2020届高三高考物理二轮复习《电磁感应规律及其应用》专题专练

1、电磁感应规律及其应用1 . （2019 合肥模拟）如图所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，当磁感应强度 逐渐增大时，以下说法正确的是 （）A.ab、cd导线互相排斥B.ab、cd导线互相吸引C.ab、cd导线互相吸引D.ab、cd导线互相排斥3.（2019 深圳模拟）某一学习小组在研究电磁感应现象时，利用一根粗细均匀的金属丝弯成导轨abcd, abA.线圈中产生顺时针方向的感应电流B.线圈中产生逆时针方向的感应电流C.线圈中不会产生感应电流D.线圈面积有缩小的倾向2 .（多选）（2019 关B州模拟）如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度V0射入M和N两板间的匀强磁场中

2、，ab直导线与 M N相连接，线圈 A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是（）= 3bc导体棒ef的电阻是bc段电阻的两倍，如图所示，匀强磁场垂直于导轨平面，当用平行于导轨的外力 F将导体棒ef由靠近bc位置匀速向右移动时，则（）A.导体棒ef两端的电压不变B.导体棒ef中的电流变大C.拉力F的瞬时功率变大D.导轨abcd消耗的电功率先变大后变小4 . （2019 太原模拟）如图甲中，两平行光滑金属导轨放置在水平面上且间距为L,左端接电阻 R,导轨电阻不计.整个装置处于方向竖直向下、 磁感应弓II度为 B的匀强磁场中.将质量为 m

3、电阻为的金属棒ab置于导轨上.当 ab受到垂直于金属棒的水平外力 F的作用由静止开始运动时， F与金属棒速度v的关系如图乙所示.已知 ab与导 轨始终垂直且接触良好， 设ab中的感应电流为I , ab受到的安培力大小为 F安，R两端的电压为 U, R的电功率为P,则下图中正确的是（）I和|图乙BCD5 .（多选）（2019 成都模拟）如图甲，线圈A（图中实线，共100匝）的横截面积为0.3 mf,总电阻r=2 A 右侧所接电路中，电阻R=2 , R=6 ，电容C= 3 F,开关S闭合.A中有横截面积为 0.2 m2的区域C（图中虚线），C内有图乙所示的变化磁场， t = 0时刻，磁场方向垂直于

4、线圈平面向里.下列判断正确的是（）A.闭合&、电路稳定后，通过 B.闭合&、电路稳定后，通过 C.闭合&、电路稳定后再断开 D.闭合&、电路稳定后再断开R的电流由b流向aR的电流大小为0.4 ASi,通过R的电流由b流向aSi,通过R的电荷量为7.2 X10 6 C6 .（多选）（2019 桂林三校联考）如图甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN PQ平行地固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.20 m ,两导轨的左端之间连接的电阻R= 0.40 ，导轨上停放一质量m 0.10 kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r = 0.10 Q ,导轨的电阻可忽略不

5、计.整个装置处于磁感应强度B= 0.50 T的匀强U随时间t变化的关系如图乙所示.求金属杆开始运动经t =磁场中，磁场方向竖直向下.现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数5.0 s 时（）A.通过金属杆的感应电流的大小为图甲图乙1 A,方向由b指向aB.金属杆的速率为4 m/sC.外力F的瞬时功率为1 WD. 05.0 s内通过R的电荷量为5 C7. （2019 惠州模拟）如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里.一个三角形闭合导线框，由位置 1（左）沿纸面匀速运动到位置2（右）.取线框刚到达

6、磁场边界的时刻为计时起点（t=0）,规定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是（）8. （多选）（2019 德州模拟）如图甲所示，一正方形导线框ABC困于匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度 B随时间t的变化如图乙所示， 则线框中的电流I和导线AB受到的安培力F随时间t变化的图象分别是（规定垂直纸 面向里的方向为磁感应强度的正方向，逆时针方向为线木！中电流的正方向，向右为安培力的正方向）（）T1 1I)T yr 2T tTMN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形9. （2019 上饶模拟）在如图所示的竖直平面内，在水平线金属线木S顶点 C与MNt合，线框由静止释放

7、，沿轴线DC方向竖直落入磁场中.忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v-t图象，可能正确的是（）10. （2019 成都模拟）如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L= 1 m,导轨左端连接一个R= 2 a的电阻，将一根质量为0.2 kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B= 2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上.现对金属棒施加一水平向右的拉力 F,使棒从静止开始向右运动，试解答以下问题：若施加的水平外力恒为 F=8 N,则金属棒达到的稳定速度 vi是多少?(2)若施加的

8、水平外力的功率恒为P= 18 W,则金属棒达到的稳定速度V2是多少？11. (2019 怀化模拟)如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨MN PQ竖直放置，其宽度L= 1 m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为 R= 0.40 Q的电阻，质量为 m 0.01 kg ,电阻为r=0.30 Q的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图乙中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取10 m/s 2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响).求：图甲图乙(1)判断金属棒

9、两端 a、b的电势高低；(2)磁感应强度B的大小；(3)在金属棒ab从开始运动的1.5 s内，电阻R上产生的热量.12. (2019 泉州模拟)如图，水平面内有一光滑金属导轨QPM NMP&长度为d = 3 m阻彳1为R= 1.5且MPf PQ垂直，与 MN勺夹角为135° , MN PQ边的电阻不计.将质量 m 2 kg、电阻不计的足够长的直导体棒搁在 导轨上，并与 吊抨行，棒与 MN PQ交点E、F间的距离L=4 m,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感 应强度B= 0.5 T .在外力作用下，棒由EF处以初速度vc=3 m/s向右做直线运动，运动过程中回路的电流强

10、度始终不变.求：(1)棒在EF处所受的安培力的功率P;(2)棒由EF处向右移动距离 2 m所需的时间 A t ;棒由EF处向右移动2 s的过程中，外力做功 W答案解析1. （2019 合肥模拟）如图所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的是 （）A.线圈中产生顺时针方向的感应电流B.线圈中产生逆时针方向的感应电流C.线圈中不会产生感应电流D.线圈面积有缩小的倾向解析：由于线圈平面与磁场平行，所以穿过线圈的磁通量为零.当磁感应强度增大时，穿过线圈的磁通量仍 然为零，则线圈中不会产生感应电流，故 C项正确.答案：C2 .（多选）（2019

11、关B州模拟）如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度vo射入M和N两板间的匀强磁场中，ab直导线与M N相连接，线圈 A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是 （）1钟甲图乙A. 01 s内，ab、cd导线互相排斥B. 12 s内，ab、cd导线互相吸引C. 23 s内，ab、cd导线互相吸引D. 34 s内，ab、cd导线互相排斥解析：根据左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转，负离子向下极板 N偏转，所以ab中电流方向是由a向b的.在第1 s内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流方向是由 c向

12、d的，根据ab、cd内电流的流向关系，可知两导线相互吸引，故 A项错误；在第2 s内，线圈A内磁场方向向 左，磁感应强度增加，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，根据电流的流向关系可知两导线相互吸引，故B项正确；同理可以判断 C项错误，D项正确.答案：BD一3 . （2019 深圳模拟）某一学习小组在研究电磁感应现象时，利用一根粗细均匀的金属丝弯成导轨abcd, ab= 3bc导体棒ef的电阻是bc段电阻的两倍，如图所示，匀强磁场垂直于导轨平面，当用平行于导轨的外力 F将导体棒ef由靠近bc位置匀速向右移动时，则（）XXXXXXXXX & KfKK乳一一 社 XXXX： r xX

13、XXXXKXXXX/XXX t X fX _5? 1 R 又XXX 'XKXXXXA.导体棒ef两端的电压不变B.导体棒ef中的电流变大C.拉力F的瞬时功率变大D.导轨abcd消耗的电功率先变大后变小解析：设ef的电阻为r, ebcf的电阻为R ef长为L,速度为磁感应强度为B,则导体棒ef产生的感应 R电动势为:E= BLv; ef两端的电压为：U= bE, E、r不变，R变大，可知U变大，选项 A错误；ef中的电流为: rvF rIE、r 不变，R变大，IR十r变小，选项B错误；导体棒匀速运动时拉力 F的功率等于回路中的电功率，为P=E2., 工工5, R增大，则P减小，选项R+

14、rC错误.abcd消耗的功率是电源 ef的输出功率，根据条件：ab=3bc, ef的电阻是bc段电阻的两倍，可知 ebcf的电阻先小于 ef的电阻，再等于ef的电阻，后大于 ef的电阻，所以导轨 abcd消耗的电功率先增大后减小，选项D正确.答案：DL,左端接电阻R,导轨电阻4 . （2019 太原模拟）如图甲中，两平行光滑金属导轨放置在水平面上且间距为不计.整个装置处于方向竖直向下、磁感应弓II度为B的匀强磁场中.将质量为m电阻为的金属棒ab置于导轨上.当ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时，F与金属棒速度v的关系如图乙所示.已知 ab与导轨始终垂直且接触良好，设ab中的感

15、应电流为I , ab受到的安培力大小为 F安，R两端的电压为 U, R的电功率为P,则下图中正确的是（）b图乙BLv 人一解析：由题图乙可得 F=F0kv,金属棒切割磁感线产生电动势E= BLv,金属棒中电流I = （，金属棒（R十 r）受安培力F安=81,对金属棒根据牛顿第二定律：F- F安=ma代入得：F。i'k+段 v=ma所以金属棒做加速r度减小的加速运动，当加速度减为零时，做匀速运动，选项 A正确；F安=警*，U=ILvR R消耗的功率P=工，R+ rR rR选项B、C D错误.答案：A5 .（多选）（2019 成都模拟）如图甲，线圈A（图中实线，共100匝）的横截面积为0.

16、3 R,总电阻r=2 A2 .右侧所接电路中，电阻 R=2 , R= 6 ，电容C= 3 F,开关S闭合.A中有横截面积为 0.2 m的区域C（图中虚线），C内有图乙所示的变化磁场，t = 0时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里.下列判断正确的是（）A.闭合&、电路稳定后，通过 R的电流由b流向aB.闭合$、电路稳定后，通过 R的电流大小为0.4 AC.闭合S2、电路稳定后再断开Si,通过R2的电流由b流向aD.闭合&、电路稳定后再断开Si,通过R的电荷量为7.2 xS2、电路稳定后，通过 R的电流由a流10 6 C解析：根据楞次定律，线圈中产生的感应电流为顺时针方向，则闭合向b,

17、选项A错误；根据法拉第电磁感应定律E= n*S= 100X06X0.2 V =4 V,则闭合S2、电路稳定后，通过 F2At3,一,E4的电流大小为I =""二。A = 0.4 A ,选项B正确；闭合&、电路稳定后电容器上极板带正电，则当再R+ rF?+ r 2 62断开Si,电容器放电，通过 R的电流由a流向b,选项C错误；电路稳定后电容器带电量Q= CU2=3X106X0.4 x6 C = 7.2 X10 6 C,则电路稳定后再断开Si,通过F2的电荷量为7.2X106 C,选项D正确.答案：BD6.（多选）（2019 桂林三校联考）如图甲所示，光滑且足够长的金

18、属导轨MN PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20 m ,两导轨的左端之间连接的电阻R= 0.40 ，导轨上停放一质量 mr 0.10 kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r = 0.10 Q ,导轨的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B= 0.50 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下.现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示.求金属杆开始运动经t =5.0 s 时（）图甲图乙A.通过金属杆的感应电流的大小为1 A,方向由b指向aB.金属杆的速率为 4 m/s

19、C.外力F的瞬时功率为1 WD. 05.0 s内通过 R的电荷量为 5 C解析：金属杆向右切割磁感线，由右手定则知电流方向为b指向a,金属杆开始运动经t=5.0 s ,由图象可知电压为0.4 V,根据闭合电路欧姆定律得I =、= 04 A = 1 A,故A正确；根据法拉第电磁感应定律知E= BLv,根R 0.4据电路结本可知：U= gR-E,解得v=5 m/s,故B错误；根据电路知 U= J-BLv= 0.08 v= 0.08 at,结合U-t图象R+ r& rE A tR+ rt R+ r知金属杆做匀加速运动，加速度为a= 1 m/s2,根据牛顿第二定律，在5 s末时对金属杆有：F-

20、 BIL = ma解彳导:F= 0.2 N,此时F的瞬时功率 P= Fv= 0.2X5 W= 1 W 故C正确；05.0 s内通过R的电荷量为q= 11 =Bx 1at2x L=一H=2.5 C ,故D错误.r十r答案：AC7. （2019 惠州模拟）如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里.一个三角形闭合导线框，由位置 1（左）沿纸面匀速运动到位置2（右）.取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点（t=0）,规定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是（）解析：线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感

21、 应电流方向为逆时针，电流 i应为正方向，选项 日C错误；线框进入磁场的过程，线框有效的切割长度先均匀增 大后均匀减小，由E= BLv,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场的过程，磁通量不变，没有 感应电流产生.线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知 感应电流方向为顺时针，电流 i应为负方向；线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由E= BLv,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，选项A正确，D错误.答案：A8. （多选）（2019 德州模拟）如图甲所示，一正方形导线框ABC困于匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化如

22、图乙所示， 则线框中的电流I和导线AB受到的安培力F随时间t变化的图象分别是（规定垂直纸 面向里的方向为磁感应强度的正方向，逆时针方向为线木！中电流的正方向，向右为安培力的正方向）（）解析：由B-t图象可知，。t内，线圈中向里的磁通量增大，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针, 沿ABCDA向，即电流为正方向；TT内，线圈中向里的磁通量减小，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针方向，即电流为负方向；由法拉第电磁感应定律E=W=AB=S,由于磁感应强度均匀变化，所以产生的感应电At At流大小保持不变，选项 A正确，B错误；。J内，电路中电流方向为逆时针，根据左手定则可知，AB边受到的安培力

23、的方向向右，为正值；JT内，电路中的电流为顺时针，AB边受到的安培力的方向向左，为负值；根据安培力的公式F=BIL,电流大小不变，安培力的大小与磁感应强度成正比，选项C正确，D错误.答案：AC9. （2019 上饶模拟）在如图所示的竖直平面内，在水平线MN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线木S顶点 C与MNt合，线框由静止释放，沿轴线DC方向竖直落入磁场中.忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v-t图象，可能正确的是（）解析：线框进入磁场过程中受到的安培力B2l 2v 一 .一，一、 田 、田F=BIl =-5-,线框切割磁感线的有效长度l增大、安培力增大,

24、RB212v由牛顿第二定律得： mg- F= ma彳#a=g二3，线框由静止加速，由于 I、v不断增大，a不断减小，则线框做加 mR速度减小的加速运动，选项 C正确.答案：C10. （2019 成都模拟）如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L= 1 m,导轨左端连接一个R= 2 a的电阻，将一根质量为 0.2 kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B= 2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上.现对金属棒施加一水平向右的拉力 F,使棒从静止开始向右运动，试解答以下问题:（1）若施加的水平外力恒为

25、F=8 N,则金属棒达到的稳定速度V1是多少?（2）若施加的水平外力的功率恒为P= 18 W,则金属棒达到的稳定速度V2是多少?B2L2V解析：（1）由平衡条件得F= F安=一 FR所以金属棒的速度 丫1=乳2,代入数据解得V1 = 4 m/s ;（2）金属棒速度达到稳定时，由平衡条件得，十小，-一B2L2V2水平外力F = F 安=z-,R功率 P= F' V2,解得 V2= 3 m/s.答案：(1)4 m/s (2)3 m/s11. (2019 怀化模拟)如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨MN PQ竖直放置，其宽度L= 1 m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与

26、P之间连接阻值为 R= 0.40 Q的电阻，质量为 rnr 0.01 kg ,电阻为r=0.30 Q的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图乙中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取10 m/s 2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响 ).求：图甲图乙(1)判断金属棒两端 a、b的电势高低；(2)磁感应强度B的大小；(3)在金属棒ab从开始运动的1.5 s内，电阻R上产生的热量.解析：(1)由右手定则可知，ab中的感应电流由a流向b, ab相当于电源，则b点电势高，a点电势低;(2)由x-t图象求得t= 1.5 s 时，金属棒白速度 v= 当= m/s =7 m/s ,A t 2.1 1.5金属棒匀速运动时所受的安培力大小为F= BIL , I = gE-, E= BLv,rRF r联立得F=E2L2vRt+r'根据平衡条件得F= mg皿一B2L2v则有mgp山：，代入数据解得B= 0.1 T; 金属棒ab在开始运动的1.5 s内，金属棒的重力势能减小转化为金属棒的动能和电路的内能.设电路中产生的总焦耳热为Q12-根据能量守恒定律得 mgx= 2mv+