专题12 电磁感应(第03期)-2019年高三物理二模、三模试题分项解析 Word版含解析

专题12 电磁感应

-2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）

一．选择题

1.（2019河南安阳二模）如图所示，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

A. 甲、乙两线圈的热量之比为1：2

B. 甲、乙两线圈的电荷量之比为1：4

C. 甲、乙两线圈的电流之比为1：2

D. 甲、乙两线圈的热功率之比为1：1

【参考答案】AD

【名师解析】设线圈的边长为L，金属丝的横截面积为S，密度为，电阻率为则根据题意有：质量为，电阻为

由于：：2，，可得：：1，：：根据可知电流之比：：1，故C错误。

根据，可知热量之比：：2，故A正确。

通过线圈的电荷量，可知，：：1，故B错误。

由知两线圈的热功率之比：：1，故D正确。

【关键点拨】

根据线圈的质量相等，由密度公式求出线圈横截面积之比，根据法拉第定律、欧姆定律和焦耳定律求热量之比，由求电荷量之比。由求线圈的热功率之比。

本题的关键要根据电磁感应与电路的知识得到各个量的表达式，再运用比例法求各个量之比。最好掌握感

应电荷量公式，直接运用可提高解题速度。

2.（2019湖南岳阳二模）如图所示，匀强磁场中有两个用粗细和材料均相同的导线做成的导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2：1，圆环中的感应电流分别为I a和I b，热功率分别为P a、P b．不考虑两圆环间的相互影响，下列选项正确的是（）

A. ：：1，感应电流均沿顺时针方向

B. ：：1，感应电流均沿顺时针方向

C. ：：1

D. ：：1

【参考答案】AD

【名师解析】

根据法拉第电磁感应定律可得：E==，而==，故有：E a：E b=4：1，

根据电阻定律可得：R==可得电阻之比R a：R b=2：1

依据闭合电路欧姆定律可得：I=，

因此I a：I b=2：1；

根据楞次定律可得，感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大，所以感应电流均沿顺时针方向，故A正确，B 错误；根据电功率的计算公式P=EI可得P a：P b=8：1，故C错误、D正确。

【关键点拨】

根据法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小，再依据闭合电路欧姆定律与电阻定律，即可确定感应电流的大小，最后根据楞次定律判断感应电流的方向；根据电功率的计算公式求解电功率之比。

本题整合了法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的内家，掌握楞次定律，及电阻定律的应用，常规题，

要善于运用比例法求解比值。

3．（2019湖南娄底二模）如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环正上方，有一条形磁铁从静止开始下落，下落过程中始终保持竖直方向，起始高度为h，最后落在水平地面上。若不计空气阻力，重力加速度取g，下列说法中正确的是

A．磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向始终为顺时针方向(俯视圆环)

B．磁铁落地时的速率一定等于2gh

C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变

D．磁铁在整个下落过程中，圆环受到它的作用力总是竖直向下的

【参考答案】D

【名师解析】当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针(俯视圆环)，当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针(俯视圆环)，A错误；若磁铁从高度h处做自由落体运动，其落地时的速度v＝2gh，但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热，根据能量守恒定律可知，其落地速度一定小于2gh，B错误；磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，机械能不守恒，C错误；据楞次定律的推论“来拒去留”，可判断磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力始终竖直向上，而圆环受到磁铁的作用力总是竖直向下的，故D正确。

4．（3分）（2019江苏七市二模）如图所示，光滑水平杆上套一导体圆环，条形磁铁平行于水平杆固定放置，t＝0时刻，导体环在磁铁左侧O点获得一个向右的初速度，经过t0时间停在磁铁右侧O1点，O、O1两点间距离为x0，且两点关于磁铁左右对称。上述过程中，下列描述穿过导体环的磁通量Φ、导体环所受安培力F随位移x变化的关系图线，以及速度v、电流i随时间t变化的关系图线可能正确的是（）

A．B．

C．D．

【思路分析】由于条形磁铁是非匀强磁场，关于磁通量、所受的安培力、速度、电流的变化只能定性分析，可以结合条形磁铁磁感线分布的图形分析磁通量的变化；受力的方向问题根据楞次定律可直接判断，大小需要结合磁通量变化率判断；

【名师解析】根据条形磁铁磁场的对称性，导体环在O和O1的磁通量是一样的，等大同向，故A错误；根据楞次定律，导体换受到的阻力一直与速度方向相反，故受力一直向左，不存在力反向的情况，故B错误；导体环再OO1中点的磁通量变化率为0，故在该点受安培力大小为0，图中速度无斜率为0点，故C错误；开始导体环靠近磁极磁通量增加，磁通量变化率可能会增加，故电流增大，之后磁通量变化率会变小故电流会减小；过了OO1中点磁通量减少，因此产生电流反向，磁通量变化率可能继续增加，故电流反向增大，靠近O1时随着速度减小磁通量变化率逐渐减至0，电流也逐渐减小到0．故D正确；

【参考答案】D。

【易错警示】该题容易出错的地方有两点，1是靠近磁极时磁通量会有一个迅速变化的点；2是在导体环过了磁极后，其磁通量是磁体内部与导体环包围外部的净磁通，磁体内部的磁通容易遗漏。穿过导体环的磁通量的大小只跟位置有关，受到的安培力与感应电流相关，感应电流与磁通量的变化率相关，磁通量的变化又与速度及导体环处于磁体的相对位置相关，因此需要较难判断。

二．计算题

1．(20分) （2019湖北名校联盟三模）如图所示，一折角θ=45°的导体框架水平固定放置，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，一根足够长的截面均匀的导体棒放在导体框架上。t=0时导体棒与O点的距离为l0，此时在外力作用下以初速度v0开始运动。已知导体棒中的感应电流与时间的关系是I=I0+kt（I0与k均为常量且

已知），在时刻，导体棒的电功率为P0。除导体棒外，其余各部分电阻均不计。求：

（1）试推导出导体棒的速度随时间的变化关系；