（課標通用）高考物理二輪復習 選擇題提分技巧 熱點11 電磁感應中的綜合問題（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、熱點11　電磁感應中的綜合問題 (建議用時：20分鐘) 1．(2019·河南焦作模擬)(多選)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌水平平行放置，間距為l＝1 m，c、d間，d、e間，c、f間分別接阻值為R＝10 Ω的電阻．一阻值為R＝10 Ω的導體棒ab以速度v＝4 m/s勻速向左運動，導體棒與導軌接觸良好，導軌所在平面存在磁感應強度大小為B＝0.5 T、方向垂直紙面向里的勻強磁場．下列說法正確的是(　　) A．導體棒ab中電流的流向為由b到a B．c、d兩端的電壓為1 V C．d、e兩端的電壓為1 V D．f、e兩端的電壓為1 V BD　解析 由右手定則可判知導體棒ab中電流

2、的流向為由a到b，選項A錯誤；感應電動勢E＝Blv＝0.5×1×4 V＝2 V，則c、d兩端的電壓Ucd＝E＝1 V，選項B正確；由于d、e，c、f間電阻中沒有電流流過，故Ude＝Ucf＝0，所以Ufe＝Ucd＝1 V，選項C錯誤，D正確． 2．(多選)用一段橫截面半徑為r、電阻率為ρ、密度為d的均勻?qū)w材料做成一個半徑為R(r?R)的圓環(huán)．圓環(huán)豎直向下落入如圖所示的徑向磁場中，圓環(huán)的圓心始終在N極的軸線上，圓環(huán)所在位置的磁感應強度大小均為B．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)順時針方向的感應電流 B．圓環(huán)因受到了向下的

3、安培力而加速下落 C．此時圓環(huán)的加速度a＝ D．如果徑向磁場足夠長，則圓環(huán)的最大速度vm＝ AD　解析 由右手定則可以判斷感應電流的方向為(俯視)順時針方向，選項A正確；由左手定則可以判斷，此時圓環(huán)受到的安培力向上，選項B錯誤；由牛頓第二定律可得加速度a＝＝g－ ，選項C錯誤；當重力等于安培力時速度達到最大，可得vm＝，選項D正確． 3．(2019·四川涼山診斷)(多選)如圖所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為M，邊長為l，電阻為R的正方形均勻金屬線框，BC邊與虛線PQ重合，PQ右側(cè)有豎直向上的勻強磁場，磁場寬度大于l，磁感應強度大小為B．線框通過一水平細線繞過光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為m的

4、物體，現(xiàn)由靜止釋放物體，當線框有一半進入磁場時已勻速運動，當?shù)氐闹亓铀俣葹間，線框從開始運動到AD邊剛進入磁場過程中(　　) A．剛釋放線框的瞬間，線框的加速度為 B．細繩拉力的最小值為 C．線框恰全部進入磁場時，產(chǎn)生的熱量等于mgl－(M＋m) D．線框有一半進入磁場時與線框AD邊剛進入磁場時BC兩端的電壓大小之比為3∶4 BCD　解析 剛釋放線框的瞬間，設繩子拉力為T，線框加速度為a，以m為研究對象，mg－T＝ma，T＝Ma，可得a＝，T＝；進入磁場后加速度變小，故拉力變大，因此釋放瞬間細繩拉力最小值為T＝；當全部進入磁場時，T＝mg，T＝FA，產(chǎn)生的電動勢為E＝Blv，則

5、I＝，F(xiàn)A＝BIl，可得勻速時速度v＝；由能量守恒，mgl＝(M＋m)v2＋Q，可得產(chǎn)生的熱量Q＝mgl－(M＋m)；線框有一半進入磁場時，BC兩端的電壓U＝Blv，框AD邊剛進入磁場時，電路電流為零，BC兩端的電壓U＝Blv，兩次電壓大小之比為3∶4；綜合以上分析，選項B、C、D正確． 4．(2019·重慶渝東六校聯(lián)考)(多選)如圖所示為三個有界勻強磁場，磁感應強度大小均為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

6、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Φ為正值，外力F向右為正．則以下能反映線框中的磁通量Φ、感應電動勢E、外力F和電功率P隨時間變化規(guī)律圖象的是(　　) ABD　解析 當線框開始進入磁場時，磁通量垂直紙面向外增加，當全部進入時達到最大；此后向里的磁通量增加，向外的磁通量減小，總磁通量向外減小，當運動1.5L時，磁通量為零；當運動2L時磁通量向里最大，此后向外的磁通量增加，向里的磁通量減小，總磁通量減小，當運動2.5L時，磁通量為零，當運動3L時向外的磁通量最大，此后向外的磁通量減小，當運動4L時為零，選項A正確；當線框進入第一個磁場時，由E＝BLv可知，E保持

7、不變，感應電動勢為順時針方向，為負值；而開始進入第二個磁場時，兩邊同時切割磁感線，電動勢應為2BLv，方向為逆時針方向，為正值，開始進入第三個磁場時，兩邊同時切割磁感線，電動勢為2BLv，方向為順時針方向，為負值，出磁場時，感應電動勢為BLv，沿逆時針方向，為正值，選項B正確；因安培力總是與運動方向相反，故拉力應一直向右，選項C錯誤；拉力的功率P＝Fv，因速度不變，而線框在左邊第一個磁場時，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··L＝4，因此安培力變?yōu)檫M磁場時的4倍，則拉力的功率變?yōu)檫M磁場時的4倍，出磁場時，與進磁場時拉力的功率相同，選項D正確． 5．(2019·山東

8、濰坊三模)(多選)如圖所示，兩平行導軌間距為L，傾斜部分和水平部分長度均為L，傾斜部分與水平面的夾角為37°，cd間接電阻R，導軌電阻不計．質(zhì)量為m的金屬細桿靜止在傾斜導軌底端，與導軌接觸良好，電阻為r.整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度隨時間變化關(guān)系為B＝B0＋kt(k>0)，在桿運動前，下列說法正確的是(　　) A．穿過回路的磁通量為2(B0＋kt)L2 B．流過導體棒的電流方向為由b到a C．回路中電流的大小為 D．細桿受到的摩擦力一直減小 BC　解析 由Φ＝BS效＝(B0＋kt)·(L2＋L2cos 37°)＝1.8(B0＋kt)L2，選項A錯誤；磁感應強度均勻

9、增大，產(chǎn)生的感生電動勢，由法拉第電磁感應定律得E＝n＝·S＝k·(L2＋L2cos 37°)＝1.8kL2，由全電路歐姆定律得I＝＝，選項C正確；由楞次定律可得感應電流的方向俯視為順時針方向，即電流流向為b到a，選項B正確；因感應電流大小恒定，則細桿所受的安培力F＝BIL因B逐漸增大而增大，由左手定則知方向水平向右，由桿的平衡知識可得mgsin θ＝f＋BILcos θ，則摩擦力先向上逐漸減小到零，后向下逐漸增大，選項D錯誤． 6．(多選)如圖所示，寬為L的水平光滑金屬軌道上放置一根質(zhì)量為m的導體棒MN，軌道左端通過一個單刀雙擲開關(guān)與一個電容器和一個阻值為R的電阻連接，勻強磁場的方向與軌

10、道平面垂直，磁感應強度大小為B，電容器的電容為C，金屬軌道和導體棒的電阻不計．現(xiàn)將開關(guān)撥向“1”，導體棒MN在水平向右的恒力F作用下由靜止開始運動，經(jīng)時間t0后，將開關(guān)S撥向“2”，再經(jīng)時間t，導體棒MN恰好開始勻速向右運動．下列說法正確的是(　　) A．開關(guān)撥向“1”時，導體棒做加速度逐漸減小的加速運動 B．t0時刻電容器所帶的電荷量為 C．開關(guān)撥向“2”后，導體棒勻速運動的速率為 D．開關(guān)撥向“2”后t時間內(nèi)，導體棒通過的位移為 BCD　解析 開關(guān)撥向“1”時，設在極短時間Δt內(nèi)流過導體棒的電荷量為ΔQ，則電路中的瞬時電流為 I＝，電容器兩端的電壓U＝BLv，電荷量 Q＝CU，則

11、ΔQ＝CΔU＝CBLΔv，可得I＝CBL＝CBLa；對導體棒，由牛頓第二定律得 F－BIL＝ma，聯(lián)立得導體棒的瞬時加速度為 a＝ ，由于加速度表達式中的各個物理量都不隨時間、位移變化，由此可知導體棒的加速度不變，即導體棒做勻加速直線運動，選項A錯誤．t0時刻導體棒MN的速度v＝at0，電容器兩極板間的電壓U＝BLv＝BLat0，電荷量 Q＝CU，則Q＝，選項B正確．由F安＝BIL，I＝，E＝BLv，聯(lián)立解得F安＝，開關(guān)撥向“2”后，導體棒勻速運動時，有 F＝F安，解得v＝，選項C正確．開關(guān)撥向“2”后t時間內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律得F－ F安＝F－＝ma＝m，則FΔt－Δt ＝mΔv，得Ft－＝

12、m，解得位移 x＝，選項D正確． 7．(2019·黑龍江大慶一中月考)(多選)如圖所示，在傾角為θ＝30°的斜面上固定一電阻不計的光滑平行金屬導軌，其間距為L，下端接有阻值為R的電阻，導軌處于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向與斜面垂直(圖中未畫出)．質(zhì)量為m、阻值也為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．現(xiàn)解除彈簧鎖定的同時使金屬棒獲得沿斜面向下的速度v0，從開始運動到停止運動的過程中金屬棒始終與導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．開始運動時金屬棒與導軌接觸點間電壓為 B．通過電阻R的最大

13、電流一定是 C．通過電阻R的總電荷量為 D．回路產(chǎn)生的總熱量小于mv＋ ACD　解析 開始時金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E＝BLv0，則金屬棒與導軌接觸點間電壓為U＝E＝，選項A正確；金屬棒開始運動時，沿斜面方向受到安培力與重力沿斜面方向的分力，因不知二者大小關(guān)系，故不知速度如何變化，則不能確定通過R的最大電流，選項B錯誤；由于金屬棒在運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＝，應用電流定義式和法拉第電磁感應定律可知通過R的電荷量q＝＝，選項C正確；從開始運動到停止，設回路產(chǎn)生的熱量為Q、金屬棒靜止時彈簧的彈性勢能為Ep，對金屬棒和回路應用功能關(guān)系可知Q＋Ep＝mgdsin θ＋mv，則Q＝mv＋－Ep，選項D正確．