2019年高考物理二轮复习专题11电磁感应测含解析2.pdf

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1、电磁感应电磁感应 【满分：110 分 时间：90 分钟】【满分：110 分 时间：90 分钟】 一、选择题（本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分一、选择题（本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。在每小题给出的四个选项中， 18 题只有一项符 合题目要求 ； 912 题有多项符合题目要求。 全部选对的得 5 分， 选对但不全的得 3 分， 有选错的得 0 分。） 在每小题给出的四个选项中， 18 题只有一项符 合题目要求 ； 912 题有多项符合题目要求。 全部选对的得 5 分， 选对但不全的得 3 分， 有选错的得 0 分。） 1自 1932 年磁单极子概念被狄拉克

2、提出以来，不管是理论还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今 仍然没能找到它们存在的确凿证据。近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通 过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝新的 曙光。如果一个只有 N 极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，这个线 圈中将出现（ ） A、先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流 B、先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流 C、逆时针方向的持续流动的感应电流 D、顺时针方向的持续流动的感应电流 【答案】 C 【解析】 考点：楞次定律 名师点睛：该题考查右手螺旋

3、定则、楞次定律，及磁单极子的特征同时注意磁体外部的感应线是从 N 极 射出，射向 S 极。 4如图所示的电路中，三个灯泡 L1、L2、L3的电阻关系为R1R2R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极 管开关 K 从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是( ) AL1逐渐变暗，L2、L3均先变亮然后逐渐变暗 BL1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮然后逐渐变暗 CL2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗 DL1、L2、L3均先变亮然后逐渐变暗 【答案】 B 【解析】 5如图，光滑斜面的倾角为 ，斜面上放置一矩形导体线框，边的边长为 ，边的边长为 ，线框 的质量为，电阻为 ，线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮与

4、重物相连，重物质量为，斜面上线（平 行底边）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为 ，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初 一段时间是做匀速运动的，且线框的边始终平行底边，则下列说法正确的是 A线框进入磁场前运动的加速度为 B该匀速运动过程产生的焦耳热为(Mgmgsin )l2 C 线框做匀速运动的总时间为 D 线框进入磁场时匀速运动的速度为 【答案】 B 【解析】 【分析】 线框进入磁场的过程做匀速运动，M的重力势能减小转化为m的重力势能和线框中的内能，根据能量守恒定 律求解焦耳热线框进入磁场前，根据牛顿第二定律求解加速度由平衡条件求出线框匀速运动的速度， 再求出时间。 【详解】 线

5、框进入磁场前，根据牛顿第二定律：，解得：，故 A 错误；线 框进入磁场的过程做匀速运动，M的重力势能减小转化为m的重力势能和线框中的内能，根据能量守恒定律 得：焦耳热为Q=（Mg-mgsin）l2，故 B 正确；设线框匀速运动的速度大小为v，则线框受到的安培力大小 为，根据平衡条件得：F=Mg-mgsin，联立两式得：，匀速运动的时间为 ，故 CD 错误。所以 B 正确，ACD 错误。 10如图所示，cdef导体框固定在水平面上，竖直向下的匀强磁场磁感应强度为B，de端接有一个电阻R， 其他电阻不计，一根质量不计也无电阻的轻杆ab横放在导体框上，长为L，今在水平向右的拉力F作用下 向右以加速度

6、a匀加速运动了x0(初始速度为零)的过程中，那么以下说法正确的是( ) A拉力F大小与运动时间t成正比 B电阻的发热功率P与ab杆运动的位移x成正比 C电阻的发热量Q与ab杆运动的位移x成正比 D通过电阻的电荷量q与ab杆运动的位移x成正比 【答案】 ABD 【解析】 【分析】 质量不计的杆所受的拉力等于安培力，根据公式找到要讨论的物理量之间的关系即可判断. 【详解】 11如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线、，在之间、之间存在匀 强磁场，大小均为，方向垂直于虚线所在平面现有一矩形线圈，宽度，质量为， 电阻为，将其从图示位置静止释放（边与重合） ，速度随时间的变化关系如图乙所示，

7、时刻边与 重合， 时刻边与重合， 时刻边与重合，已知的时间间隔为，整个运动过程中线圈平 面始终处于竖直方向， （重力加速度 取）则（ ） A在时间内，通过线圈的电荷量为 B线圈匀速运动的速度大小为 C线圈的长度为 D时间内，线圈产生的热量为 【答案】 AB 【解析】 综上答案为 AB 点睛：解决本题的关键理清线圈的运动情况，选择合适的规律进行求解，本题的难点就是通过线圈匀加速 直线运动挖掘出下落的位移为磁场宽度的 倍 二、非选择题（本大题共 4 小题，第 13、14 题每题 10 分；第 15、16 题每题 15 分；共 50 分）二、非选择题（本大题共 4 小题，第 13、14 题每题 10

8、 分；第 15、16 题每题 15 分；共 50 分） 13如图所示，间距 为L的光滑M、N金属轨道水平放置，ab是电阻为R0的金属棒，此棒可紧贴平行导轨 滑动导轨右侧连接一水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电 阻，其它电阻忽略不计 轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强 度均为B。当ab以速度v0向右匀速运动时，一带电量大小为q的粒子以某一速度从紧贴A板左侧平行于A 板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并从C板右侧边缘离开试求： (1)AC两板间的电压U； (2)带电粒子的质量m； (3)带电粒子的速度大小v 【答案】 (

9、1) (2) (3) （3）颗粒做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得： （2 分） 颗粒运动轨迹如图所示，由几何关系可得： （2 分） 解得：（2 分） 考点：法拉第电磁磁感应定律，带电粒子在复合场中的运动，牛顿第二定律 14如图甲所示，P、Q 为水平面内平行放置的金属长直导轨，间距为 d，处在磁感应强度大小为 B、方向竖 直向下的匀强磁场中。一根质量为 m、电阻为 r 的导体棒 ef 垂直放在 P、Q 导轨上，导体棒 ef 与 P、Q 导轨 间的动摩擦因数为 。质量为 M 的正方形金属框 abcd 的边长为 L，每边电阻均为 r，用细线悬挂在竖直平 面内，ab 边水平，金属框 a、b 两点通过

10、细导线与导轨相连，金属框的上半部分处在磁感应强度大小为 B、 方向垂直框面向里的匀强磁场中，下半部分处在大小也为 B、方向垂直框面向外的匀强磁场中，不计其余电 阻和细导线对 a、b 点的作用力。现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒 ef 向左运动，从导 体棒开始运动时计时，悬挂金属框的细线的拉力 T 随时间 t 的变化如图乙所示，求： (1)t0时刻以后通过 ab 边的电流； (2)t0时刻以后电动机牵引力的功率 P； (3)求 0 到 t0时刻导体棒 ef 受到的平均合外力 【答案】 (1) (2) (3) 【解析】 【分析】 外电路是：ad、dc、cb三边电阻串联后再与ab边电阻

11、并联构成，根据受力平衡列方程即可求解，注意并联 电路中电流与电阻关系；根据闭合电路欧姆定律和平衡条件列出等式求解最大速度，再根据平衡条件求解 牵引力，根据P=Fv求解牵引力的功率；根据动量定理列方程求解合外力。 【详解】 （2）设总电流为I，由闭合路欧姆定律得： 电动势为：E=Bdv 电流为： 解得：v= 由电动机的牵引功率恒定：P=Fv 对导体棒：F=mg+BId 解得：P= 16如图所示，竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L=0.5m，上方连接一 个阻值R=1 的定值电阻，虚线下方的区域内存在垂直纸面向里的磁感应强度B=2T 的匀强磁场。完全相同 的两根金属杆 1

12、 和 2 靠在导轨上， 金属杆长与导轨等宽且与导轨接触良好， 电阻均为r =0.5。 将金属杆 1 固定在磁场的上边缘（仍在此磁场内） ，金属杆 2 从磁场边界上方h0=0.8m 处由静止释放，进入磁场后恰作 匀速运动。 （g取 10m/s2）求： (1)金属杆的质量m； (2)若金属杆 2 从磁场边界上方h1=0.2m 处由静止释放，进入磁场下落一段距离后做匀速运动。在金属杆 2 加速的过程中整个回路产生了 1.4J 的电热。求此过程中流过电阻R的电荷量q； (3)若金属杆 2 仍然从磁场边界上方h1=0.2m 处由静止释放，在金属杆 2 进入磁场的同时释放金属杆 1，试 求两根金属杆各自的

13、最大速度。 【答案】 (1) m=0.2kg(2)q =0.65C(3) v1=1m/s，v2=3m/s 【解析】 【分析】 金属杆 2 进入磁场前做自由落体运动，由运动学公式求出进入磁场时的速度 v，进入磁场后做匀速运动，重 力与安培力平衡，由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出电流，由安培力公式求出安培力，最后有平 衡条件求出m； 金属杆 2 进入磁场经过一段时间后开始匀速运动，速度大小仍等于v根据能量守恒求出h2， 由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出电流，最后由电流的定义式求出电量q； 释放金属 杆 1 后，两杆受力情况相同，且都向下加速运动，合力等于零时速度最大根据

14、平衡条件得到两杆速度之 和由于两个金属杆任何时刻受力情况相同，任何时刻两者量也相的加速度也都相同，在相同时间内速度 的增同，根据速度增量相同，得到速度的关系，联立求解两杆的最大速度 【详解】 (3)金属杆 2 刚进入磁场时的速度v=m/s=2m/s 金属杆 2 进入磁场同时释放金属杆 1 后，回路中有感应电流，两杆都受安培力和重力，且受力情况相同， 都向下做加速运动，随速度增大，感应电流增大，安培力增大，直到安培力和重力相等时，速度达到最大。 金属杆 1 和 2 产生的感应电动势为E1=BLv1，E2=BLv2 感应电流为 达到最大速度时杆的重力等于安培力mg=BIL 整理得到：v1+ v2=4 m/s 因为两个金属杆任何时刻受力情况相同，因此任何时刻两者的加速度也都相同，在相同时间内速度的增量 也必相同，即：v10 =v2v 代入数据得v2= v1+2 联立求出：v1=1m/s，v2=3m/s 【点睛】 本题是电磁感应与力学知识的综合，第 3 问关键是抓住两杆的加速度相同，任何时刻速度的增量相同这一 隐含的条件分析两杆的速度关系。