2020年新课标高考物理真题专项突破力、电、磁综合问题

1、高考真题专项突破力、电、磁综合问题真题展示真题1 （2018全国卷I ）如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的 中心，O为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM是有一定电阻可绕。转动的金属杆.M端位于 PQS上，OM与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大 小为B,现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到 OS位置并固定（过程I ）;再使磁感 应强度的大小以一定的变化率从 B增加到B'（过程II）.在过程I、II中，流过 OM的电荷B，量相等，则看等于（）D. 2BA.57C.4解析：过程I回路中磁通量变化 A1 =为f,设OM的电阻为R,流

2、过OM的电荷量Qi = 1?; 4R过程II回路中磁通量变化A包= 2（B' B） r2,流过OM的电荷量Q2=（R2.Q2=Qi,联立解得: 餐=3,故选B.答案：B真题2（多选）（2018全国卷I ）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与 电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针 悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是（）A.开关闭合后的瞬间，小磁针的 N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N极指向垂直纸

3、面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的 N极朝垂直纸面向外的方向转动解析：开关闭合的瞬间，穿过线圈的磁通量向右增加，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，选项A正确；开关闭合并保持一段时间后，穿过线圈的磁通量不变，直导线中感应电流为零，小磁针恢复到原来状态，选项B、C错误；开关断开后的瞬间，穿过线圈的磁通量向右减小，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，选项D正确.答案：AD真题3

4、 （2018全国卷H ）如图，在同一平面内有两根平行长导轨， 导轨间存在依次相邻的矩3形匀强磁场区域，区域宽度均为i,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下.一边长为31 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动， 线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是解析：找到线框在移动过程中谁切割磁感线，并根据右手定则判断电流的方向，从而判断整个回路中总电流的方向.要分过程处理本题.第一过程从移动的过程中 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针，右边切割磁感线产生的电流方向也是顺时针，两根棒切割产生电动势方向相同所以E=2Blv ,则电流

5、为i=R=2RV,电流恒定且方向为顺时 针，再从移动到的过程中左右两根棒切割磁感线产生的电流大小相等，方向相反，所以回路中电流表现为零，X X X X XXX XXXXXXXXXXXXXX XX XX X XXXXXXXXX XXXXXX然后从到的过程中，左边切割产生的电流方向逆时针，而右边切割产生的电流方向也是逆时针，所以电流的大小为E 2BlvR R '方向是逆时针寓 * Mpc WXH XXXXXXXd XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX当线框再向左运动时，左边切割产生的电流方向顺时针，右边切割产生的电流方向是逆时针, 此时回路中电流表现为零，故线圈在运动过

6、程中电流是周期性变化，故 D正确.答案：D突破训练1.（多选）（2018江苏卷）如图所示，竖直放置的“厂”形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场I、 II的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场I和H 时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为 R,与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度 为g.则金属杆（）A .刚进入磁场I时加速度方向竖直向下B.穿过磁场I的时间大于在两磁场之间的运动时间C.穿过两磁场产生的总热量为4mgdm2gR2D.释放时距磁场I上边界的高度 h可能小于mgL2B L解析：设进入磁场时速度为V1,出磁场时速度为V2,因为进入磁场I和II时的速度相等.

7、而在间距中，a2=g,是匀加速运动，所以在磁场中，做减速运动，是非匀速运动，所以刚进入磁我2场I时加速度方向竖直向上，A错误；因为在磁场中，加速度大小为 ai=-g,随着速度mR的减小，加速度减小，所以是加速度逐渐减小的减速运动，可以画出x t图象草图如下：卜鼾因为位移相等都为d,所以ti>t2, B正确；在穿过两个磁场和一个间距的过程中，根据动能 定理mg 3d Q=1m（v2 v2）,在间距中v2v2 = 2gd,解得Q = 4mgd, C正确；在刚进入磁场I时，加速度ai = TRvg>0（设向上为正），所以v>mgE，在进入磁场前，v2=2gh,所以h>爵3，D

8、错误.答案：BC2. （2018江苏卷）如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为 8,间距为 d.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为 B,方向与导轨平面垂直.质量为 m的金属棒被 固定在导轨上，距底端的距离为s,导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流. 金属棒被松开 后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为 g.求下滑 到底端的过程中，金属棒末速度的大小v;通过的电流大小I;通过的电荷量Q.解析：(1)v2=2as,解得 v=2as(2)安培力F安=IdB,金属棒所受合力F=mgsin 9- F安m gsin 0 a牛顿运动定律F = ma，解得

9、I =d一 .，、 v ,一(3)运动时I可t=g,电何重Q=It, a2asm gsin 0 a解得Q=福dBa答案：(1加=乒出1=四叫2)Q=Osmgsin 8 a)dBa3. (2018天津卷)真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装 置.图甲是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计，ab和cd是两根与导轨垂直，长度均为1,电阻均为R的金属 棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为1,列车的总质量为 m.列车启动前，ab、cd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，如

10、 图甲所示，为使列车启动，需在 M、N间连接电动势为E的直流电源，电源内阻及导线电阻 忽略不计，列车启动后电源自动关闭.要使列车向右运行，启动时图甲中 M、N哪个接电源正极，并简要说明理由；(2)求刚接通电源时列车加速度a的大小；(3)列车减速时，需在前方设置如图乙所示的一系列磁感应强度为 B的匀强磁场区域，磁场宽 度和相邻磁场间距均大于l.若某时刻列车的速度为Vo,此时ab、cd均在无磁场区域，试讨论: 要使列车停下来，前方至少需要多少块这样的有界磁场？ 解析：(1)列车要向右运动，安培力方向应向右，根据左手定则，接通电源后，金属棒中电流 方向由a至I b,由c到d,故M接电源正极.(2)由

11、题意，启动时ab、cd并联，设回路总电阻为R总，由电阻的串并联知识得RR总=2 设回路总电流为I,根据闭合电路欧姆定律有设两根金属棒所受安培力之和为 F,有F=BIl 根据牛顿第二定律有F= ma®2BE1联立式得：2=需 mR(3)设列车减速时，cd进入磁场后经At时间ab恰好进入磁场，此过程中穿过两金属棒与导轨所围回路的磁通量的变化为A，平均感应电动势为Ei,由法拉第电磁感应定律有设回路中平均电流为I',由闭合电路欧姆定律有I =晶 2R设cd受到的平均安培力为F' =I'旧 以向右为正方向，设 及时间内cd受安培力冲量为I冲，有 1冲=F' N 同理可知，回路出磁场时ab受安培力冲量仍为上述值，设