻。

一阻值R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。

下列说法中正确的是()图1A．导体棒ab中电流的流向为由b到aB．c、d两端的电压为2 VC．d、e两端的电压为1 VD．f、e两端的电压为1 V答案D2.边长为a的正三角形金属框架的左边竖直且与磁场右边界平行，该框架完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。

现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图2所示，则下列图象与这一过程相符合的是（）图2解析该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，根据几何关系有l有＝错误!x，所以E电动势＝Bl有v＝错误!Bvx∝x，选项A错误，B正确；F外力＝错误!＝错误!∝x2,选项C错误；P外力功率＝F外力v∝x2,选项D错误。

学&科网答案B3。

如图4所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。

把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘,铜盘安装在水平的铜轴上,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，G为灵敏电流表。

现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动，则下列说法中正确的是( ）图4A．C点电势一定高于D点电势B．圆盘中产生的感应电动势大小为错误!Bωr2C．电流表中的电流方向为由a到bD．若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中可以产生涡旋电流答案BD4。

如图5所示，一边长为l＝2a的正方形区域内分布着方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场.一边长为a、电阻为R的正方形线框置于磁场左侧，且线框右边与磁场左边界平行，距离为a，现给该正方形线框施加一水平向右的拉力，使其沿直线匀速向右运动，则以下关于线框受到的安培力、产生的感应电流随时间变化的图象正确的是（以水平向左的方向为安培力的正方向，以逆时针方向为电流的正方向)( ）图5答案 BD5．如图6甲所示,一单匝圆形闭合导线框半径为r ，线框电阻为R ，连接一交流电流表（内阻不计)。

专题11 电磁感应定律及其应用(命题猜想)-2018年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)

【考向解读】电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考命题频率最高的内容之一。

题型多为选择题、计算题。

主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。

本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题，其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。

复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算，还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。

预测高考基础试题重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题．综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识．主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等．此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。

【命题热点突破一】电磁感应图象问题例1、【2017·新课标Ⅲ卷】如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。

金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。

现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向【变式探究】【2016·四川卷】如图1-所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv(F0、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为F A，电阻R两端的电压为U R，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图像可能正确的有()图1-图1-【变式探究】(2015·高考山东卷)如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化．规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压u ab为正，下列u ab－t图象可能正确的是( )甲乙A BC D【变式探究】如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上．从t＝0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域．用I表示导线框中的感应电流(以逆时针方向为正)．则下列表示I－t关系的图线中，正确的是( )【总结提升】分析电磁感应图象问题要注意的四点(1)注意初始时刻的特征，如初始时刻感应电流是否为零，感应电流的方向如何．(2)注意看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象变化相对应．(3)注意观察图象的变化趋势，看图象斜率的大小、图象的曲直是否和物理过程相对应．(4)优先采取排除法．【命题热点突破二】电磁感应电路问题的分析与计算例2、【2017·江苏卷】（15分）如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻．质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v．导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆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）MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小l；（2）MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；（3）PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P．【变式探究】【2016·全国卷Ⅲ】如图所示，M为半圆形导线框，圆心为O M；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O M 和O N的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则()图1-A ．两导线框中均会产生正弦交流电B ．两导线框中感应电流的周期都等于TC ．在t ＝T 8时，两导线框中产生的感应电动势相等 D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【变式探究】(2015·高考安徽卷)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sin Blv θ B ．电路中感应电流的大小为sin Bv rθ C ．金属杆所受安培力的大小为2sin lv rB θ D ．金属杆的热功率为22sin l r v B θ 【变式探究】如图所示，用同种电阻丝制成的正方形闭合线框1的边长与圆形闭合线框2的直径相等，m 和n 是1线框下边的两个端点，p 和q 是2线框水平直径的两个端点，1和2线框同时由静止开始释放并进入上边界水平、足够大的匀强磁场中，进入过程中m 、n 和p 、q 连线始终保持水平．当两线框完全进入磁场以后，下面说法正确的是( )A ．m 、n 和p 、q 电势的关系一定有U m ＜U n ，U p ＜U qB ．m 、n 和p 、q 间电势差的关系一定有U mn ＝U pqC ．进入磁场过程中流过1和2线框的电荷量Q 1＞Q 2D ．进入磁场过程中流过1和2线框的电荷量Q 1＝Q 2【方法技巧】解决电磁感应中电路问题的思路(1)“源”的分析：用法拉第电磁感应定律算出E 的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向(感应电流方向是电源内部电流的方向)，从而确定电源正负极，明确内阻r .(2)“路”的分析：根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路．(3)根据E ＝BLv 或E ＝n ΔФΔt，结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解．【命题热点突破三】电磁感应过程中的动力学问题例3、【2016·全国卷Ⅰ】如图1-，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab (仅标出a 端)和cd (仅标出c 端)长度均为L ，质量分别为2m 和m ；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca ，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于斜面向上，已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R ，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g ，已知金属棒ab 匀速下滑．求：( )(1)作用在金属棒ab 上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小．图1-【变式探究】如图甲所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y 轴方向没有变化，沿x 轴方向B 与x 成反比，如图乙所示．顶角θ＝45°的光滑金属长导轨MON 固定在水平面内，ON 与x 轴重合，一根与ON 垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨向右滑动，导体棒在滑动过程中始终与导轨接触．已知t ＝0时，导体棒位于顶点O 处，导体棒的质量为m ＝1 kg ，回路接触点总电阻恒为R ＝0.5 Ω，其余电阻不计．回路电流I 与时间t 的关系如图丙所示，图线是过原点的直线．求：(1)t＝2 s时回路的电动势E；(2)0～2 s时间内流过回路的电荷量q和导体棒的位移x1；(3)导体棒滑动过程中水平外力F的瞬时功率P(单位：W)与横坐标x(单位：m)的关系式．【总结提升】电磁感应中的动力学问题的解题思路(1)找准主动运动者，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向．(2)根据等效电路图，求解回路中电流的大小及方向．(3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响，从而推理得出对电路中的电流有什么影响，最后定性分析导体棒的最终运动情况．(4)列牛顿第二定律或平衡方程求解．【命题热点突破四】用动力学和能量观点解决电磁感应综合问题例4、【2017·北京卷】（20分）发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。

专题11 电磁感应定律及其应用(仿真押题)-2018年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)

1.如图1所示，铜线圈水平固定在铁架台上，铜线圈的两端连接在电流传感器上，传感器与数据采集器相连，采集的数据可通过计算机处理，从而得到铜线圈中的电流随时间变化的图线.利用该装置探究条形磁铁从距铜线圈上端某一高度处由静止释放后，沿铜线圈轴线竖直向下穿过铜线圈的过程中产生的电磁感应现象.两次实验中分别得到了如图甲、乙所示的电流－时间图线.条形磁铁在竖直下落过程中始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计.则下列说法中正确的是()图1A.若两次实验条形磁铁距铜线圈上端的高度不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度大于乙图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度B.若两次实验条形磁铁的磁性强弱不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁的磁性比乙图对应实验条形磁铁的磁性强C.甲图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能小于乙图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能D.两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下2.如图所示，质量为m的金属线框A静置于光滑水平面上，通过细绳跨过定滑轮与质量为m的物体B 相连，图中虚线内为一水平匀强磁场，d表示A与磁场左边界的距离，不计滑轮摩擦及空气阻力，设B下降h(h>d)高度时的速度为v，则以下关系中能够成立的是()A．v2＝ghB．v2＝2ghC．A产生的热量Q＝mgh－mv2D．A产生的热量Q＝mgh－12mv23.(多选)高频焊接技术的原理如图3(a)所示.线圈接入图(b)所示的正弦式交流电(以电流顺时针方向为正)，圈内待焊接工件形成闭合回路.则()图3A.图(b)中电流有效值为IB.0～t1时间内工件中的感应电流变大C.0～t1时间内工件中的感应电流方向为逆时针D.图(b)中T越大，工件温度上升越快4.图4在竖直平面内固定一根水平长直导线，导线中通以如图4所示方向的恒定电流.在其正上方(略靠后)由静止释放一个闭合圆形导线框.已知导线框在下落过程中始终保持框平面沿竖直方向.在框由实线位置下落到虚线位置的过程中()A.导线框中感应电流方向依次为：顺时针→逆时针→顺时针B.导线框的磁通量为零时，感应电流也为零C.导线框所受安培力的合力方向依次为：向上→向下→向上D.导线框产生的焦耳热等于下落过程中框损失的重力势能5.如图5所示，用均匀导线做成边长为0.2m的正方形线框，线框的一半处于垂直线框向里的有界匀强磁场中.当磁场以20T/s的变化率增强时，a、b两点间电势差的大小为U，则()图5A.φa<φb，U＝0.2VB.φa>φb，U＝0.2VC.φa<φb，U＝0.4VD.φa>φb，U＝0.4V6.如图6甲所示，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内.左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化.规定内圆环a端电势高于b 端时，a 、b 间的电压u ab 为正，下列u ab －t 图象可能正确的是( )图67．(多选)如图甲是矩形导线框，电阻为R ，虚线左侧线框面积为S ，右侧面积为2S ，虚线左右两侧导线框内磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设垂直线框向里的磁场为正，则关于线框中0～t 0时间内的感应电流的说法正确的是( )A ．感应电流的方向为顺时针方向B ．感应电流的方向为逆时针方向C ．感应电流的大小为B 0SRt 0D ．感应电流的大小为3B 0SRt 08.如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接电阻R ，宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B ，Ⅰ和Ⅱ之间无磁场．一导体棒两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好接触，导体棒从距区域Ⅰ上边界H 处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻R 上的电流及其变化情况相同．下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是( )9．(多选)如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场，MN 的左侧有一质量m＝0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长L1＝0.2 m，电阻R＝2 Ω.t＝0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示．则()A．恒定拉力大小为0.05 NB．线圈在第2 s内的加速度大小为1 m/s2C．线圈ab边长L2＝0.5 mD．在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C10．如图甲所示，在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1与L2、L3与L4之间均存在着匀强磁场，磁感应强度的大小均为1 T，方向垂直于竖直平面向里．现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置(cd边与L1重合)由静止释放，速度随时间变化的图象如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，t2～t3之间的图线为与t轴平行的直线，t1～t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈始终位于竖直平面内．(重力加速度g取10 m/s2)则()A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为2.5 CB．线圈匀速运动的速度为8 m/sC．线圈的长度ad＝1 mD．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2 J11．(多选)如图xOy 平面为光滑水平面，现有一长为d ，宽为L 的线框MNPQ 在外力F 作用下，沿x 轴正方向以速度v 做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B ＝B 0cos πd x (式中B 0为已知量)，规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R .t ＝0时刻MN 边恰好在y 轴处，则下列说法正确的是( )A ．外力F 为恒力B ．t ＝0时，外力大小F ＝4B 20L 2vRC ．通过线框的瞬时电流i ＝2B 0Lv cosπvtdRD ．经过t ＝d v ，线框中产生的电热Q ＝2B 20L 2vdR12.如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为37°，导轨间距为 1 m ，电阻不计，导轨足够长．两根金属棒ab 和a ′b ′的质量都是0.2 kg ，电阻都是1 Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度B 的大小相同．让a ′b ′固定不动，将金属棒ab 由静止释放，当ab 下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为8 W ．求：(1)ab 下滑的最大加速度；(2)ab 下落了30 m 高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q 为多大？ (3)如果将ab 与a ′b ′同时由静止释放，当ab 下落了30 m 高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q ′为多大？(g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)13．如图甲所示，平行长直导轨MN 、PQ 水平放置，两导轨间距L ＝0.5 m ，导轨左端M 、P 间接有一阻值R＝0.2 Ω的定值电阻，导体棒ab的质量m＝0.1 kg，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.1，导体棒垂直于导轨放在距离左端为d＝1.0 m处，导轨和导体棒始终接触良好，电阻均忽略不计．整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，t＝0时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，不计感应电流磁场的影响．取重力加速度g＝10 m/s2.(1)求t＝0时棒所受到的安培力F0；(2)分析前3 s时间内导体棒的运动情况并求前3 s内棒所受的摩擦力F f随时间t变化的关系式；(3)若t＝3 s时，突然使ab棒获得向右的速度v0＝8 m/s，同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力F，使棒的加速度大小恒为a＝4 m/s2、方向向左．求从t＝3 s到t＝4 s的时间内通过电阻的电荷量q.14.如图7所示，MN、PQ为足够长的平行导轨，间距L＝0.5m.导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°.NQ⊥MN，NQ间连接有一个R＝3Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0＝1T.将一根质量为m＝0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝2Ω，其余部分电阻不计.现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，当金属棒滑行至cd处时速度大小开始保持不变，cd距离NQ为s＝2m.试解答以下问题：(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)图7(1)金属棒达到稳定时的速度是多大？(2)从静止开始直到达到稳定速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少？(3)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t＝0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则t＝1s时磁感应强度应为多大？15.如图8甲所示，宽为L、倾角为θ的平行金属导轨，下端垂直于导轨连接一阻值为R的定值电阻，导轨之间加垂直于轨道平面的磁场，其随时间变化规律如图乙所示.t＝0时刻磁感应强度为B0，此时，在导轨上距电阻x1处放一质量为m、电阻为2R的金属杆，t1时刻前金属杆处于静止状态，当磁场即将减小到B1时，金属杆也即将开始下滑(金属杆所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力).图8(1)求0～t1时间内通过定值电阻的电荷量；(2)求金属杆与导轨间的最大静摩擦力；(3)若金属杆沿导轨下滑x2后开始做匀速运动，求金属杆下滑x2过程中，电阻R产生的焦耳热.16.如图10所示，两根等高光滑的四分之一圆弧形轨道与一足够长水平轨道相连，圆弧的半径为R0、轨道间距为L1＝1m，轨道电阻不计.水平轨道处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B1＝1T，圆弧轨道处于从圆心轴线上均匀向外辐射状的磁场中，如图所示.在轨道上有两长度稍大于L1、质量均为m＝2kg、阻值均为R＝0.5Ω的金属棒a、b，金属棒b通过跨过定滑轮的绝缘细线与一质量为M＝1kg、边长为L2＝0.2m、电阻r＝0.05Ω的正方形金属线框相连.金属棒a从轨道最高处开始，在外力作用下以速度v0＝5m/s沿轨道做匀速圆周运动到最低点MN处，在这一过程中金属棒b恰好保持静止.当金属棒a到达最低点MN 处被卡住，此后金属线框开始下落，刚好能匀速进入下方h＝1m处的水平匀强磁场B3中，B3＝5T.已知磁场高度H>L2.忽略一切摩擦阻力，重力加速度为g＝10m/s2.求：图10(1)辐射磁场在圆弧处磁感应强度B2的大小；(2)从金属线框开始下落到进入磁场前，金属棒a上产生的焦耳热Q；(3)若在线框完全进入磁场时剪断细线，线框在完全离开磁场B3时刚好又达到匀速，已知线框离开磁场过程中产生的焦耳热为Q1＝10.875J，则磁场的高度H为多少.17．如图，两根形状相同、足够长的光滑金属导轨固定，相互平行，间距为L，两连接点a、b连线垂直于所有导轨，左底端接有阻值为R的电阻，倾斜导轨所在平面与水平面夹角为θ，平面内有磁感应强度为B1、方向垂直于平面向上的匀强磁场；水平导轨在同一水平面，所在区域有磁感应强度为B2、方向竖直向上的匀强磁场．阻值为R、质量为m的相同导体杆A、B，A在倾斜导轨上，B在水平导轨上，都垂直于导轨．开始时，A以初速度v0开始沿倾斜导轨向上滑行，B在外力作用下保持静止；A上滑通过距离x到达最高点时(此时A仍在倾斜导轨上)，B瞬间获得一个水平初速度并在外力作用下以此速度做匀速直线运动(B 始终在水平导轨上并保持与导轨垂直)，A恰能静止在倾斜导轨上．求：(1)在A上滑的过程中，电阻R上产生的热量；(2)B做匀速运动时速度的方向、大小；(3)使B做匀速运动的外力的功率．18.如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只单匝圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m＝0.1 kg，半径为r＝0.1 m，导线单位长度的阻值为ρ＝0.1 Ω/m.金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．金属圈下半部分在磁场外．已知从t＝0时刻起，测得经过10 s丝线刚好被拉断．重力加速度g取10 m/s2.求：(1)导体圆中感应电流的大小及方向；(2)丝线所能承受的最大拉力F；(3)在丝线断前的10 s时间内金属圈中产生的焦耳热Q.19．如图甲所示，弯折成90°角的两根足够长金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成53°角，右导轨平面与水平面成37°角，两导轨相距L＝0.2 m，导轨电阻不计．质量均为m＝0.1 kg的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路．其中金属杆ab的电阻R＝0.2 Ω，金属杆cd的电阻忽略不计，两金属杆与导轨间的动摩擦因数均为μ＝0.5，整个装置处于磁感应强度大小B＝1.0 T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中．t＝0时刻开始，对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab杆以初速度v1沿右导轨平面匀速下滑．t＝1 s后，使ab做匀加速直线运动，t＝2 s后，又使ab杆沿导轨平面匀速下滑．整个过程中cd杆运动的v-t图像如图乙所示(其中第1 s、第3 s内图线为直线)．两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)在第1秒内cd杆受到的安培力的大小；(2)ab杆的初速度v1及第2 s末的速度v2；(3)若第2 s内力F所做的功为9 J，求第2 s内ab杆所产生的焦耳热．20．如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，EG间宽度为FH间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高，ab、cd是质量均为m的金属棒，现让ab从离水平轨道h高处由静止下滑，设导轨足够长．(1)ab、cd棒的最终速度；(2)全过程中感应电流产生的焦耳热．。

高考物理命题猜想与仿真押题专题磁场仿真押题含解析.doc

磁场仿真押题1．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直纸面向里．以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是( ) 错误！未指定书签。

错误！未指定书签。

答案：A2．如图所示，质量为m ＝0.5 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度为L ＝1 m 的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)．右侧回路中，电源的电动势E ＝8 V 、内阻r ＝1 Ω.额定功率为8 W 、额定电压为4 V 的电动机M 正常工作．取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度大小g 取10 m/s 2，则磁场的磁感应强度大小为( ) 错误！未指定书签。

A ．2 T B.1.73 T C ．1.5 T D ．1 T解析：电动机M 正常工作时的电流I 1＝P1U ＝2 A ，电源内阻上的电压U ′＝E －U ＝8 V －4 V ＝4 V ，根据闭合电路欧姆定律得干路中的电流I ＝U′r ＝4 A ，则通过导体棒的电流I 2＝I －I 1＝2 A ，导体棒受力平衡，有BI 2L＝mg sin 37°，得B ＝1.5 T ，故选项C 正确．答案：C3.如图所示，纸面内有宽为L 、水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为m 、电荷量为－q 、速率为v 0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都会聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是(其中B 0＝mv0qL ，A 、C 、D 选项中曲线均为半径是L 的14圆弧，B 选项中曲线为半径是L2的圆弧)( )错误！未指定书签。

错误！未指定书签。

答案：A4.如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd ，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是( )A．ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动B．ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动C．ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动D．ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动错误！未指定书签。

专题11.1 电磁感应题型特点与命题规律-奇招制胜2017年高考物理热点+题型全突破含解析精品

电磁感应是电磁学部分的核心内容，是高考考查的重点和热点内容。

本章内容集中体现了与恒定电流、磁场、力学内容的联系，综合性很强，难度大，特别是从能量的角度分析和解决问题。

本章的知识点并不是很多，但与其它章节的联系却很多，每年的高考题中对这一章的内容均有所涉及。

重点考查的内容主要是导轨上的导体切割磁感线为模型，综合考查电磁感应、恒定电流、磁场、牛顿运动定律、能量的转化和守恒等知识点。

解决问题的思路是，先解决电磁感应部分知识点，即切割磁感线的那部分导体相当于电源，导体的电阻为电源的内电阻；第二是解决恒定电流部分的知识点，即用恒定电流的串并联的知识求电路中的电流；第三是解决磁场部分的知识点，就可以求出通电导体在磁场中受到的安培力，这时，这一类问题已经成为一个力学问题，就可以通过牛顿运动定律或能量的转化和守恒定律的知识来具体求解。

本章即磁场之后继续对考生的空间想象能力进行考查，另外主要考查考生的综合分析应用能力。

利用图象解决物理问题的能力，现在也正成为高考考查比较频繁的内容。

一、本章内容、考试范围及要求二、常见题型展示1. 磁通量、磁通量的变化量的理解与应用2. 右手定则与楞次定律的理解与应用3. 多定则的综合应用4. 法拉第电磁感应定律的理解与应用5. 电磁感应中的四大类问题分析与计算（1）电路问题（2）图像问题（3）力学问题（4）能量问题6. 电磁感应中运动模型：“杆+导轨”模型7. 最近几年高考题考试核心考点与题型：选择题：对磁通量的理解，以及对楞次定律概念的认识和应用，自感、与生活实际想联系。

（2）解答题：导体棒在磁场中运动产生电流，以及与电路、力学、能量等方面的综合问题。

三、近几年高考在本章中的考查特点1. 对法拉第电磁感应定律和楞次定律的理解及应用的考查磁通量是标量，但是在做题时是要规定方向的，这会导致一部分同学做题时出错，忽视掉方向的问题，楞次定律的概念比较难理解，但是可以用十二个字来概括一下“增反减同；增缩减扩；来去拒留”【典例1】(2016·全国卷Ⅱ，20) (多选) 法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。

专题11 电磁感应定律及其应用(仿真押题)-2018年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版附精品解析)

专题11 电磁感应定律及其应用（仿真押题）（原卷版）1.如图1所示，铜线圈水平固定在铁架台上，铜线圈的两端连接在电流传感器上，传感器与数据采集器相连，采集的数据可通过计算机处理，从而得到铜线圈中的电流随时间变化的图线.利用该装置探究条形磁铁从距铜线圈上端某一高度处由静止释放后，沿铜线圈轴线竖直向下穿过铜线圈的过程中产生的电磁感应现象.两次实验中分别得到了如图甲、乙所示的电流－时间图线.条形磁铁在竖直下落过程中始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计.则下列说法中正确的是()图1A.若两次实验条形磁铁距铜线圈上端的高度不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度大于乙图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度B.若两次实验条形磁铁的磁性强弱不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁的磁性比乙图对应实验条形磁铁的磁性强C.甲图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能小于乙图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能D.两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下2.如图所示，质量为m的金属线框A静置于光滑水平面上，通过细绳跨过定滑轮与质量为m的物体B 相连，图中虚线内为一水平匀强磁场，d表示A与磁场左边界的距离，不计滑轮摩擦及空气阻力，设B下降h(h>d)高度时的速度为v，则以下关系中能够成立的是()A．v2＝ghB．v2＝2ghC．A产生的热量Q＝mgh－mv2D．A产生的热量Q＝mgh－12mv23.(多选)高频焊接技术的原理如图3(a)所示.线圈接入图(b)所示的正弦式交流电(以电流顺时针方向为正)，圈内待焊接工件形成闭合回路.则()图3A.图(b)中电流有效值为IB.0～t1时间内工件中的感应电流变大C.0～t1时间内工件中的感应电流方向为逆时针D.图(b)中T越大，工件温度上升越快4.图4在竖直平面内固定一根水平长直导线，导线中通以如图4所示方向的恒定电流.在其正上方(略靠后)由静止释放一个闭合圆形导线框.已知导线框在下落过程中始终保持框平面沿竖直方向.在框由实线位置下落到虚线位置的过程中()A.导线框中感应电流方向依次为：顺时针→逆时针→顺时针B.导线框的磁通量为零时，感应电流也为零C.导线框所受安培力的合力方向依次为：向上→向下→向上D.导线框产生的焦耳热等于下落过程中框损失的重力势能5.如图5所示，用均匀导线做成边长为0.2m的正方形线框，线框的一半处于垂直线框向里的有界匀强磁场中.当磁场以20T/s的变化率增强时，a、b两点间电势差的大小为U，则()图5A.φa<φb，U＝0.2VB.φa>φb，U＝0.2VC.φa<φb，U＝0.4VD.φa>φb，U＝0.4V6.如图6甲所示，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内.左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R 0的电流i 始终向左，其大小按图乙所示规律变化.规定内圆环a 端电势高于b 端时，a 、b 间的电压u ab 为正，下列u ab －t 图象可能正确的是( )图67．(多选)如图甲是矩形导线框，电阻为R ，虚线左侧线框面积为S ，右侧面积为2S ，虚线左右两侧导线框内磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设垂直线框向里的磁场为正，则关于线框中0～t 0时间内的感应电流的说法正确的是( )A ．感应电流的方向为顺时针方向B ．感应电流的方向为逆时针方向C ．感应电流的大小为B 0S Rt 0D ．感应电流的大小为3B 0S Rt 08.如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接电阻R ，宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B ，Ⅰ和Ⅱ之间无磁场．一导体棒两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好接触，导体棒从距区域Ⅰ上边界H 处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻R 上的电流及其变化情况相同．下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是( )9．(多选)如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场，MN 的左侧有一质量m＝0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长L1＝0.2 m，电阻R＝2 Ω.t＝0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示．则()A．恒定拉力大小为0.05 NB．线圈在第2 s内的加速度大小为1 m/s2C．线圈ab边长L2＝0.5 mD．在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C10．如图甲所示，在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1与L2、L3与L4之间均存在着匀强磁场，磁感应强度的大小均为1 T，方向垂直于竖直平面向里．现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置(cd边与L1重合)由静止释放，速度随时间变化的图象如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，t2～t3之间的图线为与t轴平行的直线，t1～t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈始终位于竖直平面内．(重力加速度g取10 m/s2)则()A ．在0～t 1时间内，通过线圈的电荷量为2.5 CB ．线圈匀速运动的速度为8 m/sC ．线圈的长度ad ＝1 mD ．0～t 3时间内，线圈产生的热量为4.2 J11．(多选)如图xOy 平面为光滑水平面，现有一长为d ，宽为L 的线框MNPQ 在外力F 作用下，沿x轴正方向以速度v 做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B ＝B 0cos πdx (式中B 0为已知量)，规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R .t ＝0时刻MN 边恰好在y 轴处，则下列说法正确的是( )A ．外力F 为恒力B ．t ＝0时，外力大小F ＝4B 20L 2v RC ．通过线框的瞬时电流i ＝2B 0Lv cos πvt d RD ．经过t ＝d v ，线框中产生的电热Q ＝2B 20L 2vd R12.如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为37°，导轨间距为 1 m ，电阻不计，导轨足够长．两根金属棒ab 和a ′b ′的质量都是0.2 kg ，电阻都是1 Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度B 的大小相同．让a ′b ′固定不动，将金属棒ab 由静止释放，当ab 下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为8 W ．求：(1)ab下滑的最大加速度；(2)ab下落了30 m高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q为多大？(3)如果将ab与a′b′同时由静止释放，当ab下落了30 m高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q′为多大？(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)13．如图甲所示，平行长直导轨MN、PQ水平放置，两导轨间距L＝0.5 m，导轨左端M、P间接有一阻值R＝0.2 Ω的定值电阻，导体棒ab的质量m＝0.1 kg，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.1，导体棒垂直于导轨放在距离左端为d＝1.0 m处，导轨和导体棒始终接触良好，电阻均忽略不计．整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，t＝0时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，不计感应电流磁场的影响．取重力加速度g＝10 m/s2.(1)求t＝0时棒所受到的安培力F0；(2)分析前3 s时间内导体棒的运动情况并求前3 s内棒所受的摩擦力F f随时间t变化的关系式；(3)若t＝3 s时，突然使ab棒获得向右的速度v0＝8 m/s，同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力F，使棒的加速度大小恒为a＝4 m/s2、方向向左．求从t＝3 s到t＝4 s的时间内通过电阻的电荷量q.14.如图7所示，MN、PQ为足够长的平行导轨，间距L＝0.5m.导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°.NQ⊥MN，NQ间连接有一个R＝3Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0＝1T.将一根质量为m＝0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝2Ω，其余部分电阻不计.现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，当金属棒滑行至cd处时速度大小开始保持不变，cd距离NQ为s＝2m.试解答以下问题：(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)图7(1)金属棒达到稳定时的速度是多大？(2)从静止开始直到达到稳定速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少？(3)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t＝0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则t＝1s时磁感应强度应为多大？15.如图8甲所示，宽为L、倾角为θ的平行金属导轨，下端垂直于导轨连接一阻值为R的定值电阻，导轨之间加垂直于轨道平面的磁场，其随时间变化规律如图乙所示.t＝0时刻磁感应强度为B0，此时，在导轨上距电阻x1处放一质量为m、电阻为2R的金属杆，t1时刻前金属杆处于静止状态，当磁场即将减小到B1时，金属杆也即将开始下滑(金属杆所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力).图8(1)求0～t1时间内通过定值电阻的电荷量；(2)求金属杆与导轨间的最大静摩擦力；(3)若金属杆沿导轨下滑x2后开始做匀速运动，求金属杆下滑x2过程中，电阻R产生的焦耳热.16.如图10所示，两根等高光滑的四分之一圆弧形轨道与一足够长水平轨道相连，圆弧的半径为R0、轨道间距为L1＝1m，轨道电阻不计.水平轨道处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B1＝1T，圆弧轨道处于从圆心轴线上均匀向外辐射状的磁场中，如图所示.在轨道上有两长度稍大于L1、质量均为m＝2kg、阻值均为R＝0.5Ω的金属棒a、b，金属棒b通过跨过定滑轮的绝缘细线与一质量为M＝1kg、边长为L2＝0.2m、电阻r＝0.05Ω的正方形金属线框相连.金属棒a从轨道最高处开始，在外力作用下以速度v0＝5m/s沿轨道做匀速圆周运动到最低点MN处，在这一过程中金属棒b恰好保持静止.当金属棒a到达最低点MN 处被卡住，此后金属线框开始下落，刚好能匀速进入下方h＝1m处的水平匀强磁场B3中，B3＝5T.已知磁场高度H>L2.忽略一切摩擦阻力，重力加速度为g＝10m/s2.求：图10(1)辐射磁场在圆弧处磁感应强度B2的大小；(2)从金属线框开始下落到进入磁场前，金属棒a上产生的焦耳热Q；(3)若在线框完全进入磁场时剪断细线，线框在完全离开磁场B3时刚好又达到匀速，已知线框离开磁场过程中产生的焦耳热为Q1＝10.875J，则磁场的高度H为多少.17．如图，两根形状相同、足够长的光滑金属导轨固定，相互平行，间距为L，两连接点a、b连线垂直于所有导轨，左底端接有阻值为R的电阻，倾斜导轨所在平面与水平面夹角为θ，平面内有磁感应强度为B1、方向垂直于平面向上的匀强磁场；水平导轨在同一水平面，所在区域有磁感应强度为B2、方向竖直向上的匀强磁场．阻值为R、质量为m的相同导体杆A、B，A在倾斜导轨上，B在水平导轨上，都垂直于导轨．开始时，A以初速度v0开始沿倾斜导轨向上滑行，B在外力作用下保持静止；A上滑通过距离x到达最高点时(此时A仍在倾斜导轨上)，B瞬间获得一个水平初速度并在外力作用下以此速度做匀速直线运动(B 始终在水平导轨上并保持与导轨垂直)，A恰能静止在倾斜导轨上．求：(1)在A上滑的过程中，电阻R上产生的热量；(2)B做匀速运动时速度的方向、大小；(3)使B做匀速运动的外力的功率．18.如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只单匝圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m＝0.1 kg，半径为r＝0.1 m，导线单位长度的阻值为ρ＝0.1 Ω/m.金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．金属圈下半部分在磁场外．已知从t＝0时刻起，测得经过10 s丝线刚好被拉断．重力加速度g取10 m/s2.求：(1)导体圆中感应电流的大小及方向；(2)丝线所能承受的最大拉力F；(3)在丝线断前的10 s时间内金属圈中产生的焦耳热Q.19．如图甲所示，弯折成90°角的两根足够长金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成53°角，右导轨平面与水平面成37°角，两导轨相距L＝0.2 m，导轨电阻不计．质量均为m＝0.1 kg 的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路．其中金属杆ab的电阻R＝0.2 Ω，金属杆cd的电阻忽略不计，两金属杆与导轨间的动摩擦因数均为μ＝0.5，整个装置处于磁感应强度大小B＝1.0 T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中．t＝0时刻开始，对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab杆以初速度v1沿右导轨平面匀速下滑．t＝1 s后，使ab做匀加速直线运动，t＝2 s后，又使ab杆沿导轨平面匀速下滑．整个过程中cd杆运动的v-t图像如图乙所示(其中第1 s、第3 s内图线为直线)．两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)在第1秒内cd杆受到的安培力的大小；(2)ab杆的初速度v1及第2 s末的速度v2；(3)若第2 s内力F所做的功为9 J，求第2 s内ab杆所产生的焦耳热．20．如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，EG间宽度为FH间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高，ab、cd是质量均为m的金属棒，现让ab从离水平轨道h高处由静止下滑，设导轨足够长．(1)ab、cd棒的最终速度；(2)全过程中感应电流产生的焦耳热．专题11 电磁感应定律及其应用（仿真押题）（解析版）1.如图1所示，铜线圈水平固定在铁架台上，铜线圈的两端连接在电流传感器上，传感器与数据采集器相连，采集的数据可通过计算机处理，从而得到铜线圈中的电流随时间变化的图线.利用该装置探究条形磁铁从距铜线圈上端某一高度处由静止释放后，沿铜线圈轴线竖直向下穿过铜线圈的过程中产生的电磁感应现象.两次实验中分别得到了如图甲、乙所示的电流－时间图线.条形磁铁在竖直下落过程中始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计.则下列说法中正确的是()图1A.若两次实验条形磁铁距铜线圈上端的高度不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度大于乙图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度B.若两次实验条形磁铁的磁性强弱不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁的磁性比乙图对应实验条形磁铁的磁性强C.甲图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能小于乙图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能D.两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下答案 C2.如图所示，质量为m 的金属线框A 静置于光滑水平面上，通过细绳跨过定滑轮与质量为m 的物体B 相连，图中虚线内为一水平匀强磁场，d 表示A 与磁场左边界的距离，不计滑轮摩擦及空气阻力，设B 下降h (h >d )高度时的速度为v ，则以下关系中能够成立的是( )A ．v 2＝ghB ．v 2＝2gh x-+kwC ．A 产生的热量Q ＝mgh －mv 2D ．A 产生的热量Q ＝mgh －12mv 2 解析：选C.在线框进入磁场的过程中，可能匀速运动，也可能做变加速运动，因此A 、B 错．由能量守恒得：Q ＝mgh －12·(2m )·v 2＝mgh －mv 2，故C 对、D 错． 3.(多选)高频焊接技术的原理如图3(a)所示.线圈接入图(b)所示的正弦式交流电(以电流顺时针方向为正)，圈内待焊接工件形成闭合回路.则( )图3A.图(b)中电流有效值为IB.0～t1时间内工件中的感应电流变大C.0～t1时间内工件中的感应电流方向为逆时针D.图(b)中T越大，工件温度上升越快答案AC4.图4在竖直平面内固定一根水平长直导线，导线中通以如图4所示方向的恒定电流.在其正上方(略靠后)由静止释放一个闭合圆形导线框.已知导线框在下落过程中始终保持框平面沿竖直方向.在框由实线位置下落到虚线位置的过程中()A.导线框中感应电流方向依次为：顺时针→逆时针→顺时针B.导线框的磁通量为零时，感应电流也为零C.导线框所受安培力的合力方向依次为：向上→向下→向上D.导线框产生的焦耳热等于下落过程中框损失的重力势能答案 A解析根据安培定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里；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，向外的磁感应强度增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流；穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，之后变成向里的磁通量，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.向里的磁通量变成最大后，继续向下运动，向里的磁通量又逐渐减小，这时的电流新方向又变成了顺时针.故A正确；根据A中的分析，穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，一直减小到0，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大.这一过程是连续的，始终有感应电流存在，不是0，故B错误；根据楞次定律，感应电流始终阻碍导线框相对磁场的运动，故受安培力的方向始终向上，故C错误；根据能量守恒定律，导线框产生的焦耳热等于下落过程中框损失的重力势能与增加动能之差，故D错误.5.如图5所示，用均匀导线做成边长为0.2m的正方形线框，线框的一半处于垂直线框向里的有界匀强磁场中.当磁场以20T/s的变化率增强时，a、b两点间电势差的大小为U，则()图5A.φa<φb，U＝0.2VB.φa>φb，U＝0.2VC.φa<φb，U＝0.4VD.φa>φb，U＝0.4V答案 A由于a点电势低于b点电势，故有：U ab＝－0.2V.6.如图6甲所示，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内.左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化.规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压u ab为正，下列u ab－t图象可能正确的是()图6答案 C7．(多选)如图甲是矩形导线框，电阻为R ，虚线左侧线框面积为S ，右侧面积为2S ，虚线左右两侧导线框内磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设垂直线框向里的磁场为正，则关于线框中0～t 0时间内的感应电流的说法正确的是( )A ．感应电流的方向为顺时针方向B ．感应电流的方向为逆时针方向C ．感应电流的大小为B 0SRt 0D ．感应电流的大小为3B 0SRt 0解析：选BD.向里的变化磁场产生的感应电动势为：E 1＝S ΔB 11，感应电流方向为逆时针方向；向外的变化磁场产生的感应电动势为：E 2＝2S ΔB 2Δt 2，感应电流方向为逆时针方向；从题图乙中可以得到：ΔB 1Δt 1＝ΔB 2Δt 2＝B 0t 0，感应电流为I ＝E 1＋E 2R ＝3B 0S Rt 0，方向为逆时针方向，即B 、D 正确．x/+k-w 8.如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接电阻R ，宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B ，Ⅰ和Ⅱ之间无磁场．一导体棒两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好接触，导体棒从距区域Ⅰ上边界H 处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻R 上的电流及其变化情况相同．下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是( )9．(多选)如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN 的右侧存在磁感应强度B ＝2 T 的匀强磁场，MN 的左侧有一质量m ＝0.1 kg 的矩形线圈abcd ，bc 边长L 1＝0.2 m ，电阻R ＝2 Ω.t ＝0时，用一恒定拉力F 拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s ，线圈的bc 边到达磁场边界MN ，此时立即将拉力F 改为变力，又经过1 s ，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i 随时间t 变化的图象如图乙所示．则( )A ．恒定拉力大小为0.05 NB ．线圈在第2 s 内的加速度大小为1 m/s 2C ．线圈ab 边长L 2＝0.5 mD ．在第2 s 内流过线圈的电荷量为0.2 C解析：选ABD.在第1 s 末，i 1＝ER ，E ＝BL 1v 1，v 1＝a 1t 1，F ＝ma 1，联立得F ＝0.05 N ，A 项正确．在第2 s 内，由图象分析知线圈做匀加速直线运动，第2 s 末i 2＝E ′R ，E ′＝BL 1v 2，v 2＝v 1＋a 2t 2，解得a 2＝1 m/s 2，B 项正确．在第2 s 内，v 22－v 21＝2a 2L 2，得L 2＝1 m ，C 项错误．q ＝ΔΦR ＝BL 1L 2R＝0.2 C ，D 项正确．10．如图甲所示，在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L 1、L 2、L 3、L 4，在L 1与L 2、L 3与L 4之间均存在着匀强磁场，磁感应强度的大小均为1 T ，方向垂直于竖直平面向里．现有一矩形线圈abcd ，宽度cd ＝L ＝0.5 m ，质量为0.1 kg ，电阻为2 Ω，将其从图示位置(cd 边与L 1重合)由静止释放，速度随时间变化的图象如图乙所示，t 1时刻cd 边与L 2重合，t 2时刻ab 边与L 3重合，t 3时刻ab 边与L 4重合，t 2～t 3之间的图线为与t 轴平行的直线，t 1～t 2的时间间隔为0.6 s ，整个运动过程中线圈始终位于竖直平面内．(重力加速度g 取10 m/s 2)则( )A ．在0～t 1时间内，通过线圈的电荷量为2.5 CB ．线圈匀速运动的速度为8 m/sC ．线圈的长度ad ＝1 mD ．0～t 3时间内，线圈产生的热量为4.2 J11．(多选)如图xOy 平面为光滑水平面，现有一长为d ，宽为L 的线框MNPQ 在外力F 作用下，沿x 轴正方向以速度v 做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B ＝B 0cos πd x (式中B 0为已知量)，规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R .t ＝0时刻MN 边恰好在y 轴处，则下列说法正确的是( )A ．外力F 为恒力B ．t ＝0时，外力大小F ＝4B 20L 2vRC ．通过线框的瞬时电流i ＝2B 0Lv cosπvtdRD ．经过t ＝d v ，线框中产生的电热Q ＝2B 20L 2vdR12.如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为37°，导轨间距为 1 m ，电阻不计，导轨足够长．两根金属棒ab 和a ′b ′的质量都是0.2 kg ，电阻都是1 Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度B 的大小相同．让a ′b ′固定不动，将金属棒ab 由静止释放，当ab 下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为8 W ．求：(1)ab 下滑的最大加速度；(2)ab 下落了30 m 高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q 为多大？ (3)如果将ab 与a ′b ′同时由静止释放，当ab 下落了30 m 高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q ′为多大？(g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)解析：(1)当ab 棒刚下滑时，ab 棒的加速度有最大值： a ＝g sin θ－μg cos θ＝4 m/s 2.(2)ab 棒达到最大速度时做匀速运动，有mg sin θ＝BIL ＋μmg cos θ，整个回路消耗的电功率P 电＝BILv m ＝(mg sin θ－μmg cos θ)v m ＝8 W ，则ab 棒的最大速度为：v m ＝10 m/s由P 电＝E 22R ＝（BLv m ）22R得：B ＝0.4 T.x+k.w根据能量守恒得：mgh ＝Q ＋12mv 2m ＋μmg cos θ·hsin θ解得：Q ＝30 J.(3)由对称性可知，当ab 下落30 m 稳定时其速度为v ′，a ′b ′也下落30 m ，其速度也为v ′，ab 和a ′b ′都切答案：(1)4 m/s 2 (2)30 J (3)75 J13．如图甲所示，平行长直导轨MN 、PQ 水平放置，两导轨间距L ＝0.5 m ，导轨左端M 、P 间接有一阻值R ＝0.2 Ω的定值电阻，导体棒ab 的质量m ＝0.1 kg ，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.1，导体棒垂直于导轨放在距离左端为d ＝1.0 m 处，导轨和导体棒始终接触良好，电阻均忽略不计．整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，t ＝0时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B 随时间t 的变化如图乙所示，不计感应电流磁场的影响．取重力加速度g ＝10 m/s 2.(1)求t ＝0时棒所受到的安培力F 0；(2)分析前3 s 时间内导体棒的运动情况并求前3 s 内棒所受的摩擦力F f 随时间t 变化的关系式；(3)若t ＝3 s 时，突然使ab 棒获得向右的速度v 0＝8 m/s ，同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力F ，使棒的加速度大小恒为a ＝4 m/s 2、方向向左．求从t ＝3 s 到t ＝4 s 的时间内通过电阻的电荷量q .解析：(1)t ＝0时棒的速度为零，故回路中只有感生电动势，为E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt Ld ＝0.1×0.5×1.0 V ＝0.05 V感应电流为：I ＝E R ＝0.050.2A ＝0.25 A可得t ＝0时棒所受到的安培力：F 0＝B 0IL ＝0.025 N.(2)ab 棒与导轨间的最大静摩擦力：F fm ＝μmg ＝0.1×0.1×10 N ＝0.1 N>F 0＝0.025 N所以在t ＝0时刻棒静止不动，加速度为零，在0～3 s 内磁感应强度B 都小于B 0，棒所受的安培力都小x ＝v 0＋v 2Δt 1＝6 m在这段时间内的平均感应电动势为：E ＝ΔΦΔt 1通过电阻的电荷量为：q ＝I Δt 1＝E R Δt 1＝B 2LxR ＝1.5 C.答案：(1)0.025 N (2)见解析 (3)1.5 C14.如图7所示，MN 、PQ 为足够长的平行导轨，间距L ＝0.5m.导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°.NQ ⊥MN ，NQ 间连接有一个R ＝3Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B 0＝1T.将一根质量为m ＝0.05kg 的金属棒ab 紧靠NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r ＝2Ω，其余部分电阻不计.现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ 平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，当金属棒滑行至cd 处时速度大小开始保持不变，cd 距离NQ 为s ＝2m.试解答以下问题：(g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)图7(1)金属棒达到稳定时的速度是多大？(2)从静止开始直到达到稳定速度的过程中，电阻R 上产生的热量是多少？。

0万有引力定律及其应用(命题猜想)-2017年高考物理命题猜想与仿真押题含解析

【考向解读】关于万有引力定律及应用知识的考查，主要表现在两个方面：（1)天体质量和密度的计算：主要考查对万有引力定律、星球表面重力加速度的理解和计算．(2)人造卫星的运行及变轨:主要是结合圆周运动的规律、万有引力定律，考查卫星在轨道运行时线速度、角速度、周期的计算，考查卫星变轨运行时线速度、角速度、周期以及有关能量的变化．以天体问题为背景的信息题,更是受专家的青睐．高考中一般以选择题的形式呈现．从命题趋势上看,对本部分内容的考查仍将延续与生产、生活以及航天科技相结合,形成新情景的物理题．【命题热点突破一】万有引力定律的理解万有引力定律的适用条件：（1)可以看成质点的两个物体之间．（2)质量分布均匀的球体之间．（3)质量分布均匀的球体与球外质点之间．例1。

2016·全国卷Ⅲ] 关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是（）A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B．开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律【变式探究】理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零．现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox,如图2所示．一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在x轴上各位置受到的引力大小用F表示，则选项所示的四个F随x变化的关系图正确的是( )图2【命题热点突破二】天体质量和密度的估算估算天体质量的两种方法：1．如果不考虑星球的自转，星球表面的物体所受重力等于星球对它的万有引力．mg＝G错误!M＝错误!2．利用绕行星运转的卫星，F万提供向心力．G错误!＝m错误!·r M＝错误!特例:若为近地面卫星r＝Rρ＝错误!＝错误!例2．如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道,观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动,发现每经过时间t通过的弧长为l,该弧长对应的圆心角为θ弧度．已知万有引力常量为G,则月球的质量是( )A.错误!B。

2023年高考物理母题题源解密(全国通用)专题11 电磁感应问题(原卷版

专题11电磁感应问题目录近年真题对比考向一法拉第电磁感应定律的理解和应用问题带电粒子在有界磁场中运动考向二电磁感应的综合问题命题规律解密名校模拟探源易错易混速记【命题意图】考查法拉第电磁感应定律综合应用问题，意在考查考生分析问题，通过图象获取有用信息的能力和应用数学知识解决问题的能力。

电磁感应中的电路、法拉第电磁感应定律、能量转换及电量的计算等知识点，意在考查考生对电磁感应电路的分析以及对电磁感应中功能关系的正确理解和应用2022年高考考查的内容较大概率以法拉第电磁感应定律的理解及其应用为核心，侧重要注重法拉第电磁感应定律的理解及应用。

有时还与实际生活、生产科技相结合，考查考生利用物理知识分析解决实际问题的能力。

【考查要点】主要考相法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、功和功率、焦耳定律、能量守恒定律、功能关系、动能定理等，既有以选择题形式出现的，也有计算题的形式。

【课标链接】①理解法拉第电磁感应定律、楞次定律②能分析电磁感应中的电路问画出等效电路图。

能用力学中的能量守恒定律、功能关系、动能定理分析电磁感应问题。

考向一法拉第电磁感应定律的理解和应用问题带电粒子在有界磁场中运动1.（2023海南卷）汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（）A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同2.（2023江苏卷）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。

现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。

O、A、C点电势分别为φ0、φA、φC，则（）A.φO>φCB.φC>φAC.φO=φAD.φO－φA=φA－φC3.（2023湖北卷）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。

磁场(命题猜想)-2017年高考物理命题猜想与仿真押题含解析

【考向解读】1.磁场的产生、磁感应强度的叠加、安培定则、左手定则是磁场的基本知识,在近几年的高考中时有出现，考题以选择题的形式出现，难度不大．2.磁场对通电导体棒的作用问题是近几年高考的热点,分析近几年的高考题,该考点的命题规律主要有以下两点：（1）主要考查安培力的计算、安培力方向的判断、安培力作用下的平衡和运动，题型以选择题为主，难度不大．(2）与电磁感应相结合,考查力学和电路知识的应用，综合性较强，以计算题形式出现．3.带电粒子在磁场中的圆周运动问题是近几年高考的重点，同时也是高考的热点，分析近几年高考试题,该考点的命题规律有以下两个方面:（1)通常与圆周运动规律、几何知识相联系，综合考查应用数学知识处理物理问题的能力，题型为选择题或计算题．(2）偶尔也会以选择题的形式考查磁场的性质、洛伦兹力的特点及圆周运动的周期性等问题．4.带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动往往会出现临界和极值问题，有时还会出现多解问题,解决这类问题，对考生分析能力、判断能力和综合运用知识的能力要求较高，因此可能成为2016年高考命题点．【命题热点突破一】对磁场基本性质的考查1。

【2016·全国卷Ⅲ】平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面(纸面）如图1。

所示，平面OM 上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q〉0）．粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角．已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场．不计重力．粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为（)图1。

A。

错误!B。

错误!C.错误!D。

错误!【变式探究】(多选)如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N 连线中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线通有大小相等、方向相反的电流I。

3 母题必读命题区间11 电磁感应定律及其应用高物理学习研究公众号公益分享

电磁感应定律及其应用楞次定律法拉第电磁感应定律1．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。

(2)阻碍相对运动——“来拒去留”。

(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。

(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。

2．计算感应电动势大小的两种方法(1)应用法拉第电磁感应定律计算，适用于回路中磁通量变化的情况。

①E＝nΔΦΔt②若仅面积变化或仅磁感应强度变化，上式又可以写成下面两种形式：E＝nΔBS(仅B变化)Δt(仅S变化)E＝nBΔSΔt(2)当导体在匀强磁场中做切割磁感线的相对运动时产生的感应电动势为E＝BL v sin θ，θ是B与v之间的夹角。

(多选)(2022·山东卷T12)如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为√2L的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。

边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动，t＝0时刻，金属框开始进入第一象限。

不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是()A．在t＝0到t＝π的过程中，E一直增大2ωB．在t＝0到t＝π的过程中，E先增大后减小2ωC．在t＝0到t＝π的过程中，E的变化率一直增大4ωD．在t＝0到t＝π的过程中，E的变化率一直减小4ω命题立意：利用法拉第电磁感应定律分析磁场中有效切割长度及电动势变化率的变化的过程中金属框的有效切割长度的变化，从而分第一步：分析在t＝0到t＝π2ω析出感应电动势的变化第二步：写出金属框的感应电动势表达式，由E＝BL v写出E的表达式，从而求E的变化率规范解答：如图所示在t ＝0到t ＝π2ω的过程中，金属框的有效切割长度先变大再变小，当t ＝π4ω时，有效切割长度最大为√2L ，此时，感应电动势最大，所以在t ＝0到t ＝π2ω的过程中，E 先增大后减小，故B 正确，A 错误；在t ＝0到t ＝π4ω的过程中，设金属框切割磁感线的有效长度为d ，转过的角度为θ，由几何关系可得θ＝ωt ，d ＝Lcos ωt 感应电动势的表达式可写为 E ＝12Bd 2ω＝BL 2ω2cos 2ωt由表达式可以看出t ＝0到t ＝π4ω的过程中， E 的变化率一直增大，故C 正确，D 错误。

3电学实验(命题猜想)-2017年高考物理命题猜想与仿真押题含解析

【考向解读】高考对物理实验的考查，是在《考试说明》规定的实验基础上进行重组与创新,旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材,是否真正动手做过这些实验，是否能灵活的运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器，去处理、分析、研究某些未做过的实验，包括设计某些比较简单的实验等．所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区别，是以教材中实验为背景或素材,通过改变实验条件或增加条件限制，加强对考生迁移能力、创新能力和实验能力的考查．【命题热点突破一】电阻的测量1．本类试题包括不同类型的测电阻方法,可以充分利用本节总结的八种方法．2．包括实验：描绘小电珠的伏安特性曲线；实验：测定金属的电阻率；测大电阻、小电阻、电压表电阻、电流表电阻．例1、（2016·全国Ⅱ，23,9分)某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻（内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999。

9 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值50 Ω）,滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ），直流电源E(电动势3 V），开关1个,导线若干．实验步骤如下：①按电路原理图甲连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏;④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2。

00 V，记下电阻箱的阻值．回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器________（填“R1”或“R2”)．(2）根据图甲所示电路将图乙中实物图连线．（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630。

0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω（结果保留到个位）．(4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号）．A．100 μA B．250 μA C．500 μA D．1 mA（2）如图所示．（3）根据原理可知U2＝2 V，U1＝U max－U2＝0。

专题07 电场(仿真押题)-2017年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)

1．如图所示，等边三角形ABC 处在匀强电场中，电场线与三角形所在平面平行，其中φA ＝φB ＝0，φC ＝φ.保持该电场的电场强度大小和方向不变，让等边三角形绕A 点在三角形所在平面内顺时针转过30°，则此时B 点电势为( )A.33φB.12φ C ．－33φ D ．－12φ 2.美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测定了电子的电荷量．如图所示，平行板电容器两极板M 、N 相距为d ，两极板分别与电压为U 的恒定电源两极连接，极板M 带正电．现有一质量为m 的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k ，则( )A ．油滴带正电B ．油滴带电荷量为mg UdC ．电容器的电容为kmgd U2 D ．将极板N 向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动3.真空中有一半径为r 0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示，r 表示该直线上某点到球心的距离，r 1、r 2分别是该直线上A 、B 两点离球心的距离．下列说法中正确的是( )A ．A 点的电势低于B 点的电势B ．A 点的电场强度方向由A 指向BC ．A 点的电场强度大于B 点的电场强度D ．正电荷沿直线从A 移到B 的过程中，电场力做负功4．(多选)如图所示，在光滑绝缘水平面上的P 点正上方O 点固定了一电荷量为＋Q 的正点电荷，在水平面上的N 点，由静止释放一质量为m 、电荷量为－q 的负检验电荷，该检验电荷经过P 点时速度为v ，图中θ＝60°，规定电场中P 点的电势为零，则在＋Q 形成的电场中( )A ．N 点电势高于P 点电势B ．N 点电势为－mv 22qC ．P 点电场强度大小是N 点的4倍D ．检验电荷在N 点具有的电势能为－12mv 2 5．平行板间有如图所示的周期性变化的电压．重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t ＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况．在下列图象中，能正确定性描述粒子运动速度图象的是( )6．一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子于t＝0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是()A．带电粒子只向一个方向运动B．0～2 s内，电场力所做的功等于零C．4 s末带电粒子回到原出发点D．2.5～4 s内，速度的改变等于零7.如图所示,电场中的一簇电场线关于y轴对称分布,O点是坐标原点,M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点,其中M、N在y轴上,Q点在x轴上,则()A.M点电势比P点电势高B.OM间的电势差等于NO间的电势差C.一正电荷在O点的电势能小于在Q点的电势能D.将一负电荷从M点移到P点,电场力做正功8.如图所示,A、B是两个带电量相等的异种点电荷, A带正电,B带负电,OO′为两点电荷连线的垂直平分线,P点是垂足,若从P点以大小为v0的初速度发射一个质子,则()A.若质子初速度方向由P指向A,则质子在接近A点的过程中速度越来越大B.若质子初速度方向由P指向B,则质子在接近B点的过程中加速度越来越大C.若质子初速度方向由P指向O,则质子在运动的过程中加速度的大小不变D.若质子初速度方向由P指向O,则质子在运动的过程中加速度的方向不变9.静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。

高考物理命题猜想与仿真押题专题11 恒定电流与交变电流命题猜想(含解析)-人教版高三全册物理试题

恒定电流与交变电流命题猜测【考向解读】1．从近几年高考试题可以看出以下特点：应用串、并联电路规律，闭合电路欧姆定律与局部电路欧姆定律进展电路动态分析，稳态、动态含电容电路的分析，电路故障的判断分析，交变电流的产生与“四值〞，多以选择题形式出现．变压器的原理，电压比、电流比与功率关系，变压器的动态分析是考查的重点，题型以选择题为主．2．高考命题会以局部电路欧姆定律与闭合电路欧姆定律的应用为主线，重点考查电路的动态分析与功率的计算；与日常生活、生产相联系的交变电流规律、远距离输电也可能会成为新命题点．【网络构建】【命题热点突破一】直流电路的分析1．闭合电路动态分析的常用方法(1)利用结论法：即“串反并同〞法．①“串反〞——即某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大)；②“并同〞——即某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小)．(2)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论．2．电路中的电功、电热、电功率和热功率(1)纯电阻电路：①Q ＝W ＝UIt ＝I 2Rt②P ＝UI ＝I 2R(2)非纯电阻电路①W >Q (W ＝Q ＋E 其他)②P 电>P 热(P 电＝P 热＋P 其他)例1．如图1所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，如下说法正确的有( )图1A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A【答案】AC【解析】设四个电阻的等效电阻为R 路，由1R 路＝115 Ω＋5 Ω＋15 Ω＋15 Ω得R 路＝10 Ω，由闭合电路欧姆定律知，I ＝ER 路＋r ＝12 V 10 Ω＋2 Ω＝1 A ，设路端电压为U ，如此U ＝IR 路＝1 A×10 Ω＝10 V ，选项A 正确；电源的总功率P ＝EI ＝12 W ，选项B 错误；设电源负极电势为0 V ，如此a 点电势φa ＝0.5 A×5 Ω－0＝2.5 V ，b 点电势φb ＝0.5 A×15 Ω－0＝7.5 V ，如此a 、b 两点的电势差U ab ＝φa －φb ＝2.5 V －7.5 V ＝－5 V ，所以a 、b 间电压的大小为5 V ，选项C 正确；当将a 、b 两点用导线连接后，由于导线没有电阻，此时a 、b 两点电势相等，其等效电路图如下列图．其中一个并联电路的等效电阻为3.75 Ω，显然总电阻为9.5 Ω，电流I＝ER总＝2419A，应当选项D错误．【变式探究】如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的．如此如下说法正确的答案是( )A．该电源的电动势为16 VB．定值电阻R2的阻值为10 ΩC．滑动变阻器的最大阻值为300 ΩD．在滑动变阻器的滑片P从左端滑至右端的过程中，该电源的最大输出功率为10 W【答案】C【变式探究】在如下列图的电路中，电源内阻不可忽略，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P由a端滑向b 端的过程中，以下说法正确的答案是( )A．电源内阻消耗的功率一定增大B．电源内阻消耗的功率一定减小C．电源的输出功率一定减小D．电源的输出功率可能减小【解析】闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P由a端滑向b端的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，所在支路的电阻增大，外电路电阻增大，电源输出电流减小，电源内阻消耗的功率P r＝I2r一定减小，选项A错误，B正确；根据电源输出功率最大的条件可知，当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大．当滑动变阻器的滑片P由a端滑向b端的过程中，电源的输出功率可能减小，选项D正确，C错误．【答案】BD【变式探究】如下列图，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响．当滑动变阻器R2的滑片向b端移动时，如此( )A．电压表示数增大 B.电流表示数减小C．质点P将向下运动D．R1上消耗的功率逐渐减小【答案】C【变式探究】在如下列图的电路中，电源电动势为E，内阻为r，D为理想二极管(具有单向导通作用)，R1为定值电阻，C为电容器，电压表和电流表均为理想电表，S1、S2均断开，如此如下说法正确的答案是( )A ．仅闭合S 1，将滑动变阻器的滑片向右移，电压表、电流表示数均变大B ．仅闭合S 1，将滑动变阻器的滑片向右移，电容器的带电荷量不变C ．先闭合S 1，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合S 2电容器有放电现象D ．同时闭合S 1、S 2，将滑动变阻器的滑片向右移，定值电阻R 1两端的电压增大【答案】BC【命题热点突破二】交变电流的产生与描述两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦΔt＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦΔt最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．例2．(2018·高考某某卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如下列图，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P .假设发电机线圈的转速变为原来的12，如此( )A ．R 消耗的功率变为12PB ．电压表V 的读数变为12UC ．电流表A 的读数变为2ID ．通过R 的交变电流频率不变解析：由正弦交流电的产生原理可知，其电动势的最大值E m ＝NBSω，而ω＝2πn ，有效值E ＝22E m ，线圈转速变为原来的12，如此U 1＝E 变为原来的12.由U 1U 2＝n 1n 2知U 2变为原来的12，电压表读数变为原来的12，选项B 正确；R 消耗的功率P ＝U 22R ，故R 消耗的功率变为原来的14，选项A 错误；由P 入＝P 出得，U 1I 1＝U 22R，故I 1变为原来的12，即电流表读数变为原来的12，选项C 错误；变压器不改变交变电流的频率，故通过R 的交变电流频率变为原来的12，选项D 错误．答案：B【变式探究】如下列图，M 为半圆形导线框，圆心为O M ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N ；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M 、N 在t ＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O M 和O N 的轴，以一样的周期T 逆时针匀速转动，如此( )图1A ．两导线框中均会产生正弦交流电B ．两导线框中感应电流的周期都等于TC ．在t ＝T8时，两导线框中产生的感应电动势相等 D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【答案】BC【变式探究】如下列图，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，线框转动π6时的感应电流为I ，如下说法正确的答案是( )A ．线框中感应电流的有效值为2IB ．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为2IR ωC ．从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量为2I ωD ．线框转一周的过程中，产生的热量为8πRI 2ω【答案】BC【变式探究】如下列图，N ＝50匝的矩形线圈abcd ，ab 边长l 1＝20 cm ，ad 边长l 2＝25 cm ，放在磁感应强度B ＝0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO ′轴以n ＝3 000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝9 Ω，t ＝0时线圈平面与磁感线平行，ab 边正转出纸外、cd 边转入纸里．如此( )A ．t ＝0时感应电流的方向为a →b →c →d →aB ．从图示时刻开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e ＝314sin 100πt (V)C ．线圈转一圈外力做的功为98.6 JD ．从图示位置起到线圈转过90°的过程中通过电阻R 的电荷量为0.01 C【解析】根据右手定如此，线圈中感应电流的方向为a →d →c →b →a ，选项A 错误；由转速n ＝3 000 r/min 可知线圈的角速度ω＝100π rad/s，图示位置的感应电动势最大，其大小为E m ＝NBl 1l 2ω，代入数据得E m ＝314 V ，感应电动势的瞬时值表达式e ＝E m cos ωt ＝314cos 100πt (V)，选项B 错误；感应电动势的有效值E ＝E m 2，线圈匀速转动的周期T ＝2πω＝0.02 s ，线圈匀速转动一圈，外力做功的大小等于电阻产生的热量的大小，即W ＝I 2(R ＋r )T ＝E 2T R ＋r，代入数据得W ＝98.6 J ，选项C 正确；从图示时刻起到线圈转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量q ＝N ΔΦR ＋r ＝NB ΔS R ＋r ＝NBl 1l 2R ＋r，代入数据得q ＝0.1 C ，选项D 错误．【答案】C【方法规律】 (1)有效值计算的三点注意①计算有效值时要根据串联电路中，“一样时间〞内“一样电阻〞上产生“一样热量〞列式求解． ②分段计算电热，求和得出一个周期内产生的总热量． ③利用两个公式Q ＝I 2Rt 和Q ＝U 2R t 可分别求得电流有效值和电压有效值． (2)交变电流“四值〞应用的三点提醒①在解答有关交变电流的问题时，要注意电路结构．②注意区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值，其中最大值是瞬时值中的最大值，有效值是以电流的热效应等效来定义的．③与电磁感应问题一样，求解与电能、电热相关的问题时，要用有效值，如例题中C 项，计算功，先用有效值计算热量；而求解通过导体某横截面的电荷量时，要用平均值，如例题中D 项．(3)交变电流瞬时值表达式书写的根本思路(如例题中B 选项)①确定正弦式交变电流的峰值，根据图象或由公式E m ＝NBSω求出相应峰值，其中ω＝2πT＝2πf ＝2πn . ②明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．a ．假设线圈从中性面开始计时，如此e t 图象为正弦函数，e ＝E m sin ωt ；b ．假设线圈从垂直中性面开始计时，如此e t 图象为余弦函数，e ＝E m cos ωt .【变式探究】如下列图，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O 1O 2转动．当线圈绕轴以角速度ω沿逆时针(沿轴线从上往下看)方向匀速转动时，从图示位置开始计时，如下说法正确的答案是( )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abcda C ．t ＝π2ω时，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【答案】B【变式探究】边长为a 的N 匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为n ，线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t 变化的规律如下列图，图象中Φ0为．如下说法正确的答案是( )A ．t 1时刻线圈中感应电动势最大B ．t 2时刻线圈中感应电流方向发生变化C ．匀强磁场的磁感应强度大小为Φ0a 2D ．线圈中感应电动势的瞬时表达式为e ＝2nN πΦ0sin 2πnt【解析】t 1时刻通过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率等于零，故感应电动势为零，故A 错误；t 2时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，磁通量变化率最大，线圈中感应电流为最大值，电流不会改变方向，故B 错误；磁通量与线圈匝数无关，所以磁感应强度B ＝Φ0a 2，故C 正确；线圈中瞬时感应电动势的表达式为e ＝2nN πΦ0cos 2πnt ，故D 错误．【答案】C【变式探究】某小型交流发电机的示意图如下列图，其矩形线圈abcd 的面积S ＝0.03 m 2，共有10匝，线圈总电阻r ＝1 Ω，线圈处于磁感应强度大小为22πT 的匀强磁场中，并可绕与磁场方向垂直的固定轴OO ′转动，线圈在转动时通过滑环和电刷与电阻R ＝9 Ω的外电路相连．在外力作用下线圈以10π rad/s 的角速度绕轴OO ′匀速转动时，如下说法中正确的答案是( )A ．电阻R 的发热功率是3.6 WB ．交流电流表的示数是0.6 AC ．用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.02 sD ．如果将电阻R 换成标有“6 V 3 W 〞字样的小灯泡，小灯泡能正常工作【答案】B【命题热点突破三】理想变压器与远距离输电例3．【2017·卷】如下列图，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表。