2021年高考物理专题复习：电磁感应

2021年高考物理专题复习：电磁感应
一、选择题
1.(多选)已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场,地磁N极位于地理南极附近。

如图所示,在湖北某中学实验室的水平桌面上,放置边长为L的正方形闭合导体线框abcd,线框的ad边沿南北方向,ab边沿东西方向,下列说法正确的是()
A.若使线框向东平移,则a点电势比d点电势低
B.若使线框向北平移,则a点电势等于b点电势
C.若以ad边为轴,将线框向上翻转90°,则翻转过程线框中电流方向始终为adcba方向
D.若以ab边为轴,将线框向上翻转90°,则翻转过程线框中电流方向始终为adcba方向
2.(多选)如图所示,用一矩形薄金属板折成“”形金属槽,放置在垂直纸面向里的匀强磁场中,并以对地的速度v1向右水平匀速运动,从槽口右侧水平向左射入质量为m,对地速度为v2的微粒,如果该微粒进入槽内能做匀速圆周运动,不考虑磁场的变化,则下列判断正确的是()
A.该微粒一定带负电
B.该微粒一定顺时针运动
C.该微粒一定受三个恒力的作用
D.该微粒只受一个力的作用
3.(多选)如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。

将铜盘放在磁场中,让磁感线垂直穿过铜盘;图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内;转动铜盘,就可以使闭合电路获得电流。

若图中铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路总电阻为R,从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω。

则下列说法正确的是()
A.回路中有大小和方向周期性变化的电流
B.回路中电流大小恒定,且等于BL2ω
2R
C.回路中电流方向不变,且从b导线流进灯泡,再从a导线流向旋转的铜盘
D.若将匀强磁场改为垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场,不转动铜盘,灯泡中一定有电流流过
4.(多选)如图所示,水平放置的平行金属导轨AB、CD相距l=0.50m,A、C间接一电阻R=0.20Ω,MN到AC的距离L=0.40m,整个装置放在方向垂直于导轨平面的磁场中。

导体棒MN垂直放在导轨上,既可固定,也能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。

则下列说法中正确的是()
A.若导体棒向右滑动,则N端电势高
B.若磁场是B=0.40T的匀强磁场,则当MN以v=4.0m/s水平向右匀速滑动时,需加在MN上的水平外力的大小是0.8N
C.若导体棒固定,图中磁场的磁感应强度随时间均匀减小,通过电阻R的电流方向从A→C
D.若导体棒固定,磁场中的磁感应强度随时间变化的规律为B=2+0.5t(T),则回路中的感应电动势为0.1V
5.如图所示,有一个矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。

一个三角形闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)。

取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t=0),规定逆时针方向为电流的正方向,则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是()
6.如图所示,等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向内的匀强磁场,左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框,线框斜边长为l,线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域,规定线框中感应电流逆时针方向为正方向,其感应电流i随位移x变化的图像正确的是()
7.(多选)如图所示,一根总电阻为R的导线弯成宽度和高度均为d的“半正弦波”形闭合线框。

竖直虚线之间有宽度也为d、磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于线框所在的平面。

线框以速度v向右匀速通过磁场,ab边始终与磁场边界垂直。

从b点到达边界开始到a点离开磁场为止,在这个过程中()
A.线框中的感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B.ab段直导线始终不受安培力的作用
Bdv
C.平均感应电动势为1
2
D.线框中产生的焦耳热为B2d3v
R
8.(多选)如图所示,在光滑水平面内,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,一正方形金属线框质量为m,电阻为R,边长为L,从虚线处进入磁场时开始计时,在外力作用下,线框由静止开始,以垂直于磁场的恒定加速度a进入磁场区域,t1时刻线框全部进入磁场,规定顺时针方向为感应电流i的正方向,外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,通过导体横截面的电荷量为q,其中P-t和q-t图像均为抛物线的一部分,则这些量随时间变化的图像正确的是()
9.(多选)水平放置足够长的光滑平行导轨,电阻不计,间距为L,左端连接的电源电动势为E,内阻为r,质量为m的金属杆垂直静放在导轨上,金属杆处于导轨间的部分电阻为R。

整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,闭合开关,金属杆沿导轨做变加速运
动直至达到最大速度,则下列说法正确的是()
A.金属杆的最大速度大小为E
BL
B.此过程中通过金属杆的电荷量为mE
2B2L2
C.此过程中电源提供的电能为mE2
B2L2
D.此过程中金属杆产生的热量为mE2
2B2L2
二、非选择题
10.如图所示,光滑的平行金属导轨CD与EF间距为L=1m,与水平地面夹角为θ,且sinθ=0.4,导轨C、E两端用电阻R=0.8Ω的导线连接,导轨的电阻不计,导轨处在磁感应强度为B=0.1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,一根电阻为r=0.2Ω的金属棒MN两端通过导电小轮搁在两导轨上,棒上有吸水装置P,取沿导轨向下为x轴正方向,坐标原点O在CE中点,开始时棒处在x=0位置(即与CE重合),棒的起始质量不计,设棒自静止开始下滑,同时开始吸水,质量逐渐增大,设棒的质量与位移x的平方根成正比,即m=k√x,k为常量,其值满足k2=10-4kg2/m,g=10m/s2。

(1)金属棒下滑3m位移过程中,流过棒的电荷量是多少?
(2)猜测金属棒下滑过程中做的是什么性质的运动,并加以证明。

(3)金属棒下滑1m位移时,导线两端的电压多大?
11.如图所示,相距L=0.5m的平行导轨MNS、PQT处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,水平导轨处的磁场方向竖直向上,光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下。

质量均为m=40g、电阻均为R=0.1Ω的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上,并与导轨接触良好,导轨电阻不计。

质量为M=200g的物体C,用绝缘细线绕过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相
连接。

细线沿导轨中心线且在导轨平面内,细线及滑轮质量不计。

已知倾斜导轨与水平面的夹角θ=37°,水平导轨与ab棒间的动摩擦因数μ=0.4。

重力加速度g=10m/s2,水平导轨足够长,导体棒cd运动中始终不离开倾斜导轨。

物体C由静止释放,当它达到最大速度时下落高度h=1m,试求这一运动过程中:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)物体C能达到的最大速度v m是多少;
(2)系统产生的热量是多少;
(3)连接cd棒的细线对cd棒做的功是多少。

12.如图甲所示,相距L=1m的两根足够长的光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ=37°,导轨电阻不计。

长L=1m,质量m=1kg、电阻r=0.5Ω的金属棒ab垂直于导轨放置,始终与导轨接触良好。

导轨的P、M两端接在外电路上,电阻R=1.5Ω,电容器的电容C=0.5F,电容器的耐压值足够大,导轨所在平面内有垂直于导轨斜向上的匀强磁场。

在开关S1闭合、S2断开的状态下将金属棒ab由静止释放,金属棒的v-t图像如图乙所示。

g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求磁场的磁感应强度B。

(2)在开关S1闭合、S2断开的状态下,当金属棒下滑的距离x=5m时电阻R产生的焦耳热Q R=21J,则此时金属棒的速度是多少?加速度是多少?
(3)现将开关S1断开,S2闭合,由静止释放金属棒,求经过时间t=2s时金属棒的速度。

参考答案
二、非选择题
10. (1)0.3C
(2)假设金属棒做匀加速直线运动,由牛顿第二定律知
mgsinθ-B2L2
R+r
v=ma
而m=k√x,v=√2ax
联立得kgsinθ-√2B 2L2
R+r
√a-ka=0
从上述方程可以看出a是一个定值,与位移x无关,表明前面的假设成立,即棒做匀加速直线运动。

(3)0.16V
11.(1)2m/s(2)1.2J(3)0.84J
12.(1)2T(2)2m/s2m/s2(3)4m/s。