2017版《大高考》高考物理總復(fù)習(xí)模擬創(chuàng)新題：專題十電磁感應(yīng)

1、專題十電磁感應(yīng)一、選擇題*1.如圖所示，螺線管與電阻 R相連，磁鐵從螺線管的正上方由靜止釋放，向下穿過螺線管，下列說法 正確的是（）A .磁鐵剛離開螺線管時的加速度小于重力加速度B.通過電阻的電流先由 a到b,后由b到aC.磁鐵減少的重力勢能等于回路產(chǎn)生的熱量D . a的電勢始終高于 b的電勢解析 通過電阻的電流先由 b到a,后由a至ij b,故B錯誤；a的電勢先低于b的電勢，后高于b的電勢, 故D錯誤；磁鐵剛離開螺線管時受到螺線管的吸引，其加速度小于重力加速度，故A正確；磁鐵減少的重力勢能等于回路產(chǎn)生的熱量與磁鐵增加的動能之和，故C錯誤。選A2.（多選）如圖是創(chuàng)意物理實驗設(shè)計作品小熊蕩秋千。

2、兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺上，與兩個銅線圈 P、Q組成一閉合回路，兩個磁性很強(qiáng)的條形磁鐵如圖放置，當(dāng)用手左右擺動線圈P時，線圈Q也會跟著擺動，仿佛小熊在蕩秋千。以下說法正確的是A. P向右擺動的過程中, B. P向右擺動的過程中, C. P向右擺動的過程中,P中的電流方向為順時針方向（從右向左看）Q也會向右擺動Q會向左擺動D.若用手左右擺動 Q,P會始終保持靜止答案 AB*3.如圖甲所示，左側(cè)接有定值電阻R=2 的水平粗糙導(dǎo)軌處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T,導(dǎo)軌間距L=1 m。一質(zhì)量m=2 kg,阻值r=2 的金屬棒在水平拉力 F作用下由靜止開始從CD

3、處沿導(dǎo)軌向右加速運(yùn)動，金屬棒的v-x圖象如圖乙所示，若金屬棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)60.25,則從起點發(fā)生 x=1 m位移的過程中（g=10 m/s2）（）A.金屬棒克服安培力做的功Wi=0.5 JB.金屬棒克服摩擦力做的功W2=4 JC.整個系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q = 4.25 JD.拉力做的功 W= 9.25 J解析 金屬棒克服安培力做功為 Wi=BqLvLx= 臚* 由圖可知vx=1,解得Wi=0.25 J, A錯誤； R+rR+r金屬棒克服摩才力做的功W2=科mgx= 0.25 >20X1 J=5 J, B錯誤；整個系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q= WI+ W2= 5.25 J, C錯誤；根據(jù)動能定

4、理可得，拉力做的功Wf=Wi+W2+mJng.ZS J, D正確；選D*4.（多選）如圖所示，為三個有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向分別垂直紙面向外、向里和向外，磁場寬度均為 L,在磁場區(qū)域的左側(cè)邊界處，有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為 R,且線框平面與磁場方向垂直， 現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點， 規(guī)定電流沿逆時針方向時的電動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時的磁通量為正值，外力 F向右為正。則以下能反映線框中的磁通量、感應(yīng)電動勢E、外力F和電功率P隨時間變化規(guī)律圖象的是解析 當(dāng)線框運(yùn)動L時開始進(jìn)入磁場，磁通量開始增加，當(dāng)全部進(jìn)入時達(dá)最大；此后向內(nèi)

5、的磁通量增加， 總磁通量減小；當(dāng)運(yùn)動到 1.5L時，磁通量最小，當(dāng)運(yùn)動到 2L時磁通量變?yōu)橄蚶锏淖畲螅?A正確； 當(dāng)線圈進(jìn)入第一個磁場時，由E=BLv可知，E保持不變，感應(yīng)電動勢為順時針方向；而開始進(jìn)入第二個磁場時，兩端同時切割磁感線，電動勢應(yīng)為2BLv,方向為逆時針方向為正值，故 B正確；因安培力總是與運(yùn)動方向相反，故拉力應(yīng)一直向右，故 C錯誤；拉力的功率 P=Fv,因速度不變，而丐雪 框在第一個磁場時，電流為定值，拉力也為定值；兩邊分別在兩個磁場中時，F(xiàn)安=2B§LvL = 4旦白：R R因此安培力變4倍，則拉力的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確。故選A、B、D*5.（多選）用一段

6、橫截面半徑為 r、電阻率為 環(huán)。圓環(huán)豎直向下落入如圖所示的徑向磁場中,P、密度為d的均勻?qū)w材料做成一個半徑為R（r?R）的圓圓環(huán)的圓心始終在 N極的軸線上，圓環(huán)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 Bo圓環(huán)在加速下滑過程中某一時刻的速度為v,忽略電感的影響，則（）A .此時在圓環(huán)中產(chǎn)生了 （俯視）順時針的感應(yīng)電流B.圓環(huán)因受到了向下的安培力八加速下落C.此時圓環(huán)的加速度 a=B-vp dD .如果徑向磁場足夠長，則圓環(huán)的最大速度vm=-Bdg解析 由右手定則可以判斷感應(yīng)電流的方向，可知 A正確；由左手定則可以判斷，此時圓環(huán)受到的安培力應(yīng)該向上，B錯誤；對圓環(huán)受力分析可解得加速度達(dá)到最大，可得Vm=5

7、gd D正確。選ADBa=g-B2v, C錯誤；當(dāng)重力等于安培力時速度 p d6.（多選）如圖所示，在水平面上有兩條光滑的長直平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ,電阻忽略不計，導(dǎo)軌間距離為L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面。質(zhì)量均為m的兩根金屬a、b放置在導(dǎo)軌上，a、b接入電路的電阻均為 R。輕質(zhì)彈簧的左端與 b桿連接，右端固定。開始時 a桿以初速度V0向靜止 的b桿運(yùn)動，當(dāng)a桿向右的速度為v時，b桿向右的速度達(dá)到最大值 Vm,此過程中a桿產(chǎn)生的焦耳熱為Q,兩桿始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌接觸良好，則b桿達(dá)到最大速度時（）A .B.b桿受到彈簧的彈力為a桿受到的安培力為b2l22RB2L2（V Vm

8、）RC. a、b桿與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少量為Q1212 12D .彈黃具有的彈性勢能為 2mvo mv 2mvm2Q解析 當(dāng)b桿向右的速度達(dá)到最大值時，所受的安培力與彈力相等，此時E=BL（v vm）,則安培力F安= BLBL（2 Rvm）=B L（2R vm，, A正確；a桿受到的安培力等于 b桿受到的安培力的大小，即 F 安=B L （vf vm），B錯誤；因在過程中 a桿產(chǎn)生的焦耳熱為 Q,則b桿產(chǎn)生的焦耳熱也為 Q,則a、b2R桿與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少量為2Q, C錯誤；由能量守恒定律可知， 彈簧具有的彈性勢能為：mv211 12mv 2mvm 2Q, D 正確。故選 A、D*

9、7.（多選）如圖所示，在傾角為 30。的斜面上固定一電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L,下端接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與斜面垂直（圖中未畫出）。質(zhì)量為m、阻值大小也為 R的金屬棒ab與固定在斜面上方的勁度系數(shù)為k的絕緣彈簧相接，彈簧處于原長并被鎖定?，F(xiàn)解除鎖定的同時使金屬棒獲得沿斜面向下的速度vo,從開始運(yùn)動到停止運(yùn)動的過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g,在上述過程中（）A.開始運(yùn)動時金屬棒與導(dǎo)軌接觸點間電壓為BLvo2B.通過電阻R的最大電流一定是BLV02RC.通過電阻R的總電荷量為mgBL4kRD.回路

10、產(chǎn)生的總熱量小于2mv2 +m2g24k解析 開始時金屬棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢E=BLvo,則金屬棒與導(dǎo)軌接觸點間電壓為U=0.5E, A對;金屬棒釋放時，受到沿斜面向上的安培力與沿斜面向下的重力分力，因不知二力大小關(guān)系，則不能確 定通過R的最大電流，B錯；由于金屬棒在運(yùn)動過程中受到安培力作用，最終金屬棒靜止，則金屬棒 沿斜面下滑距離為d = mgskin-?，應(yīng)用電流定義式和法拉第電磁感應(yīng)定律可知通過R的電荷量q=BRmgBL-, C對；從開始到停止，設(shè)回路產(chǎn)生的熱量為Q、金屬棒靜止時彈簧彈性勢能為Ep,對金屬棒4kRp和回路應(yīng)用功能關(guān)系可知 Q+Ep = mgdsin時1mv2,則Q =

11、1mv2+-mgEp, D對。選ACD 224k8.(多選)如圖所示，正方形金屬線圈abcd平放在粗糙水平傳送帶上，被電動機(jī)帶動一起以速度v勻速運(yùn)動，線圈邊長為L,電阻為R,質(zhì)量為m,有一邊界長度為2L的正方形磁場垂直于傳送帶，磁感應(yīng) 強(qiáng)度為B,線圈穿過磁場區(qū)域的過程中速度不變，下列說法中正確的是()A .線圈穿出磁場時感應(yīng)電流的方向沿abcdaB.線圈進(jìn)入磁場區(qū)域時受到水平向左的靜摩擦力，穿出區(qū)域時受到水平向右的靜摩擦力2B2L3VRC.線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中始終受到水平向右的靜摩擦力D.線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中，電動機(jī)多消耗的電能為答案 AD二、非選擇題*9.如圖所示，兩根電阻不計的光滑

12、金屬導(dǎo)軌MAC、NBD水平放置，MA、NB間距L = 0.4 m , AC、BD的延長線相交于 E點且AE=BE, E點到AB的距離d=6 m, M、N兩端與阻值 R= 2 的電阻相連， 虛線右側(cè)存在方向與導(dǎo)軌平面垂直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T。一根長度也為L = 0.4 m、質(zhì)量m = 0.6 kg、電阻不計的金屬棒，在外力作用下從AB處以初速度v0= 2 m/s沿導(dǎo)軌水平向右運(yùn)動，棒與導(dǎo)軌接觸良好，運(yùn)動過程中電阻R上消耗的電功率不變，求：(1)電路中的電流I;(2)金屬棒向右運(yùn)動2過程中克服安培力做的功W。解析 (1)金屬棒開始運(yùn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv0= 1X0.4 &g

13、t;2 V = 0.8 V;電路中的電流|=R = 08A =0.4 A;(2)金屬棒向右運(yùn)動距離為x時，金屬棒接入電路的有效長度為Li,由幾何關(guān)系可得:d x Lid =L'斛倚 L1 =L (dx)x = 0.4 152x d此時金屬棒所受安培力為：F= BIL i= 0.1675(0.<d)作出Fx圖象，由圖象可得運(yùn)動d過程中克服安培力所做的功為：W= Fx=0.16 2 0.08X3 J= 0.36 J。答案 (1)0.4 A (2)0.36 J10.如圖所示，用水平絕緣傳送帶輸送一正方形單匝閉合銅線框，在輸送中讓線框隨傳送帶通過一固定的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，銅線框在進(jìn)入磁場前與

14、傳送帶的速度相同，穿過磁場的過程中將相對于傳送帶滑動。已知傳送帶以恒定速度 V0運(yùn)動，當(dāng)線框的右邊框剛剛到達(dá)邊界PQ時速度又恰好等于 V。若磁場邊界MN、PQ與傳送帶運(yùn)動方向垂直，MN與PQ的距離為d,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,銅線框質(zhì)量為 m,電阻均為R,邊長為L(L<d),銅線框與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為科，且在傳送帶上始終保持前后邊框平行于磁場邊界 MN,試求:(1)線框的右邊框剛進(jìn)入磁場時所受安培力的大??；(2)線框在進(jìn)入磁場的過程中運(yùn)動加速度的最大值以及速度的最小值；(3)從線框右邊框剛進(jìn)入磁場到穿出磁場后又相對傳送帶靜止的過程中，傳送帶對閉合銅線框做的功。解析(1)閉合銅線框右側(cè)

15、邊剛進(jìn)入磁場時產(chǎn)生的電動勢E= BLVo產(chǎn)生的電流I = E=BL詈R R B2L2V0右側(cè)邊所受安培力 F = BIL = z R(2)線框以速度 v0進(jìn)入磁場，在進(jìn)入磁場的過程中，受安培力和摩擦力的共同作用做變減速運(yùn)動；進(jìn)入磁場后，在摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動，當(dāng)其右邊框剛剛到達(dá)PQ時速度又恰好等于 vo。因此，線框在剛進(jìn)入磁場時，所受安培力最大，加速度最大，設(shè)為 am；線框全部進(jìn)入磁場的瞬間速度最設(shè)此時線框的速度為 V。線框剛進(jìn)入磁場時， 根據(jù)牛頓第二定律有 F mgr mam,解得am = B譬M mR在線框剛剛完全進(jìn)入磁場又勻加速運(yùn)動到達(dá)邊界PQ的過程中，根據(jù)動能定理有m(d-L) =

16、 2mv2-2mv2,解得最小速度 Vmin = 山2 2 (I g (d L)(3)線框從右邊框進(jìn)入磁場到運(yùn)動至磁場邊界PQ的過程中線框一直受摩擦力f=科mg由功的公式 Wfi=fd得摩擦力做功 Wfi=mgd閉合線框穿出磁場與進(jìn)入磁場的受力情況相同，則完全穿出磁場的瞬間速度亦為最小速度v,然后速度均勻增加到V。，產(chǎn)生的位移一定為 x=dL(和在磁場中速度 v由增加vo到的位移相同)閉合線框在 右邊框出磁場到與傳送帶共速的過程中位移x'= x+ L = d。在此過程中摩擦力再做功 Wf2=mgd因此，閉合銅線框從剛進(jìn)入磁場到穿出磁場后又相對傳送帶靜止的過程中，傳送帶對閉合銅線框做的功

17、 W= Wfi+Wf2=2 mgd(3)2mgd答案(1)* (2)0-0，v(-2 二(d-L) r mR創(chuàng)新導(dǎo)向題1.生活實際一一通過 安檢門”考查楞次定律例題：如圖所示為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈，右邊門框中有一接收線圈。工作過程中某 段時間通電線圈中存在順時針方向均勻增大的電流，則()A.無金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針B.無金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流增大C.有金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針D.有金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化解析 當(dāng)左側(cè)通電線圈中存在順時針方向均勻增大的電流，則通過右側(cè)線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可以

18、知道，右側(cè)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流為逆時針，由于磁場是均勻增大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流為恒定的，故A、B錯誤；當(dāng)有金屬片通過時，接收線圈中磁通量仍然增大，故產(chǎn)生的感應(yīng)電流仍然為逆時針，但是由于金屬片中也要產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化，故C錯誤，D正確。選D2.溯本求源一一結(jié)合 法拉第圓盤發(fā)電機(jī)”考查法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則例題：圖為法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖，半徑為 r的導(dǎo)體圓盤繞豎直軸以角速度3逆時針（從上向下看）電刷間接有阻值為 R的定值電阻,旋轉(zhuǎn)，勻強(qiáng)磁場B豎直向上，兩電刷分別與圓盤中心軸和邊緣接觸,忽略圓盤電阻與接觸電阻，則A .B.C.D.b、a間的電勢差為2Bco r若3

19、增大到原來的2倍,若3增大到原來的2倍,解析(流過定值電阻的電流方向為則流過定值電阻的電流增大到原來的則流過定值電阻的電流增大到原來的選擇其中一條半徑來看，根據(jù)右手定則可知，流過定值電阻的電流方向為b 至1J a, A 錯誤；b、a間的電勢差等于電動勢的大小Uab=E=iBcor2, B錯誤；若知電動勢變?yōu)樵瓉淼?2倍，則流過定值電阻的電流增大到原來的3增大到原來的2倍，根據(jù)E = TBcor2可2倍，C正確，D錯誤。選C3 .考查法拉第電磁感應(yīng)定律與圖象的綜合應(yīng)用例題：如圖甲所示，矩形線圈 abcd固定于方向相反的兩個磁場中,兩磁場的分界線OO恰好把線圈分成規(guī)定磁場垂直紙面向內(nèi)為正,（）甲對

20、稱的左右兩部分，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示, 線圈中感應(yīng)電流逆時針方向為正。則線圈感應(yīng)電流隨時間的變化圖象為解析 因磁場是均勻變化的，由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律知，感應(yīng)電流的大小不變，故項錯誤；在開始階段 。左側(cè)磁場增強(qiáng)，。右側(cè)磁場減弱，由楞次定律可知線圈中有逆時針方向的 感應(yīng)電流，A項對，B項錯。選AC、D4 .綜合應(yīng)用 考查電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用例題：（多選）如圖所示，在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域中有一個由均勻?qū)Ь€制成的單匝矩形線框 abcd,線框以恒定的速度 v沿垂直磁場方向向右運(yùn)動，運(yùn)動中線框dc邊始終與磁場右邊界平行，線框邊長ad=L, cd=

21、2L。線框?qū)Ь€的總電阻為R。則在線框離開磁場的過程中，下列說法中正確的是（）BLvA. ad間的電壓為-3B.流過線框截面的電量為C.線框所受安培力的合力為22BL2-R-2B2L2VRD.線框中的電流在 ad邊產(chǎn)生的熱量為2B2L3V3R解析 ad間的電壓為U=IRrBILvqRMBLv，故A正確；流過線框截面的電量q=It6 R 6322故B正確；線框所受安培力的合力F=BI 2L = 4B4v,故C錯誤；產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢R電流I = E;線框中的電流在 ad邊產(chǎn)生白熱量 Q=I21RL=2LBv,故D正確。故選R6 v 3R.一 一 2 2BL= t"R t= R 'E

22、 = 2BLv,感應(yīng)A、B、D5.以測速儀”為背景考查法拉第電磁感應(yīng)定律與電路知識的綜合應(yīng)用例題：某校科技小組的同學(xué)設(shè)計了一個傳送帶測速儀，測速原理如圖所示。在傳送帶一端的下方固定有間距為L、長度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直傳送帶平面（紙面）向里、有理想邊界的勻強(qiáng)磁場，且電極之間接有理想電壓表和電阻R,傳送帶背面固定有若干根間距為d的平行細(xì)金屬條，其電阻均為r,傳送帶運(yùn)行過程中始終僅有一根金屬條處于磁場中，且金屬條與電極接觸良好。當(dāng)傳送帶以一定的速度勻速運(yùn)動時，電壓表的示數(shù)為U。則下列說法中正確的是（A .傳送帶勻速運(yùn)動的速率為2 UBLB.電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為R

23、+ rC.金屬條經(jīng)過磁場區(qū)域受到的安培力大小為BUdR+rBLUdRD.每根金屬條經(jīng)過磁場區(qū)域的全過程中克服安培力做功為解析 根據(jù)E=BLv,則電壓表讀數(shù)為 U = RERr,解得v= U（BRRr）, A錯誤；電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為Pr = 5, B錯誤；金屬條經(jīng)過磁場區(qū)域受到的安培力大小為F = BIL = ELU, C錯誤；每根金RR屬條經(jīng)過磁場區(qū)域的全過程中克服安培力做功為w= Fd = BLUd, D 正確。選 DR '6 .電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路問題例題：(多選)如圖所示，豎直光滑導(dǎo)軌上端接入一定值電阻R, Ci和C2是半徑都為a的兩圓形磁場區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場方向都垂直于

24、導(dǎo)軌平面向外，區(qū)域Ci中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間按Bi = b+kt(k>0)變化，C2中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為 B2, 一質(zhì)量為m、電阻為r、長度為L的金屬桿AB穿過區(qū)域C2的圓 心垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，并恰能保持靜止。則 ()A.通過金屬桿的電流大小為 mg B2LB.通過金屬桿的電流方向為從B到A3 2 TkBza3C.定值電阻的阻值為 R=2-rmgD.整個電路的熱功率 P=amg 2B2解析 根據(jù)題述金屬桿恰能保持靜止，由平衡條件可得：mg = B2I 2a,通過金屬桿的電流大小為1 = 7,2aB2A錯誤；由楞次定律可知，通過金屬桿的電流方向為從B到A, B正確；根據(jù)區(qū)域 Ci中磁場的磁感應(yīng)ABAB”強(qiáng)度隨時間按 Bi=b+kt(k>0)變化，可知-B = k, Ci中磁場