2019-2020年高考物理試題分類匯編 專題十 電磁感應.doc

2019-2020年高考物理試題分類匯編 專題十 電磁感應考點一　電磁感應現象　楞次定律1.(xx北京理綜,20,6分)利用所學物理知識,可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關問題IC卡內部有一個由電感線圈L和電容C構成的LC振蕩電路公交車上的讀卡機(刷卡時“嘀”的響一聲的機器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波刷卡時,IC卡內的線圈L中產生感應電流,給電容C充電,達到一定的電壓后,驅動卡內芯片進行數據處理和傳輸下列說法正確的是(　　)A.IC卡工作所需要的能量來源于卡內的電池B.僅當讀卡機發(fā)射該特定頻率的電磁波時,IC卡才能有效工作C.若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率,則線圈L中不會產生感應電流D.IC卡只能接收讀卡機發(fā)射的電磁波,而不能向讀卡機傳輸自身的數據信息答案　B　2.(xx山東理綜,17,6分)(多選)如圖,一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉動現施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場,圓盤開始減速在圓盤減速過程中,以下說法正確的是(　　)A.處于磁場中的圓盤部分,靠近圓心處電勢高B.所加磁場越強越易使圓盤停止轉動C.若所加磁場反向,圓盤將加速轉動D.若所加磁場穿過整個圓盤,圓盤將勻速轉動答案　ABD　考點二　法拉第電磁感應定律　自感和渦流1.(xx課標Ⅰ,19,6分)(多選)1824年,法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。

實驗中將一銅圓盤水平放置,在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針,如圖所示實驗中發(fā)現,當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉時,磁針也隨著一起轉動起來,但略有滯后下列說法正確的是(　　)A.圓盤上產生了感應電動勢B.圓盤內的渦電流產生的磁場導致磁針轉動C.在圓盤轉動的過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流,此電流產生的磁場導致磁針轉動答案　AB　2.(xx安徽理綜,19,6分)如圖所示,abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導軌,間距為l,導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場,磁感應強度大小為B,導軌電阻不計已知金屬桿MN傾斜放置,與導軌成θ角,單位長度的電阻為r,保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好)則(　　)A.電路中感應電動勢的大小為 B.電路中感應電流的大小為 C.金屬桿所受安培力的大小為 D.金屬桿的熱功率為 答案　B　3.(xx福建理綜,18,6分)如圖,由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內且處于方向豎直向下的勻強磁場B中一接入電路電阻為R的導體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動,滑動過程PQ始終與ab垂直,且與線框接觸良好,不計摩擦。

在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中(　　)A.PQ中電流先增大后減小B.PQ兩端電壓先減小后增大C.PQ上拉力的功率先減小后增大D.線框消耗的電功率先減小后增大答案　C　4.(xx海南單科,2,3分)如圖,空間有一勻強磁場,一直金屬棒與磁感應強度方向垂直,當它以速度v沿與棒和磁感應強度都垂直的方向運動時,棒兩端的感應電動勢大小為ε;將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折線,置于與磁感應強度相垂直的平面內,當它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運動時,棒兩端的感應電動勢大小為ε則等于(　　)A. B. C.1 D.答案　B　5.(xx課標Ⅱ,15,6分)如圖,直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中,磁感應強度大小為B,方向平行于ab邊向上當金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉動時,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(　　)A.Ua>Uc,金屬框中無電流B.Ub>Uc,金屬框中電流方向沿a-b-c-aC.Ubc=-Bl2ω,金屬框中無電流D.Uac=Bl2ω,金屬框中電流方向沿a-c-b-a答案　C　6.(xx重慶理綜,4,6分)圖為無線充電技術中使用的受電線圈示意圖,線圈匝數為n,面積為S。

若在t1到t2時間內,勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈,其磁感應強度大小由B1均勻增加到B2,則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差φa-φb(　　)A.恒為 B.從0均勻變化到 C.恒為 - D.從0均勻變化到 -答案　C　10.(xx重慶理綜,7,15分)音圈電機是一種應用于硬盤、光驅等系統(tǒng)的特殊電動機如圖是某音圈電機的原理示意圖,它由一對正對的磁極和一個正方形剛性線圈構成,線圈邊長為L,匝數為n,磁極正對區(qū)域內的磁感應強度方向垂直于線圈平面豎直向下,大小為B,區(qū)域外的磁場忽略不計線圈左邊始終在磁場外,右邊始終在磁場內,前后兩邊在磁場內的長度始終相等某時刻線圈中電流從P流向Q,大小為I1)求此時線圈所受安培力的大小和方向2)若此時線圈水平向右運動的速度大小為v,求安培力的功率答案　(1)nIBL　水平向右　(2)nIBLv11.(xx浙江理綜,24,20分)小明同學設計了一個“電磁天平”,如圖1所示,等臂天平的左臂為掛盤,右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡線圈的水平邊長L=0.1 m,豎直邊長H=0.3 m,匝數為N1線圈的下邊處于勻強磁場內,磁感應強度B0=1.0 T,方向垂直線圈平面向里。

線圈中通有可在0~2.0 A范圍內調節(jié)的電流I掛盤放上待測物體后,調節(jié)線圈中電流使天平平衡,測出電流即可測得物體的質量重力加速度取g=10 m/s2)圖1(1)為使電磁天平的量程達到0.5 kg,線圈的匝數N1至少為多少?(2)進一步探究電磁感應現象,另選N2=100匝、形狀相同的線圈,總電阻R=10 Ω不接外電流,兩臂平衡如圖2所示,保持B0不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場,且磁感應強度B隨時間均勻變大,磁場區(qū)域寬度d=0.1 m當掛盤中放質量為0.01 kg的物體時,天平平衡,求此時磁感應強度的變化率圖2答案　(1)25　(2)0.1 T/s12.(xx北京理綜,22,16分)如圖所示,足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置,寬度L=0.4 m,一端連接R=1 Ω的電阻導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場,磁感應強度B=1 T導體棒MN放在導軌上,其長度恰好等于導軌間距,與導軌接觸良好導軌和導體棒的電阻均可忽略不計在平行于導軌的拉力F作用下,導體棒沿導軌向右勻速運動,速度v=5 m/s求:(1)感應電動勢E和感應電流I;(2)在0.1 s時間內,拉力的沖量IF的大小;(3)若將MN換為電阻r=1 Ω的導體棒,其他條件不變,求導體棒兩端的電壓U。

答案　(1)2 V　2 A　(2)0.08 Ns　(3)1 V13.(xx海南單科,13,10分)如圖,兩平行金屬導軌位于同一水平面上,相距l(xiāng),左端與一電阻R相連;整個系統(tǒng)置于勻強磁場中,磁感應強度大小為B,方向豎直向下一質量為m的導體棒置于導軌上,在水平外力作用下沿導軌以速率v勻速向右滑動,滑動過程中始終保持與導軌垂直并接觸良好已知導體棒與導軌間的動摩擦因數為μ,重力加速度大小為g,導軌和導體棒的電阻均可忽略求(1)電阻R消耗的功率;(2)水平外力的大小答案　(1)　(2)+μmg14.(xx江蘇單科,13,15分)做磁共振(MRI)檢查時,對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產生感應電流某同學為了估算該感應電流對肌肉組織的影響,將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈,線圈的半徑r=5.0 cm,線圈導線的截面積A=0.80 cm2,電阻率ρ=1.5 Ωm如圖所示,勻強磁場方向與線圈平面垂直,若磁感應強度B在0.3 s內從1.5 T均勻地減為零,求:(計算結果保留一位有效數字)(1)該圈肌肉組織的電阻R;(2)該圈肌肉組織中的感應電動勢E;(3)0.3 s內該圈肌肉組織中產生的熱量Q。

答案　(1)6103 Ω　(2)410-2 V　(3)810-8 J考點三　電磁感應中的圖象問題1.(xx山東理綜,19,6分)如圖甲,R0為定值電阻,兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內左端連接在一周期為T0的正弦交流電源上,經二極管整流后,通過R0的電流i始終向左,其大小按圖乙所示規(guī)律變化規(guī)定內圓環(huán)a端電勢高于b端時,a、b間的電壓uab為正,下列uab-t圖像可能正確的是(　　)圖甲圖乙答案　C　考點四　電磁感應的綜合問題1.(xx江蘇單科,4,3分)如圖所示,用天平測量勻強磁場的磁感應強度下列各選項所示的載流線圈匝數相同,邊長MN相等,將它們分別掛在天平的右臂下方線圈中通有大小相同的電流,天平處于平衡狀態(tài)若磁場發(fā)生微小變化,天平最容易失去平衡的是(　　)答案　A　6.(xx廣東理綜,35,18分)如圖(a)所示,平行長直金屬導軌水平放置,間距L=0.4 m導軌右端接有阻值R=1 Ω的電阻導體棒垂直放置在導軌上,且接觸良好導體棒及導軌的電阻均不計導軌間正方形區(qū)域abcd內有方向豎直向下的勻強磁場,b、d連線與導軌垂直,長度也為L從0時刻開始,磁感應強度B的大小隨時間t變化,規(guī)律如圖(b)所示;同一時刻,棒從導軌左端開始向右勻速運動,1 s后剛好進入磁場。

若使棒在導軌上始終以速度v=1 m/s 做直線運動,求:(1)棒進入磁場前,回路中的電動勢E;(2)棒在運動過程中受到的最大安培力F,以及棒通過三角形abd區(qū)域時電流i與時間t的關系式a)(b)答案　(1)0.04 V(2)0.04 N　i=t-1(1 s≤t≤1.2 s)7.(xx四川理綜,11,19分)如圖所示,金屬導軌MNC和PQD,MN與PQ平行且間距為L,所在平面與水平面夾角為α,N、Q連線與MN垂直,M、P間接有阻值為R的電阻;光滑直導軌NC和QD在同一水平面內,與NQ的夾角都為銳角θ,均勻金屬棒ab和ef質量均為m,長均為L,ab棒初始位置在水平導軌上與NQ重合;ef棒垂直放在傾斜導軌上,與導軌間的動摩擦因數為μ(μ較小),由導軌上的小立柱1和2阻擋而靜止空間有方向豎直的勻強磁場(圖中未畫出)兩金屬棒與導軌保持良好接觸不計所有導軌和ab棒的電阻,ef棒的阻值為R,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,忽略感應電流產生的磁場,重力加速度為g1)若磁感應強度大小為B,給ab棒一個垂直于NQ、水平向右的速度v1,在水平導軌上沿運動方向滑行一段距離后停止,ef棒始終靜止,求此過程ef棒上產生的熱量;(2)在(1)問過程中,ab棒滑行距離為d,求通過ab棒某橫截面的電量;(3)若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平導軌上向右勻速運動,并在NQ位置時取走小立柱1和2,且運動過程中ef棒始終靜止。

求此狀態(tài)下最強磁場的磁感應強度及此磁場下ab棒運動的最大距離答案　(1)m　(2)　(3)ab棒滑行距離為x時,ab棒在導軌間的棒長Lx為Lx=L-2x cot θ此時,ab棒產生電動勢Ex為Ex=Bv2Lx流過ef棒的電流Ix為Ix=ef棒所受安培力Fx為Fx=BIxL聯立~,解得Fx=(L-2x cot θ)由式可得,Fx在x=0和B為最大值Bm時有最大值F1由題知,ab棒所受安培力方向必水平向左,ef棒所受安培力方向必水平向右,使F1為最大值的受力分析如圖所示,圖中fm為最大靜摩擦力,有F1 cos α=mg sin α+μ(mg cos α+F1 sin α)聯立,得Bm=式就是題目所求最強磁場的磁感應強度大小,該磁場方向可豎直向上,也可豎直向下由式可知,B為Bm時,Fx隨x增大而減小,x為最大xm時,Fx為最小值F2,如圖可知F2 cos α+μ(mg cos α+F2 sin α)=mg sin α聯立,得xm=說明:式各1分,式2分,正確說明磁場方向得1分8.(xx天津理綜,11,18分)如圖所示,“凸”字形硬質金屬線框質量為m,相鄰各邊互相垂直,且處于同一豎直平面內,ab邊長為l,cd邊長為2l,ab與cd平行,間距為2l。

勻強磁場區(qū)域的上下邊界均水平,磁場方向垂直于線框所在平面開始時,cd邊到磁場上邊界的距離為2l,線框由靜止釋放,從cd邊進入磁場直到ef、pq邊進入磁場前,線框做勻速運動在ef、pq邊離開磁場后,ab邊離開磁場之前,線框又做勻速運動線框完全穿過磁場過程中產生的熱量為Q線框在下落過程中始終處于原豎直平面內,且ab、cd邊保持水平,重力加速度為g求(1)線框ab邊將離開磁場時做勻速運動的速度大小是cd邊剛進入磁場時的幾倍;(2)磁場上下邊界間的距離H答案　(1)4倍　(2)+28l。