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1、河北 2019 年高考物理二轮练习考点综述电磁感应定律的综合运用电磁感应定律的综合运用1、如图1 所示的电路能够用来“研究电磁感应现象”、干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B 串联成另一个电路、线圈A、 B 套在同一个闭合铁芯上，且它们的匝数足够多、从开关闭合时开始计时，流经电流计的电流大小i 随时间 t 变化的图象是() 、图 12、如图 2 所示，两竖直放置的平行光滑导轨相距水平向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.1 ，质量均为0.01kg. 现用竖直向上的力拉0.2m ，其电阻不计，处于0.5T ，导体棒ab 与 cd 的电阻均为ab 棒，使之匀速向上运
2、动，如今 cd 棒恰好静止，棒与导轨始终接触良好，导轨足够长，g 取10m/s2 ，那么()、图 2A、 ab 棒向上运动的速度为B、 ab 棒受到的拉力大小为C、在 2s 时间内，拉力做功为1m/s0.2N0.4JD、在2s时间内，ab 棒上产生的焦耳热为0.4J3、物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验” 、如图开关 S 和电源用导线连接起来后， 将一金属套环置于线圈关 S 的瞬间，套环赶忙跳起、3 所示，她把一个带铁芯的线圈L、L 上，且使铁芯穿过套环，闭合开某同学另找来器材再探究此实验、他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动、比老师演示的实验，以下四个选项中，导致套环未动的缘故可
3、能是对()、图 3A、线圈接在了直流电源上B、电源电压过高C、所选线圈的匝数过多D、所用套环的材料与老师的不同4、如图 4 所示，在倾角为 的斜面上固定有两根足够长的平行光滑导轨，两导轨间距为L，金属导体棒ab 垂直于两导轨放在导轨上，导体棒ab 的质量为m，电阻为R.导轨电阻不计、空间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B. 当金属导体棒ab 由静止开始向下滑动一段时间t0 后，再接通开关S，那么关于导体棒ab 运动的 v t 图象可能正确的选项是() 、图 45、如图 5 所示，在垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框、现用外力使线框以恒定
4、的速度v 沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行、AB BC l ，线框导线的总电阻为R，那么线框离开磁场的过程中()、图 5A、线框中的电动势随时间均匀减小Bl2B、通过线框截面的电荷量为2RC、线框所受外力的最大值为2B2l2vRD、线框中的热功率与时间成正比6、如图 6 所示，相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为 ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B. 将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到 v 时开始匀速运动， 如今对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力， 并保持拉力的功率恒为 P，导体棒最终以 2v 的速度匀速运动、
5、导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为 g. 以下选项正确的选项是 () 、图6A、 P 2mgvsin B、 P 3mgvsin vgC、当导体棒速度达到2时加速度大小为2sinD、在速度达到2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功7、如图 7 所示，空间被分成假设干个区域，分别以水平线aa、 bb、 cc、dd为界，每个区域的高度均为h，其中区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，区域存在垂直于纸面向里且与区域的磁感应强度大小相等的匀强磁场、竖直面内有一边长为h、质量为 m的正方形导体框，导体框下边与aa重合并由静止开始自由下落，导体框下边刚进
6、入bb就做匀速直线运动，之后导体框下边越过cc进入区域，导体框的下边到达区域的某一位置时又开始做匀速直线运动、求：图 7(1) 导体框在区域匀速运动的速度、(2) 从导体框下边刚进入 bb时到下边刚触到 dd时的过程中， 导体框中产生的热量、 ( 重力加速度为g，导体框始终在竖直面内运动且下边始终水平)8、如图 8 甲所示，两根质量均为0.1kg 完全相同的导体棒a、 b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上、斜面倾角 为 53， a、 b 导体棒的间距是PQ、 MN导轨的间距的一半，导轨间分界线OO以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场、当 a、 b 导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v
7、 与时间的关系图象如图乙所示、假设a、 b导体棒接入电路的电阻均为1 ，其他电阻不计， 取 g 10m/s2，sin53 0.8 ，cos53 0.6 ，试求：图 8(1)PQ 、 MN导轨的间距d；(2)a 、 b 导体棒与导轨间的动摩擦因数；(3) 匀强磁场的磁感应强度 B 的大小、9、如图 9 所示，水平放置的金属细圆环半径为0.1m，竖直放置的金属细圆图 9柱 ( 其半径比0.1m 小得多 ) 的端面与金属圆环的上表面在同一平面内，圆柱的细轴通过圆环的中心O，将一质量和电阻均不计的导体棒一端固定一个质量为10g 的金属小球，被圆环和细圆柱端面支撑，棒的一端有一小孔套在细轴O上，固定小球
8、的一端可绕轴线沿圆环作圆周运动，小球与圆环的摩擦因数为0.1 ，圆环处于磁感应强度大小为4T，方向竖直向上的恒定磁场中，金属细圆柱与圆环之间连接如图电学元件，不计棒与轴及与细圆柱端面的摩擦，也不计细圆柱、圆环及感应电流产生的磁场，开始时S1 断开， S2拨在 1 位置， R1 R3 4， R2 R46 ， C30 F，求：(1)S1 闭合，问沿垂直于棒的方向以多大的水平外力作用于棒的A 端，才能使棒稳定后以角速度10rad/s匀速转动？(2)S1 闭合稳定后， S2 由 1 拨到 2 位置，作用在棒上的外力不变，那么至棒又稳定匀速转动的过程中，流经R3 的电量是多少？参考答案1、 B2、 B3
9、、 D 金属套环跳起的缘故是开关S 闭合时，套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的、线圈接在直流电源上，S 闭合时，金属套环也会跳起、电压越高，线圈匝数越多，S 闭合时，金属套环跳起越剧烈、假设套环是非导体材料，那么套环可不能跳起、应选项A、 B、 C 错误，选项D 正确、 4、 ACD当开关 S 闭合前导体棒ab 匀加速运动时，其加速度为agsin ，经时间 t0 ，其末速度为vt gt0sin . 当开关 S 闭合后，导体棒ab 会受到安培力作用，由左手定那么可知，安培力沿导轨向上，当导体棒的重力沿导轨向下的分力与安培力平衡时，导体棒的运动速度达到稳定，这确实是导体棒的收尾
10、速度、5、 B 三角形线框向外匀速运动的过程中，由于有效切割磁感线的长度Lvt ，因此线框中感应电动势的大小E BLv Bv2t ，应选项A 错误；线框离开磁场的运动Bl2过程中，通过线圈的电荷量QIt t R t 2R ，选项 B 正确；当线框恰好刚要完全离开磁场时，线框有效切割磁感线的长度最大，那么F BIt B2l2v，选项 C错误；RB2v4t2线框的热功率 P Fv BIv2t R ，选项 D 错误、 6、 AC导体棒由静止释放，速度达到v 时，回路中的电流为I ，那么依照共点力的平衡条件，有mgsin BIL. 对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，以2v 的速度匀速运动时，那么回路
11、中的电流为2I ，那么依照平衡条件，有Fmgsin B 2IL ，因此拉力 Fmgsin ，拉力的功率P F 2v 2mgvsin ，应选项 A 正确、 选项 B 错误；当vII导体棒的速度达到2时，回路中的电流为 2，依照牛顿第二定律，得mgsin B2Lma，g解得 a2sin ，选项 C 正确；当导体棒以 2v的速度匀速运动时，依照能量守恒定律，重力和拉力所做的功之和等于R 上产生的焦耳热，应选项D 错误、 7、解析 (1) 导体框从 aa到 bb过程中，设刚进入bb时导体框的速度为v，1那么 mgh2mv2，因此 v 2ghBhv导体框进入 bb开始匀速运动时mg BIh ， I R
12、，B2h2v因此 mg R导体框下边到达区域的某一位置时又开始做匀速直线运动时mg 2BI h， I 2Bhv4B2h2vR ，因此 mgRv 1由以上各式得 v 4 4 2gh(2) 从导体框下边刚进入bb时到下边刚出dd时的过程中，设产生的热量为Q1115由动能定理：2mghQ 2mv 2 2mv2， Q 2mgh 32mv247因此 Q 16mgh.147答案 (1) 42gh(2) 16mgh8、解析 (1) 由题图乙可知导体棒b 刚进入磁场时a、 b 和轻杆所组成的系统做匀速运动，当导体棒a 进入磁场后才再次做加速运动，因而b 棒匀速运动的位移即为a、 b 棒的间距，依题意可得：d
13、2vt 2 3 (0.6 0.4)m 1.2m(2)aavt7.5m/s2ab运动，故可看作一个整体，其受力分析如下图、由牛顿第二定律得：2mgsin 2mgcos 2magsin a解得： gcos 0.083(3) 当 b 导体棒在磁场中做匀速运动时，有2mgsin 2mgcos BId 0BdvI 2R联立解得： B 0.83T答案 (1)1.2m(2)0.083(3)0.83T19、解析 (1) 金属细圆柱产生的电动势为E 2B L2 2V，E2对整个系统由功能关系得(F f) L R1R2，代入数据解得F 0.41N.(2)S1 闭合， S2 拨到 2 位置，稳定后的金属细圆柱的角速度为 ，由对整个系统由功12B L2 2能关系有 (F f) LR1 R2，代入数据解得 10rad/s， S2 拨向 1 稳ER2定后电容器两端的电压为U1R1 R112V，且上板带正电、S2 拨向 2 稳定后电容两端ER1的电压为 U2 R2R1 0.8V ，且上板带负电，电容器上的电量变化为Q (U1 U2)C36 10 5C，因此流过R3 的电量为Q3 5 Q3.6 105C.答案 (1)0.41N(2)3.6 10 5C