(新課標(biāo))2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題九 電磁感應(yīng) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練43.doc
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課時(shí)跟蹤訓(xùn)練(四十三)落實(shí)雙基基礎(chǔ)鞏固1.如圖,空間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,當(dāng)它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直的方向運(yùn)動(dòng)時(shí),棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E,將此棒彎成兩段長(zhǎng)度相等且相互垂直的折線,置于與磁感應(yīng)強(qiáng)度相垂直的平面內(nèi),當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí),棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E.則等于()A. B. C1 D.解析設(shè)折彎前導(dǎo)體切割磁感線的長(zhǎng)度為L(zhǎng),運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLv;折彎后,導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng) L,故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLvBLvE,所以,B正確答案B2(多選)如圖所示,水平放置的光滑金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌MM和NN之間接有電阻R,導(dǎo)軌左、右兩區(qū)域分別存在方向相反且與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),設(shè)左、右區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1和B2,虛線為兩區(qū)域的分界線一根阻值也為R的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上并與其垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì)若金屬棒ab在恒定外力F的作用下從左邊的磁場(chǎng)區(qū)域距離磁場(chǎng)邊界x處勻速運(yùn)動(dòng)到右邊的磁場(chǎng)區(qū)域距離磁場(chǎng)邊界x處,下列說法正確的是()A當(dāng)金屬棒通過磁場(chǎng)邊界時(shí),通過電阻R的電流反向B當(dāng)金屬棒通過磁場(chǎng)邊界時(shí),金屬棒受到的安培力反向C金屬棒在題設(shè)的運(yùn)動(dòng)過程中,通過電阻R的電荷量等于零D金屬棒在題設(shè)的運(yùn)動(dòng)過程中,回路中產(chǎn)生的熱量等于Fx解析金屬棒的運(yùn)動(dòng)方向不變,磁場(chǎng)方向反向,則電流方向反向,A正確;電流方向反向,磁場(chǎng)也反向時(shí),安培力的方向不變,B錯(cuò)誤;由q知,因?yàn)槌?、末狀態(tài)磁通量相等,所以通過電阻R的電荷量等于零,C正確;由于金屬棒勻速運(yùn)動(dòng),所以動(dòng)能不變,即外力做功全部轉(zhuǎn)化為電熱,Q2Fx,D錯(cuò)誤答案AC3(2018浙江金華永康模擬)如圖所示為安檢門原理圖,左邊門框中有一通電線圈,右邊門框中有一接收線圈工作過程中某段時(shí)間內(nèi)通電線圈中存在順時(shí)針方向(電流方向均為從左向右看)均勻增大的電流,則()A無金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流為順時(shí)針方向B無金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流增大C有金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流為順時(shí)針方向D有金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化解析無金屬片通過時(shí),左側(cè)通電線圈中有不斷增大的順時(shí)針方向的電流,知穿過右側(cè)接收線圈的磁通量向右,且增大,根據(jù)楞次定律,右側(cè)線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流,故A錯(cuò)誤;無金屬片通過時(shí),通電線圈中存在順時(shí)針方向均勻增大的電流,則通電線圈中的磁通量均勻增大,所以穿過右側(cè)接收線圈中的磁通量均勻增大,則磁通量的變化率是定值,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,接收線圈中的感應(yīng)電流不變,故B錯(cuò)誤;結(jié)合A的分析可知,即使有金屬片通過,接收線圈中的感應(yīng)電流仍然為逆時(shí)針方向,故C錯(cuò)誤;有金屬片通過時(shí),則穿過金屬片的磁通量發(fā)生變化,金屬片中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的方向與接收線圈中的感應(yīng)電流的方向相同,所以也會(huì)將該空間中的磁場(chǎng)的變化削弱一些,引起接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化,故D正確答案D4(2017北京朝陽期末)隨著新能源轎車的普及,無線充電技術(shù)得到進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用一般給大功率電動(dòng)汽車充電時(shí)利用的是電磁感應(yīng)原理如圖所示,由地面供電裝置(主要裝置是線圈和電源)將電能傳送至電動(dòng)車底部的感應(yīng)裝置(主要裝置是線圈),該裝置使用接收到的電能對(duì)車載電池進(jìn)行充電,供電裝置與車身接收裝置之間通過磁場(chǎng)傳送能量,由于電磁輻射等因素,其能量傳輸效率只能達(dá)到90%左右無線充電樁一般采用平鋪式放置,用戶無需下車、無需插電即可對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行充電目前,無線充電樁可以允許的充電有效距離一般為1525 cm,允許的錯(cuò)位誤差一般為15 cm左右下列說法正確的是()A無線充電樁的優(yōu)越性之一是在百米開外也可以對(duì)電動(dòng)車快速充電B車身感應(yīng)線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化C車身感應(yīng)線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與地面供電線圈中電流的磁場(chǎng)方向相反D若線圈均采用超導(dǎo)材料,則能量的傳輸效率有望達(dá)到100%解析無線充電樁可以允許的充電有效距離一般為1525 cm,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律,車身感應(yīng)線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,選項(xiàng)B正確;車身感應(yīng)線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可能與地面供電線圈中電流的磁場(chǎng)方向相同,也可能相反,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于電磁輻射等因素,能量的傳輸效率不會(huì)達(dá)到100%,選項(xiàng)D錯(cuò)誤綜上本題選B.答案B5(多選)在如圖1所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),設(shè)圖1所示磁場(chǎng)方向?yàn)檎鸥袘?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖2所示邊長(zhǎng)為l,電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面,此時(shí)線框ab邊的發(fā)熱功率為P,則()A線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為B線框中感應(yīng)電流為2 C線框cd邊的發(fā)熱功率為Db端電勢(shì)高于a端電勢(shì)解析由題圖2可知,在每個(gè)周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大,線框中產(chǎn)生大小恒定的感應(yīng)電流,設(shè)感應(yīng)電流為I,則對(duì)ab邊有,PI2R,得I2,由閉合電路歐姆定律得,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EIR2,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,El2,由題圖2知,聯(lián)立解得,E,故A錯(cuò)誤,B正確;線框的四邊電阻相等,電流相等,則發(fā)熱功率相等,都為P,故C錯(cuò)誤;由楞次定律判斷可知,線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,則b端電勢(shì)高于a端電勢(shì),故D正確答案BD6(多選)如圖所示,在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯,現(xiàn)接通交流電源,過了幾分鐘,杯內(nèi)的水沸騰起來若要縮短上述加熱時(shí)間,下列措施可行的有()A增加線圈的匝數(shù)B提高交流電源的頻率C將金屬杯換為瓷杯D取走線圈中的鐵芯解析當(dāng)電磁鐵接通交流電源時(shí),金屬杯處在變化的磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱,使水溫升高要縮短加熱時(shí)間,需增大渦電流,即增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或減小電阻增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻率都是為了增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瓷杯不能產(chǎn)生渦電流,取走鐵芯會(huì)導(dǎo)致磁性減弱所以選項(xiàng)A、B正確,C、D錯(cuò)誤答案AB7(2017江蘇鹽城月考)如圖所示,金屬三角形導(dǎo)軌COD上放有一根足夠長(zhǎng)的金屬棒MN,拉動(dòng)MN使它以速度v從O點(diǎn)開始在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右勻速平動(dòng)若導(dǎo)軌和金屬棒是粗細(xì)相同的均勻?qū)w,它們的電阻率相同,則在MN運(yùn)動(dòng)過程中閉合回路的()A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變 B感應(yīng)電流逐漸增大C感應(yīng)電流將保持不變 D感應(yīng)電流逐漸減小解析拉動(dòng)MN使它以速度v在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右勻速平動(dòng),t時(shí)刻,MN切割磁感線的有效長(zhǎng)度lvttan,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlvBv2ttan,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;粗細(xì)相同的均勻?qū)w,它們的電阻率相同,單位長(zhǎng)度電阻相同,設(shè)為R,回路總電阻R總RRvt,產(chǎn)生的感應(yīng)電流I是一恒量,選項(xiàng)C正確,BD錯(cuò)誤答案C8(2017福建單科質(zhì)檢)如圖,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一固定金屬線框PMNQ,線框平面與磁感線垂直,線框?qū)挾葹長(zhǎng).導(dǎo)體棒CD垂直放置在線框上,并以垂直于棒的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒與金屬線框保持良好接觸(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律En,推導(dǎo)MNCDM回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv;(2)已知B0.2 T,L0.4 m,v5 m/s,導(dǎo)體棒接入電路中的有效電阻R0.5 ,金屬線框電阻不計(jì),求:導(dǎo)體棒所受到的安培力大小和方向;回路中的電功率解析(1)設(shè)在t時(shí)間內(nèi)MNCDM回路面積的變化量為S,磁通量的變化量為,則SLvtBSBLvt根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,得EBLv(2)MNCDM回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv回路中的電流強(qiáng)度I導(dǎo)體棒受到的安培力FBIL將已知數(shù)據(jù)代入解得F0.064 N安培力的方向與速度方向相反回路中的電功率PEI將已知數(shù)據(jù)代入解得P0.32 W答案(1)見解析(2)0.064 N,安培力的方向與速度方向相反0.32 W素能培養(yǎng)9(多選)(2017遼寧盤錦高中月考)如圖所示,傾角為的光滑平行導(dǎo)軌上端接入一定值電阻R,和是邊長(zhǎng)都為L(zhǎng)的兩正方形磁場(chǎng)區(qū)域,其區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向都垂直于導(dǎo)軌平面向上,區(qū)域中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,恒定不變,區(qū)域中的磁場(chǎng)隨時(shí)間按B2kt變化,一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿穿過區(qū)域垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上,并恰能保持靜止,則下列說法正確的是()A通過金屬桿的電流大小為B通過金屬桿的電流方向是從a到bC定值電阻的阻值為rD定值電阻的阻值為解析對(duì)金屬桿,根據(jù)平衡關(guān)系,結(jié)合安培力公式,則有mgsinB1IL,解得I,故A正確;根據(jù)楞次定律,區(qū)域中磁場(chǎng)均勻增大,感應(yīng)電流為順時(shí)針方向(從上往下看),通過金屬桿的電流方向是從b到a,故B錯(cuò)誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律,則有EkL2,且由閉合電路歐姆定律知I,故Rrr,故C正確,D錯(cuò)誤答案AC10(多選)(2017河北石家莊檢測(cè))如圖下圖甲所示,質(zhì)量m3.0103 kg的“”形金屬細(xì)框豎直放置在兩水銀槽中,“”形框的水平細(xì)桿CD長(zhǎng)l0.20 m,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B11.0 T、方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一匝數(shù)n300、面積S0.01 m2的線圈通過開關(guān)K與兩水銀槽相連線圈處于與線圈平面垂直、沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示t0.22 s時(shí)閉合開關(guān)K,瞬間細(xì)框跳起(細(xì)框跳起瞬間安培力遠(yuǎn)大于重力),跳起的最大高度h0.20 m不計(jì)空氣阻力,重力加速度g10 m/s2,下列說法正確的是()A00.10 s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為3 VB開關(guān)K閉合瞬間,CD中的電流方向由C到DC磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向豎直向下D開關(guān)K閉合瞬間,通過細(xì)桿CD的電荷量為0.03 C解析由法拉第電磁感應(yīng)定律知,00.10 s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為EnnS3000.01 V30 V,則選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t0.22 s時(shí)閉合開關(guān)K,瞬間細(xì)框跳起,由左手定則知CD中的電流方向由C到D,則選項(xiàng)B正確;由CD中的電流方向和楞次定律知磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向豎直向上,則選項(xiàng)C錯(cuò)誤;開關(guān)K閉合瞬間(細(xì)框跳起瞬間安培力遠(yuǎn)大于重力),由動(dòng)量定理有Ftpmv0,而v2 m/s,安培力FB1Il,F(xiàn)tB1Iltmv,故通過細(xì)桿CD的電荷量為qIt C0.03 C,選項(xiàng)D正確答案BD11(多選)(2017湖北襄陽聯(lián)考)半徑分別為r和2r的同心圓導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),一長(zhǎng)為r、電阻為R的均勻直金屬棒ab置于圓導(dǎo)軌上面,ba的延長(zhǎng)線通過圓導(dǎo)軌中心O點(diǎn),裝置的俯視圖如圖所示,整個(gè)裝置處于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向豎直向下在兩環(huán)之間接有阻值為R的定值電阻和電容為C的電容器直金屬棒在水平外力作用下以角速度繞O點(diǎn)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸導(dǎo)線和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)下列說法正確的是()A金屬棒中電流從a流向bB金屬棒兩端電壓為B2rC電容器的M板帶正電D電容器所帶電荷量為CBr2解析根據(jù)右手定則可知,金屬棒ab逆時(shí)針切割磁感線時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從b到a,A錯(cuò)誤;根據(jù)E感BL以及vr可得金屬棒切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E感BLBrBr2,切割磁感線的金屬棒相當(dāng)于電源,則ab兩端的電壓相當(dāng)于電源的路端電壓,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知UabE感Br2Br2,B錯(cuò)誤;金屬棒ab的a端相當(dāng)于電源正極,故與a端相連的電容器M板帶正電,C正確;ab兩端的電壓為Br2,電容器兩端的電壓也是Br2,故電容器所帶電荷量QCUCBr2,D正確答案CD12(2017山東濰坊模擬)如圖甲所示,半徑為R的導(dǎo)體環(huán)內(nèi),有一個(gè)半徑為r的虛線圓,虛線圓內(nèi)有垂直紙面向里的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化關(guān)系為Bkt(k0且為常量)(1)求導(dǎo)體環(huán)中感生電動(dòng)勢(shì)E的大?。?2)將導(dǎo)體環(huán)換成內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管,管內(nèi)放置一質(zhì)量為m,電荷量為q的小球,小球重力不計(jì),如圖乙所示已知絕緣細(xì)管內(nèi)各點(diǎn)渦旋電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為ER,方向與該點(diǎn)切線方向相同小球在電場(chǎng)力作用下沿細(xì)管加速運(yùn)動(dòng)要使tt0時(shí)刻管壁對(duì)小球的作用力為0,可在細(xì)管處加一垂直于紙面的磁場(chǎng),求所加磁場(chǎng)的方向及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小解析(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有EnBSktr2得Ekr2(2)根據(jù)楞次定律,可知小球沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng),要使管壁對(duì)小球的作用力為0,需洛倫茲力方向指向圓心由左手定則,得磁場(chǎng)方向垂直紙面向里電場(chǎng)力FERq小球運(yùn)動(dòng)的加速度滿足Fmat時(shí)刻速度vat0洛倫茲力大小F洛qvB由向心力公式,有F向mqvB聯(lián)立解得B答案(1)kr2(2)垂直紙面向里- 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