（京津魯瓊專用）2020版高考物理大三輪復(fù)習(xí) 選擇題熱點(diǎn)巧練 熱點(diǎn)11 電磁感應(yīng)問題分析（含解析）

熱點(diǎn)11電磁感應(yīng)問題分析(建議用時(shí)：20分鐘)1某空間中存在一個(gè)有豎直邊界的水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，現(xiàn)將一個(gè)等腰梯形閉合導(dǎo)線圈從圖示位置垂直于磁場方向以速度v勻速拉過磁場區(qū)域，尺寸如圖所示，取向右為力的正方向下圖中能正確反映該過程中線圈所受安培力F隨時(shí)間t變化的圖象是()2(多選)(2019·山東濰坊三模)如圖所示，兩平行導(dǎo)軌間距為L，傾斜部分和水平部分長度均為L，傾斜部分與水平面的夾角為37°，cd間接電阻R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿靜止在傾斜導(dǎo)軌底端，與導(dǎo)軌接觸良好，電阻為r.整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化關(guān)系為BB0kt(k>0)，在桿運(yùn)動前，以下說法正確的是()A穿過回路的磁通量為2(B0kt)L2B流過導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)橛蒪到aC回路中電流的大小為D細(xì)桿受到的摩擦力一直減小3(多選)(2019·河南焦作模擬)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為l1 m，c、d間，d、e間，c、f間分別接阻值為R10 的電阻一阻值為R10 的導(dǎo)體棒ab以速度v4 m/s勻速向左運(yùn)動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.5 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場下列說法中正確的是()A導(dǎo)體棒ab中電流的方向?yàn)橛蒪到aBc、d兩端的電壓為1 VCd、e兩端的電壓為1 VDf、e兩端的電壓為1 V4(多選)用一段橫截面半徑為r、電阻率為、密度為d的均勻?qū)w材料做成一個(gè)半徑為R(rR)的圓環(huán)圓環(huán)豎直向下落入如圖所示的徑向磁場中，圓環(huán)的圓心始終在N極的軸線上，圓環(huán)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.圓環(huán)在加速下滑過程中某一時(shí)刻的速度為v，忽略電感的影響，則()A此時(shí)在圓環(huán)中產(chǎn)生了(俯視)順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B圓環(huán)因受到了向下的安培力而加速下落C此時(shí)圓環(huán)的加速度aD如果徑向磁場足夠長，則圓環(huán)的最大速度vm5(多選)如圖所示，足夠長的光滑水平直導(dǎo)軌的間距為l，電阻不計(jì)，垂直軌道平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)軌上相隔一定距離放置兩根長度均為l的金屬棒，a棒質(zhì)量為m，電阻為R，b棒質(zhì)量為2m，電阻為2R，現(xiàn)給a棒一個(gè)水平向右的初速度v0，已知a棒在以后的運(yùn)動過程中沒有與b棒發(fā)生碰撞，當(dāng)a棒的速度減為時(shí)，b棒剛好碰到了障礙物立即停止運(yùn)動，而a棒仍繼續(xù)運(yùn)動，則下列說法正確的是()Ab棒碰到障礙物前瞬間的速度為B在b棒停止運(yùn)動前b棒產(chǎn)生的焦耳熱為QbmvCb棒停止運(yùn)動后，a棒繼續(xù)滑行的距離為Db棒停止運(yùn)動后，a棒繼續(xù)滑行的距離為6(多選)(2019·煙臺高三診斷)如圖所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為M，邊長為l，電阻為R的正方形均勻金屬線框，BC邊與虛線PQ平行，PQ右側(cè)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度大于l，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.線框通過一水平細(xì)線繞過光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)由靜止釋放物體，當(dāng)線框有一半進(jìn)入磁場時(shí)已勻速運(yùn)動，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，線框從開始運(yùn)動到AD邊剛進(jìn)入磁場過程中()A剛釋放線框的瞬間，線框的加速度為B細(xì)繩拉力的最小值為C線框恰全部進(jìn)入磁場時(shí)，產(chǎn)生的熱量等于mglD線框有一半進(jìn)入磁場時(shí)與線框AD邊剛進(jìn)入磁場時(shí)BC兩端的電壓大小之比為347(多選)如圖所示，寬為L的水平光滑金屬軌道上放置一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN，軌道左端通過一個(gè)單刀雙擲開關(guān)與一個(gè)電容器和一個(gè)阻值為R的電阻連接，勻強(qiáng)磁場的方向與軌道平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電容器的電容為C，金屬軌道和導(dǎo)體棒的電阻不計(jì)現(xiàn)將開關(guān)撥向“1”，導(dǎo)體棒MN在水平向右的恒力F作用下由靜止開始運(yùn)動，經(jīng)時(shí)間t0后，將開關(guān)S撥向“2”，再經(jīng)時(shí)間t，導(dǎo)體棒MN恰好開始勻速向右運(yùn)動下列說法正確的是()A開關(guān)撥向“1”時(shí)，金屬棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動Bt0時(shí)刻電容器所帶的電荷量為C開關(guān)撥向“2”后，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動的速率為D開關(guān)撥向“2”后t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒通過的位移為8(多選)如圖，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，兩部分平滑連接，固定在水平面上，右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從彎曲導(dǎo)軌上高為h處由靜止釋放，到達(dá)磁場右邊界處恰好停止已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中(重力加速度為g)()A金屬棒中的最大電流為B金屬棒克服安培力做的功為mghC通過金屬棒的電荷量為D金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為mg(hd)熱點(diǎn)11電磁感應(yīng)問題分析1解析：選A.設(shè)線圈的電阻為R，線圈切割磁感線的有效長度為l，則安培力的大小為F，方向一直沿x軸負(fù)方向在0這段時(shí)間內(nèi)，有效長度l增大，所以F增大且Ft圖線的斜率的絕對值增大；在這段時(shí)間內(nèi)，有效長度lL不變，所以F大小不變且t時(shí)刻F突然變小；在這段時(shí)間內(nèi)，有效長度l增大，所以F增大且Ft圖線的斜率的絕對值增大綜上所述，A項(xiàng)正確2解析：選BC.由BS效(B0kt)·(L2L2cos 37°)1.8(B0kt)L2，故A錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，產(chǎn)生的感生電動勢，由法拉第電磁感應(yīng)定律得En·Sk·(L2L2cos 37°)1.8kL2，由閉合電路歐姆定律得I，則C正確；由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向俯視為順時(shí)針方向，即電流方向?yàn)閺腷到a，B正確；因感應(yīng)電流大小恒定，則細(xì)桿所受的安培力FBIL因B逐漸增大而增大，由左手定則知方向水平向右，對桿，由平衡知識可得mgsin fBILcos ，則摩擦力先向上逐漸減小到零，后向下逐漸增大，D錯(cuò)誤3解析：選BD.由右手定則可知導(dǎo)體棒ab中電流的方向?yàn)橛蒩到b，A錯(cuò)誤；感應(yīng)電動勢EBlv0.5×1×4 V2 V，則c、d兩端的電壓UcdE1 V，B正確；由于d、e，c、f間電阻中沒有電流流過，故UdeUcf0，所以UfeUcd1 V，C錯(cuò)誤，D正確4解析：選AD.由右手定則可以判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)?俯視)順時(shí)針方向，選項(xiàng)A正確；由左手定則可以判斷，此時(shí)圓環(huán)受到的安培力向上，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由牛頓第二定律可得加速度ag，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)重力等于安培力時(shí)速度達(dá)到最大，可得vm，選項(xiàng)D正確5解析：選BC.設(shè)b棒碰到障礙物前瞬間的速度為v2，b棒碰到障礙物前兩棒組成的系統(tǒng)動量守恒，則mv0m2mv2，解得v2，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在b棒停止運(yùn)動前，根據(jù)能量守恒定律可得a棒和b棒產(chǎn)生的總焦耳熱QQaQbmvm×2mvmv，Qb2Qa，解得Qbmv，所以選項(xiàng)B正確；a棒單獨(dú)向右滑行的過程中，當(dāng)其速度為v時(shí)，所受的安培力大小為F安BIlv，根據(jù)動量定理有F安tmv，所以有(m·v)，可得xm，b棒停止運(yùn)動后a棒繼續(xù)前進(jìn)的距離x，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤6解析：選BCD.剛釋放線框的瞬間，設(shè)繩子拉力為T，線框加速度為a.以m為研究對象，mgTma，TMa，可得a，T.進(jìn)入磁場后加速度變小，故拉力變大，因此釋放瞬間細(xì)繩拉力最小值為T；當(dāng)全部進(jìn)入磁場時(shí)，Tmg，TFA，產(chǎn)生的電動勢為EBlv，電路中的電流I，F(xiàn)ABIl，可得勻速時(shí)速度v.由能量守恒定律，mgl(Mm)v2Q，可得產(chǎn)生的熱量Qmgl(Mm)·；線框有一半進(jìn)入磁場時(shí)，BC兩端的電壓UBlv，框AD邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，電路電流為零，BC兩端的電壓UBlv，兩次電壓大小之比為34.綜上分析，B、C、D正確7解析：選BCD.開關(guān)撥向“1”時(shí)，設(shè)在極短時(shí)間t內(nèi)流過導(dǎo)體棒的電荷量為Q，則電路中的瞬時(shí)電流為I，電容器兩端的電壓UBLv，電荷量QCU，則QCUCBLv，可得ICBLCBLa；對導(dǎo)體棒，由牛頓第二定律得FBILma，聯(lián)立得導(dǎo)體棒的瞬時(shí)加速度為a，由于加速度表達(dá)式中的各個(gè)物理量都不隨時(shí)間、位移變化，由此可知導(dǎo)體棒的加速度不變，即導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動，選項(xiàng)A錯(cuò)誤t0時(shí)刻導(dǎo)體棒MN的速度vat0，電容器兩極板間的電壓UBLvBLat0，電荷量QCU，則Q，選項(xiàng)B正確由F安BIL，I，EBLv，聯(lián)立解得F安，開關(guān)撥向“2”后，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時(shí)，有FF安，解得v，選項(xiàng)C正確開關(guān)撥向“2”后t時(shí)間內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律得FF安Fmam，則Fttmv，得Ftm，解得位移x·，選項(xiàng)D正確8解析：選CD.由機(jī)械能守恒定律知，金屬棒沿光滑導(dǎo)軌下滑，mghmv2，解得金屬棒到達(dá)磁場左邊界時(shí)速度v，金屬棒以初速度v進(jìn)入磁場區(qū)域切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流最大，產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢為EmBL，最大感應(yīng)電流Im，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于金屬棒與平直部分導(dǎo)軌有摩擦，根據(jù)功能關(guān)系，金屬棒克服摩擦力做的功與克服安培力做的功的代數(shù)和等于mgh，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由E，I，qIt，BLd，聯(lián)立解得通過金屬棒的電荷量q，選項(xiàng)C正確；設(shè)金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則電阻產(chǎn)生的焦耳熱也為Q，由能量守恒定律有，mgd2Qmgh，解得Qmg(hd)，選項(xiàng)D正確- 6 -