2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專題4 電路和電磁感應(yīng) 1.4.2 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用（含解析）

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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專題4 電路和電磁感應(yīng) 1.4.2 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用（含解析）1(xx全國理綜)如圖所示，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點的電勢分別為Ua、Ub、Uc.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是()AUaUc，金屬框中無電流BUb Uc，金屬框中電流方向沿abcaCUbcBl2，金屬框中無電流DUbcBl2，金屬框中電流方向沿acba答案：C解析：金屬框abc平面與磁場平行，轉(zhuǎn)動過程中磁通量始終為零，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項B、D錯誤轉(zhuǎn)動過程中bc邊和ac

2、邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由右手定則判斷UaUc，UbUc，選項A錯誤由轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的公式得UbcBl2，選項C正確2(xx全國理綜)如圖所示，一長為10 cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場中；磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1 T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12 V的電池相連，電路總電阻為 2 .已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量為0.5 cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量答案：安

3、培力的方向豎直向下0.01 kg解析：依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受的安培力方向豎直向下開關(guān)斷開時，兩彈簧各自相對于其原長伸長了l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡條件得2kl1mg式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大小開關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為FIBL式中，I是回路電流，L是金屬棒的長度兩彈簧各自再伸長了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡條件得2k(l1l2)mgF由歐姆定律有EIR式中，E是電池的電動勢，R是電路總電阻聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得m0.01 kg.3(xx新課標(biāo)全國卷)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固

4、定在同一水平面內(nèi)，一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心O，裝置的俯視圖如圖所示整個裝置位于一勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點和外圓導(dǎo)軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略重力加速度大小為g.求：(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大?。?2)外力的功率答案：(1)從C到D(2)mgr解析：(1)在t時間內(nèi)，導(dǎo)體棒掃過的面積為St(2r)2r2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

5、，導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的大小為E根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向是從B端流向A端，因此，通過電阻R的感應(yīng)電流的方向是從C端流向D端，由歐姆定律可知，通過電阻R的感應(yīng)電流的大小I滿足I聯(lián)立式得I.(2)在豎直方向由于質(zhì)量分布均勻，內(nèi)、外圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的正壓力大小相等，其值為N.則有mg2N0兩導(dǎo)軌對運行的導(dǎo)體棒的滑動摩擦力均為fN在t時間內(nèi)，導(dǎo)體棒在內(nèi)、外圓導(dǎo)軌上掃過的弧長分別為l1rtl22rt克服摩擦力做的總功為Wff(l1l2)在t時間內(nèi)，消耗在電阻R上的功為WRI2Rt根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知外力在t時間內(nèi)做的功為WWfWR外力的功率為P由至式得Pmgr.規(guī)律探尋電磁感應(yīng)是高考考查的重點和熱點

6、內(nèi)容，題型多為選擇題和計算題選擇題主要考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象的定性分析、楞次定律的應(yīng)用、感應(yīng)電動勢的計算及各種圖象問題；計算題主要考查電磁感應(yīng)與電路知識、動力學(xué)規(guī)律及功能關(guān)系的綜合問題近幾年全國卷對該部分的考查有難度降低的趨勢，考查知識相對單一，題目的背景還是以切割類為主考題預(yù)測(多選)如圖所示，水平的平行虛線間距為d60 cm，其間有沿水平方向的勻強(qiáng)磁場一個阻值為R的正方形金屬線圈邊長ld，線圈質(zhì)量m100 g線圈在磁場上方某一高度處由靜止釋放，保持線圈平面與磁場方向垂直，其下邊緣剛進(jìn)入磁場和剛穿出磁場時的速度相等不計空氣阻力，取g10 m/s2，則()A線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場時加速度最小B線圈從進(jìn)

7、入磁場到剛穿出磁場的過程中產(chǎn)生的電熱為0.6 JC線圈在進(jìn)入磁場和穿出磁場過程中，電流均沿逆時針方向D線圈在進(jìn)入磁場和穿出磁場過程中，通過導(dǎo)線截面的電荷量相等答案：BD解析：正方形金屬線圈邊長ld，剛進(jìn)入磁場和剛穿出磁場時的速度相等，說明在其下邊緣穿過磁場的過程中，線框先做減速運動，安培力大于重力；隨速度的減小，感應(yīng)電動勢減小，感應(yīng)電流減小，則安培力減小，線框的加速度減小，選項A錯誤下邊緣剛進(jìn)入磁場和剛穿出磁場時的速度相等，重力勢能的減小量全部轉(zhuǎn)化為電能，又轉(zhuǎn)化為電熱，故Qmgd0.1100.6 J0.6 J，選項B正確根據(jù)右手定則，線圈在進(jìn)入磁場過程中，電流沿逆時針方向，穿出磁場過程中，電流沿順時針方向，選項C錯誤通過導(dǎo)線截面的電荷量q，與速度無關(guān)，即進(jìn)入磁場和穿出磁場過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量相等，選項D正確