高三物理二輪復習 第二篇 題型專項突破 熱考小題專攻練 11 電磁感應規(guī)律
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熱考小題專攻練11.電磁感應規(guī)律(建議用時20分鐘)小題強化練,練就速度和技能,掌握高考得分點!1.(2016黃山一模)如圖所示,AOC是光滑的金屬導軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬棒,立在導軌上,它從靜止開始在重力作用下運動,運動過程中b端始終在OC上,a端始終在OA上,直到完全落在OC上,空間存在著勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,則ab棒在上述過程中()A.感應電流方向是baB.感應電流方向是abC.感應電流方向先是ba,后是abD.感應電流方向先是ab,后是ba【解析】選C。在ab桿滑動的過程中,aOb的面積先增大后減小,穿過aOb磁通量先增大后減小,根據楞次定律可知:感應電流的方向先是ba,后是ab。故A、B、D錯誤,C正確。2.(多選)用一根橫截面積為S、電阻率為的硬質細導線做成一個半徑為r的圓環(huán),ab為圓環(huán)的一條直徑,如圖所示,在ab的左側存在一個勻強磁場,磁場垂直圓環(huán)所在平面,方向如圖。磁感應強度隨時間減小,變化率=k(k為定值),則()A.圓環(huán)中產生順時針方向的感應電流B.圓環(huán)具有擴張且向右運動的趨勢C.圓環(huán)中產生的感應電動勢為|D.圓環(huán)中感應電流的大小為|【解析】選A、D。由題意可知磁通量隨時間減小,則由楞次定律“增反減同”可知,感應電流的磁場方向向里,則由右手螺旋定則可知感應電流的方向為順時針;故A正確;由“來拒去留”可知,圓環(huán)為了阻礙磁通量的減小,應有擴張且向左運動的趨勢;故B錯誤;電路中的感應電動勢E=kS環(huán),選項C錯誤;感應電流I=|,故D正確。3.(2016銅陵一模)如圖所示,用單位長度電阻相同的粗細均勻的相同導線制成的邊長為L或2L的四個單匝閉合回路,它們以相同的速度先后垂直穿過正方形勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外,區(qū)域寬度大于2L。則進入磁場過程中,電流最大的回路是()A.甲B.乙C.丙D.丁【解析】選C。設導線長度L的電阻為r,則r甲=4r,r乙=r丙=6r,r丁=8r,線框進入磁場時切割磁感線產生動生電動勢,由法拉第電磁感應定律E=BLv,由閉合電路的歐姆定律知I=可得:I甲=,I乙=,I丙=,I丁=,則丙圖電流最大,選項C正確。4.等腰三角形內有垂直于紙面向外的勻強磁場,它的底邊在x軸上且長為2L,高為L,t=0時刻,邊長為L的正方形導線框從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過磁場,取順時針方向為電流的正方向,則能夠正確表示導線框中電流位移(i -x)關系的是()【解析】選A。設線圈bc邊的位置坐標為x,當x在O-L過程,線框bc邊有效切線長度為l=x,感應電動勢為:E=Blv=Bxv感應電流為:i=根據楞次定律判斷出來感應電流方向沿abcda,為正值,且i與x成正比;當x在L-L過程中,bc邊和ad邊同時切割磁感線,且切割磁感線的長度bcad,感應電動勢為:E=B(2L-x)v-B(x-L)v=B(3L-2x)v感應電流為:i=根據楞次定律判斷出來感應電流方向沿abcda,為正值,且隨x增大i減小;當x在L-2L過程中,bc邊和ad邊同時切割磁感線,且切割磁感線的長度bcad,感應電動勢為:E=B(x-L)v-B(2L-x)v=B(2x-3L)v感應電流為:i=根據楞次定律判斷出來感應電流方向沿adcba,為負值,且隨x增大i增大;當x在2L-3L過程,線框bc邊有效切線長度為:l=3L-x感應電動勢為:E=Blv=B(3L-x)v感應電流為:i=;根據楞次定律判斷出來感應電流方向沿adcba,為負值,且隨x增大i減小;由數學知識可得A符合,故選A。5.(2016長春二模)如圖甲所示,在光滑水平面上用恒力F拉質量為1kg的單匝均勻正方形銅線框,在1位置以速度v0=3m/s進入勻強磁場時開始計時t=0,此時線框中感應電動勢為1V,在t=3s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場。此過程中v -t圖象如圖乙所示,那么()A.線框右側邊兩端MN間的電壓為0.25VB.恒力F的大小為0.5NC.線框完全離開磁場的瞬間位置3的速度大小為3m/sD.線框完全離開磁場的瞬間位置3的速度大小為1m/s【解析】選B。t=0時,線框右側邊MN的兩端電壓為外電壓,總的感應電動勢為:E=Bav0,外電壓U外=E=0.75V,故A錯誤;在13s內,線框做勻加速運動,沒有感應電流,線框不受安培力,則有F=ma,由速度時間圖象的斜率表示加速度,求得a=m/s2=0.5m/s2,得F=0.5N,故B正確。由乙圖象看出,在t=3s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場時與線框進入時速度相同,則線框出磁場與進磁場運動情況完全相同,則知線框完全離開磁場的瞬間位置3速度與t=1s時刻的速度相等,即為2m/s,故C、D錯誤。6.(多選)(2016洛陽一模)如圖所示,在傾角為的光滑斜面上,存在著兩個磁感應強度大小均為B,方向相反的勻強磁場區(qū)域,區(qū)域的磁場方向垂直斜面向上,區(qū)域的磁場方向垂直斜面向下,磁場的寬度HP以及PN均為L,一個質量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框,由靜止開始沿斜面下滑,t1時刻ab邊剛越過GH進入磁場區(qū)域,此時導線框恰好以速度v1做勻速直線運動,t2時刻ab邊下滑到JP與MN的中間位置,此時導線框又恰好以速度v2做勻速直線運動,重力加速度為g,下列說法中正確的是()A.當ab邊剛越過JP時,導線框的加速度大小為a=gsinB.導線框兩次勻速運動的速度之比v1v2=41C.從t1到t2的過程中,導線框克服安培力做的功等于重力勢能的減少D.從t1到t2的過程中,有+(-)機械能轉化為電能【解析】選B、D。t1時刻,線圈做勻速直線運動,所受的安培力與重力的下滑分力平衡,可得:F1=mgsin;當ab邊剛越過JP時,線圈的上下兩邊都切割磁感線,產生感應電動勢,回路中產生的總感應電動勢為E=2BLv1,線圈所受的安培力的合力為F=2BIL=2BL=4mgsin,根據牛頓第二定律得:F-mgsin=ma,解得:a=3gsin,故A錯誤;t2時刻,有安培力F2=2BLI2=2BL=4=mgsin,由兩式比較得,v1v2=41。故B正確;從t1到t2過程中,導線框克服安培力做功的大小等于回路中產生的焦耳熱,此過程中,線框的重力勢能和動能均減小,根據功能關系得知,線圈克服安培力做功的大小等于重力勢能的減少量與動能減少量之和,故C錯誤。根據能量守恒定律得從t1到t2,線框中產生的電能為E電=+,故D正確。- 配套講稿:
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