高考物理二轮复习 专题卷汇编 电磁感应专题卷

电磁感应一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中， 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1一个闭合线圈中没有产生感应电流，因此可以得出. （ ）A. 此时该处一定没有磁场 B. 此时该处一定没有磁场的变化C. 闭合线圈的面积一定没有变化 D. 穿过线圈平面的磁通量一定没有变化【答案】D点睛：解答本题主要是抓住感应电流产生的条件：闭合线圈的磁通量发生变化，而磁通量的变化可以是由磁场变化引起，也可以是线圈的面积变化，或位置变化引起的2如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中 （ ）A. PQ中电流一直增大B. PQ中电流一直减小C. 线框消耗的电功率先增大后减小D. 线框消耗的电功率先减小后增大【答案】C【解析】A、B项，设导体棒的长度为，磁感应强度为，导体棒的速度保持不变，根据法拉第电磁感应定律，感应的电动势不变，设线框左边的电阻为，则左右两边线框的电阻为 ， 流过PQ的电流 ，可以看出当PQ从靠近ad向bc靠近过程中， 从零增大到，从而可以判断电流先减小后增大，故A、B项错误。C，D项，电源的内阻为，PQ从靠近ad向bc靠近过程中，外电路的并联等效电阻从零增大到又减小到零，外电路的电阻等于电源内阻的时候消耗的功率最大，所以外电路的功率应该先增大后减小，故C正确D项错误。综上所述，本题正确答案为C。3如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成直径为d的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B0导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，设导体回路是柔软的，此圆圈从初始的直径d到完全消失所需时间t为 （ ）A. B. C. D. 【答案】B4如图示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑的平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，下列说法不正确的是 （ ）A. ab杆中的电流与速率v成正比B. 磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比C. 电阻R上产生的电热功率与速率v平方成正比D. 外力对ab杆做功的功率与速率v的成正比【答案】D5如图所示,在水平面上有两条导电导轨MN、PQ，导轨间距为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度的大小为B，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离摆开放在导轨上，且与导轨垂直。它们的电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计。杆1以初速度v0滑向杆2，为使两杆不相碰，则杆2固定与不固定两种情况下，最初摆放两杆时的最少距离之比为： （ ）A. 1:1 B. 1:2 C. 2:1 D. 1:1【答案】C【解析】金属杆1、2均不固定时，系统动量守恒，以向右为正方向，有：mv0=2mv，解得：v=；对右侧杆，采用微元法，以向右为正方向，根据动量定理，有：Ft=mv，其中：F=BIL= ，【名师点睛】两个棒均不固定时，左边棒受向左的安培力，右边棒受向右的安培力，故左边棒减速，右边棒加速，两个棒系统动量守恒，根据动量守恒定律得到最后的共同速度，然后对右边棒运用动量定理列式；当右边棒固定时，左边棒受向左的安培力，做减速运动，根据动量定理列式；最后联立求解即可。6一个粗细均匀总电阻为的矩形金属线框MNPQ，如图，MN的长度是NP的倍，NP长度为L，有一宽度为L、大小为B垂直纸面向里的匀强磁场，自MN边进入磁场开始线框以v匀速穿过磁场区域，则PQ两端的电势差UPQ随时间的关系图线为 （ ）A. B. C. D. 【答案】A点睛:关于电磁感应与图象的结合问题，关键要分段由电磁感应和电路的基本规律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式和焦耳定律等，得到各物理量的解析式，再进行选择在解题时要灵活选择解法，也可以运用排除法等进行解答7如图所示，相距为d的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L（L0)变化，C2中磁场的磁感应强度恒为B2，一质量为m电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过C2的圆心垂直地跨放在两导轨上，且与导轨接触良好，并恰能保持静止。则 （ ）A. 通过金属杆的电流大小为B. 通过金属杆的电流方向为从B到AC. 定值电阻的阻值为R=D. 整个电路的热功率p=【答案】BCD11如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的理想边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置时，线框的速度为。则下列说法正确的是 （ ）A. 在位置时线框中的电功率为B. 此过程中回路产生的电能为C. 在位置时线框的加速度为D. 此过程中通过导线横截面的电荷量为【答案】ABD12如图所示，电阻不计间距为L 的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左端接有阻值为R的电阻连接，以导轨的左端为原点，沿导轨方向建立x轴，导轨处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一根电阻也为R，质量为m的金属杆垂直于导轨放置于处，不计金属杆与轨道间的接触电阻，现给金属杆沿x轴正方向的初速度，金属杆刚好能运动到2处，在金属杆运动过程中 （ ）A. 通过电阻R的电荷量B. 金属杆克服安培力所做的功为C. 金属杆上产生的焦耳热为D. 金属杆运动到1.5处的速度大小为【答案】ABD【点睛】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13（10分）如图甲所示，一边长L1m、质量m5 kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B10T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合，在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5 s线框被拉出磁场，测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示在金属线框被拉出的过程中(1)求通过线框截面的电荷量及线框的电阻；(2)试判断线框做什么运动并速度v随时间t变化的表达式；(3)写出水平力F随时间变化的表达式； (4)已知在这5 s内力F做功1.4 J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？【答案】(1) 8 . (2) F(t0.4)N. (3)1J14（10分）两根相距d=0.20m的平行光滑金属长导轨与水平方向成30角固定，匀强磁场的磁感强度B=0.20T，方向垂直两导轨组成的平面，两根金属棒ab、cd互相平行且始终与导轨垂直地放在导轨上，它们的质量分别为m1=0.1kg, m2=0.02kg，两棒电阻均为0.20，导轨电阻不计，如图所示。（1）当ab棒在平行于导轨平面斜向上的外力作用下，以v1=1.5m/s速度沿斜面匀速向上运动，求金属棒cd运动的最大速度；（2）若要cd棒静止，求使ab匀速运动时外力的功率。（g=10m/s2）【答案】23.5m/s,15W【解析】（1）刚释放cd棒时，ab棒产生的感应电动势：E=BLv0=0.20.21.5V=0.06V刚释放时cd棒时，由欧姆定律得：cd所受安培力大小为：F安=BIL=0.20.150.2N=0.06N，由左手定则判断可知，安培力方向沿导轨向上又cd棒的重力沿斜面向下的分力为：m2gsin=0.0210sin30=0.1N可知F安m2gsin，所以cd棒将沿导轨向下运动，做匀速直线运动，速度达到最大对cd杆有：m2gsin=BIL 15（15分）如图所示，有一光滑的水平导电轨道置于竖直向上的匀强磁场中，导轨由两宽度分别为2L、L组合而成。两导体棒ab、cd分别垂直两导轨水平放置，质量都为m、有效电阻都为R。现给ab一水平向左的初速度v0 ，导轨电阻不计且足够长，最终cd离开宽轨且滑上无磁场的光滑圆弧轨道上，cd上升的最大高度为h，重力加速度为g。从cd开始运动到cd离开磁场这一过程中，求：（1）ab开始运动瞬间cd所受安培力的大小和方向；（2）ab做匀速运动时的速度大小；（3）上述过程中闭合电路中产生的焦耳热。【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）ab开始运动瞬间，产生电动势：E=BLv0根据闭合电路的欧姆定律可得：根据右手定则可得电流方向为dbac，根据左手定则可知cd所受安培力方向向左，安培力大小为：F=BI（2L）点睛：对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解16（15分）如图所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距。现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图， 已知。求：（1）棒ab离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；（3）满足什么条件时，棒ab进入磁场后一直做匀速运动。【答案】（1） （2） （3）【解析】（