2019年高考物理 真題同步分類解析 專題07 電磁感應(yīng)與交流電（含解析）

專題07電磁感應(yīng) 1. （2019全國1卷20）空間存在一方向與直面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖（a）中虛線MN所示，一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為、橫截面積為S，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上。t=0時磁感應(yīng)強度的方向如圖（a）所示：磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，則在t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)（ ）A圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時針方向C圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為D圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢大小為【答案】BC 【解析】根據(jù)楞次定律，圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時針方向，B正確；根據(jù)左手定則，圓環(huán)所受安培力的方向先向左后向右，A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢大小為,D錯誤；根據(jù)歐姆定律，圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小,其中,得=，C正確。2. （全國2卷21）如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為，導(dǎo)軌電阻忽略不計。虛線ab、cd均與導(dǎo)軌垂直，在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進入磁場開始計時，加速度恰好為零。從PQ進入磁場開始計時，到MN離開磁場區(qū)域為止，流過PQ的電流隨時間變化的圖像可能正確的是（ ）【答案】AD【解析】因為PQ進入磁場開始計時，加速度恰好為零，所以在MN進入磁場前，感應(yīng)電流不變。如果PQ離開磁場后過一段時間MN才進入磁場，MN進入磁場后的速度與PQ在磁場質(zhì)點速度相等，所以感應(yīng)電流大小相等，（兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放），方向相反，A正確。如果在PQ還沒有離開磁場，MN就進入磁場，在PQ離開磁場前，PQ和MN都在磁場中，由于速度相等，感應(yīng)電流為零。當(dāng)PQ離開磁場后，MN中的感應(yīng)電流與原PQ中的感應(yīng)電流大小相等，但在回路中的方向相反（原來PQ為電源，后來MN為電源），所以D正確。顯然，D比A時間短。圖左：PQ在磁場內(nèi)，MN在磁場外，PQ中的電流方向從Q向P 圖右：PQ在磁場外，MN在磁場內(nèi)，PQ中的電流方向從P向Q3. （全國3卷14）楞次定律是下列哪個定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)？（ ）A電阻定律 B庫侖定律C歐姆定律 D能量守恒定律【答案】D 【解析】楞次定律的“增反減同”是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。4. （全國3卷19）如圖，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上。t=0時，棒ab以初速度v0向右滑動。運動過程中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用I表示。下列圖像中可能正確的是（ ）【答案】AC【解析】因為感應(yīng)電流，ab受安培力作用，速度v1不斷減小，根據(jù)動量守恒，所以A正確B錯誤；感應(yīng)電動勢，電流，隨著速度減小，感應(yīng)電流I減小但不是線性的，所以C正確D錯誤。5. （北京卷22）（16分）如圖所示，垂直于紙面的勻強磁場磁感應(yīng)強度為B。紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd，其邊長為L，總電阻為R，ad邊與磁場邊界平行。從ad邊剛進入磁場直至bc邊剛要進入的過程中，線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運動，求：（1）感應(yīng)電動勢的大小E；（2）拉力做功的功率P；（3）ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q?！敬鸢浮浚?6分）（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動勢E=BLv（2）線圈中的感應(yīng)電流 拉力大小等于安培力大小F=BIL拉力的功率（3）線圈ab邊電阻時間ab邊產(chǎn)生的焦耳熱6. （天津卷8）單匝閉合矩形線框電阻為，在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線框的磁通量與時間的關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是（ ）A.時刻線框平面與中性面垂直B.線框的感應(yīng)電動勢有效值為C.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為D.從到過程中線框的平均感應(yīng)電動勢為【答案】BC【解析】逐項研究A. 因為t=0時線框在中性面，所以A錯誤；B.感應(yīng)電動勢，其中最大值，所以有效值為，其中，,代入得，B正確；C. 線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功轉(zhuǎn)化為電能，其中電流，代入得W=，C正確；D. 從到過程中線框的平均感應(yīng)電動勢為，D錯誤。所以本題選BC。7. （天津卷11）（18分）如圖所示，固定在水平面上間距為的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒和長度也為、電阻均為，兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。兩端通過開關(guān)與電阻為的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為。的質(zhì)量為，金屬導(dǎo)軌足夠長，電阻忽略不計。（1）閉合，若使保持靜止，需在其上加多大的水平恒力，并指出其方向；（2）斷開，在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為的加速過程中流過的電荷量為，求該過程安培力做的功?！敬鸢浮浚?8分）（1）設(shè)線圈中的感應(yīng)電動勢為，由法拉第電磁感應(yīng)定律，則設(shè)與并聯(lián)的電阻為，有閉合時，設(shè)線圈中的電流為，根據(jù)閉合電路歐姆定律得設(shè)中的電流為，有設(shè)受到的安培力為，有保持靜止，由受力平衡，有聯(lián)立式得方向水平向右。（2）設(shè)由靜止開始到速度大小為的加速過程中，運動的位移為，所用時間為，回路中的磁通量變化為，平均感應(yīng)電動勢為，有其中設(shè)中的平均電流為，有根據(jù)電流的定義得由動能定理，有聯(lián)立式得【解析】，所以，又，代入12式得。8.（江蘇卷14）（15分）如圖所示，勻強磁場中有一個用軟導(dǎo)線制成的單匝閉合線圈，線圈平面與磁場垂直已知線圈的面積S=0.3 m2、電阻R=0.6 ，磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2 T.現(xiàn)同時向兩側(cè)拉動線圈，線圈的兩邊在t=0.5s時間內(nèi)合到一起求線圈在上述過程中（1）感應(yīng)電動勢的平均值E；（2）感應(yīng)電流的平均值I，并在圖中標(biāo)出電流方向；（3）通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q【答案】（1）感應(yīng)電動勢的平均值磁通量的變化解得，代入數(shù)據(jù)得E=0.12 V（2）平均電流代入數(shù)據(jù)得I=0.2 A（電流方向見圖3）（3）電荷量 q=It 代入數(shù)據(jù)得q=0.1 C9.（江蘇卷1）某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1：10，當(dāng)輸入電壓增加20 V時，輸出電壓（ ）A降低2 V B. 增加2 V C. 降低200 V D. 增加200 V【答案】D 【解析】變壓比公式，解得. 8