【备战】全国高考物理试题汇编（11月第一期）L5电磁感应综合（含解析）.doc

l5 电磁感应综合【题文】（物理卷2015届江苏省盐城中学高三上学期开学考试（2014.08）12、如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为i，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小b与i成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为ih，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压uh满足：，式中k为霍尔系数， d为霍尔元件两侧面间的距离。电阻r远大于rl，霍尔元件的电阻可以忽略，则（） a霍尔元件前表面的电势低于后表面 b若电源的正负极对调，电压表将反偏cih与i成正比 d电压表的示数与rl消耗的电功率成正比【答案】【知识点】霍尔效应及其应用；电势差l5【答案解析】cd 解析： a、根据电流周围存在磁场，结合安培定则可知，磁场的方向，而电子移动方向与电流的方向相反，再由左手定则可得，电子偏向内侧，导致前表面的电势高于后表面，故a错误；b、当电源正负对调后，磁场虽反向，而电子运动方向也反向，由左手定则可知，洛伦兹力的方向不变，则电压表将不会反偏，故b错误；c、如图所示，霍尔元件与电阻r串联后与rl并联，根据串并联特点，则有：ihr=（i-il）rl；因此则有ih与i成线性关系，故c错误；d、根据u=k，且磁感应强度大小b与i成正比，即为b=ki，又ih与i成正比，结合p=ui，因此：u=，则有u与prl成正比，故d正确；故选：d【思路点拨】a、根据通电导线产生磁场，带电粒子在电场力作用下加速，而磁场力的作用下偏转，由左手定则可知，偏转方向，得出电势高低；b、由电源的正负极变化，导致电子运动方向也变化，由左手定则可知，电子的偏转方向，从而即可求解；c、根据并联电压相等，可知，电流与电阻成反比，即可求解；d、根据ih与i的关系，结合u=k ，及p=iu，即可求解考查电流形成的条件，理解左手定则与安培定则的应用，注意串并联电路的特点，掌握理论推理的方法：紧扣提供信息，结合已有的规律【题文】（物理卷2015届江苏省盐城中学高三上学期开学考试（2014.08）17、（15分）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为l，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为b，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为r，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求： (1)导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小v； (3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热q。【答案】【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；焦耳定律；安培力b3 l5【答案解析】 解析：（1）在绝缘涂层上，导体棒做匀速直线运动，受力平衡，则有： mgsin=mgcos解得：=tan（2）导体棒在光滑导轨上滑动时：感应电动势 e=blv感应电流 i=安培力 f安=bil联立得：f安=受力平衡 f安=mgsin解得：v=（3）导体棒在滑上涂层滑动时摩擦生热为 qt=mgdcos整个运动过程中，根据能量守恒定律得：3mgdsin=q+qt+mv2解得：q=【思路点拨】（1）研究导体棒在绝缘涂层上匀速运动过程，受力平衡，根据平衡条件即可求解动摩擦因数（2）据题导体棒在滑上涂层之前已经做匀速运动，推导出安培力与速度的关系，再由平衡条件求解速度v（3）导体棒在滑上涂层滑动时摩擦生热为qt=mgdcos，再根据能量守恒定律求解电阻产生的焦耳热q本题实质是力学的共点力平衡与电磁感应的综合，都要求正确分析受力情况，运用平衡条件列方程，关键要正确推导出安培力与速度的关系式，分析出能量是怎样转化的【题文】（物理卷2015届河南省开封市高三上学期定位模拟考试（2014.09）12.如图所示，两根间距为l的金属导轨mn和pq，电阻不计，左端弯曲部分光滑，水平部分导轨与导体棒间的滑动摩擦因数为，水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场，右端有另一磁场，其宽度也为d，但方向竖直向下，两磁场的磁感强度大小均为b0，相隔的距离也为d。有两根质量为m、电阻均为r的金属棒a和b与导轨垂直放置，b棒置于磁场中点c、d处现将a棒从弯曲导轨上某一高处由静止释放并沿导轨运动下去。（重力加速度为g）（1）当a棒在磁场中运动时，若要使b棒在导轨上保持静止，则a棒刚释放时的高度应小于某一值h0，求h0的大小；（2）若将a棒从弯曲导轨上高度为h（hh0）处由静止释放，a棒恰好能运动到磁场的左边界处停止，求a棒克服安培力所做的功；【答案】【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势l2 l5【答案解析】 （1）（2）mgh-mg2d 解析： (1)因为a棒进入磁场i后做减速运动，所以只要a刚进入i区域，感应电流从最大时b棒不动，b就可以静止不动对a棒：由机械能守恒： 对回路：， 对b棒： 联立解得： （2）由全过程能量守恒和转化规律： 解得： 【思路点拨】 （1）根据b棒受力平衡求出电流的大小，通过闭合电路欧姆定律求出感应电动势的大小，从而求出a棒的速度，根据机械能守恒定律求出a棒下降的高度（2）在运动的过程中，b棒不动，根据能量守恒定律求出整个过程克服安培力所做的功本题综合考查了机械能守恒定律、能量守恒定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律等，综合性较强，对学生能力要求较高，需加强这方面的训练【题文】（物理卷2015届河南省开封高级中学等中原名校高三上学期第一次摸底考试（2014.09）12.（18分）如图所示，质量为的导体棒，垂直放在相距为的平行光滑金属轨道上.导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.左侧是水平放置、间距为的平行金属板.和分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻.（1）调节，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流及棒的速率（2）改变，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为、带电量为的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的【答案】【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；带电粒子在混合场中的运动k3 l2 l5【答案解析】（1）（2） 解析：（1）当棒沿导轨匀速下滑时，由平衡条件得： 解得，通过棒的电流为： 由法拉第电磁感应定律得，感应电动势为： 由闭合电路的欧姆定律有： 解得： （2）设棒再次沿导轨匀速下滑时的速度为，则电动势为： 此时的电流为： 由平衡条件得： 平行金属板间的电压为： 对带电粒子由平衡条件得： 解得： 【思路点拨】由电磁感应定律求电动势e=blv、闭合电路欧姆定律求电流i= ，由导体棒受力平衡求速度，由带电粒子的匀速通过电容器求电压，结合闭合电路求速度本题是导体在导轨上滑动和磁流体发电机的综合类型，从力和能量两个角度研究，关键要掌握法拉第定律、欧姆定律、能量守恒等等基本规律，并能正确运用【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第一次模拟考试（2014.05）25. 如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端mn用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计。整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加，b=kt，其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，t=o时，金属棒ab与mn相距非常近。求：(1)当t=to时，水平外力的大小f；(2)同学们在求t=t0时刻闭合回路消耗的功率时，有两种不同的求法：方法一：p=fv方法二：bid=f这两种方法哪一种正确?请你做出判断，并简述理由。【答案】【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律j2 l2 l5【答案解析】（1） （2）方法一错，方法二对； 方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所做的功，而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量方法二算出的i是电路的总电流，求出的是闭合回路消耗的总功率 解析： ：（1）回路中的磁场变化和导体切割磁感线都产生感应电动势据题意，有b=kt，则得=k回路中产生的总的感应电动势为e总s+bdv skdvt0 i 联立求解得：e总=2kdvt0 r=2r0vt0 解得：i所以，f=bid 即f （2）方法一错，方法二对；方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所做的功，而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量方法二算出的i是电路的总电流，求出的是闭合回路消耗的总功率【思路点拨】（1）回路中既有动生电动势，又有感生电动势，分别由e=blv和法拉第电磁感应定律结合求出总的感应电动势，由欧姆定律求电路中的电流，因为棒ab匀速运动，外力f与安培力平衡，由公式f=bil求出安培力，即可求得外力（2）方法一错，方法二对； 方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所做的功，而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量本题中动生电动势和感生电动势同时产生，要注意判断它们方向关系，其他是常规思路【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第二次模拟考试（2014.05）20一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成300角，两导轨上端用一电阻r相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v ，则金属杆在滑行过程中a向上滑行的时间大于向下滑行的时间 b向上滑行时与向下滑行时通过电阻r的电荷量相等c在向上滑行时电阻r上产生的热量大于向下滑行时电阻r上产生的热量d金属杆从开始上滑至返回出发点，电阻r上产生的热量为【答案】【知识点】法拉第电磁感应定律l2 l5【答案解析】 bc 解析： a：因为上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，而上滑阶段的位移与下滑阶段的位移大小相等，所以上滑过程的时间比下滑过程短，所以a错误；b：电量q=it=t=，式中结果无时间，故上滑阶段和下滑阶段通过回路即通过r的电量相同，所以b正确；c：分析知上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，由动生电动势公式e=blv可知上滑阶段的平均感应电动势e1大于下滑阶段的平均感应电动势e2，而上滑阶段和下滑阶段通过回路即通过r的电量相同，再由公式w电=qe电动势，可知上滑阶段回路电流做功即电阻r产生的热量比下滑阶段多所以c正确；d：金属杆从开始上滑至返回出发点的过程中，只有安培力做功，动能的一部分转化为热能，电阻r与金属杆电阻上共同产生