2020届高考物理二轮复习 考前十天必考热点冲刺 热考12 电磁感应

热考12电磁感应一、选择题1(多选)(2019年海南琼海模拟)如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽为d，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里一个边长为L的正方形导线框，总电阻为R，在拉力作用下，以速度v向右匀速地通过该磁场区域若dL，则在线框通过磁场的过程中，下述说法正确的是()A感应电流方向先逆时针后顺时针B感应电流的大小为 C线框中产生的热量为D拉力做的总功为【答案】AC2(多选)如图所示，CD、EF是两条水平放置的电阻可忽略的平行光滑导轨，导轨固定不动，间距为L，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B.导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接将一阻值也为R，质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处己知导体棒与水平导轨接触良好，则下列说法中正确的是()A电阻R的最大电流为B电阻R中产生的焦耳热为mghC磁场左右边界的长度d为D流过电阻R的电荷量为【答案】AD 【解析】金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得mghmv2，得金属棒到达水平面时的速度v，金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为EBLv，最大的感应电流为I，故A正确；金属棒在整个运动过程中，机械能最终转化为焦耳热，即Qmgh，故电阻R中产生的焦耳热为QRQmgh，故B错误；对导体棒，经时间t穿过磁场，由动量定理得F安tBLtmv，而qt，变形得BLqmv，解得q，而由qttt和SLd，解得d，故C错误，D正确3(多选)(2019年福建福州模拟)如图所示，xOy平面为光滑水平面，现有一长为d宽为L的线框MNPQ在外力F作用下，沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度BB0cosx(式中B0为已知量)，规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R0，t0时刻MN边恰好在y轴处，下列说法正确的是()A外力F为恒力Bt0时，外力大小FC通过线圈的瞬时电流ID经过t，线圈中产生的电热Q【答案】BC【解析】由于磁场是变化的，故切割产生的感应电动势也为变值，安培力也会变力故要保持其匀速运动，外力F不能为恒力，A错误t0时，左右两边的磁感应强度均为B0，方向相反，则感应电动势E2B0Lv，拉力等于安培力即F2B0IL，B正确；由于两边正好相隔半个周期，故产生的电动势方向相同，经过的位移为vt；瞬时电动势E2B0Lvcos，瞬时电流I，C正确；由于瞬时电流成余弦规律变化，故可知感应电流的有效值I，故产生的电热QI2Rt，D错误二、计算题4(2019年福建福州模拟)如图，在竖直平面内有两条间距为L的足够长的平行长直金属导轨，上端接有一个阻值为R的电阻和一个耐压值足够大的电容器，电容器的电容为C，且不带电质量为m的导体棒ab垂直跨在导轨上，接触良好导轨所在空间有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.S为单刀双掷开关现将开关S接1，由静止释放导体棒ab.已知重力加速度为g，不计导轨和导体棒的电阻，不计一切摩擦(1)当金属棒向下运动的速度为v1时，电容器所带的电量q；(2)求导体棒ab下落h高度时的速度大小v2；(3)当速度为v2时迅速将开关S接2，请分析说明此后导体棒ab的运动情况；并计算导体棒ab在开关接2后又下落足够大的高度H的过程中电阻R上所产生的电热Q.【答案】(1)CBLv1(2)(3)mgH【解析】(1)金属棒向下以速度为v1切割磁感线产生的感应电动势EBLv1电容器所带电荷量qCECELv1.(2)设在t时间内，金属棒速度变化为v金属棒产生的感应电动势变化EBLv电容器两极板电压变化UBLv电容器所带电荷量变化qCUCBLv金属棒中的电流ICBLCBLa对金属棒，由牛顿第二定律有mgBILma联立解得a可以看出加速度与时间无关，说明金属棒做匀加速直线运动，设金属棒沿导轨向下运动h时的速度为v2，由v2ah解得v2.(3)此时迅速将开关S接2.若重力大于安培力，则棒先做加速运动后做匀速运动；若重力等于于安培力，则棒做匀速运动；若重力小于安培力，则棒先做减速运动后做匀速运动因为最后匀速，所以由平衡条件mgF安解得v3对导体棒在该过程使用动能定理mgHW克安mvmv故此过程中电阻R上产生的电热QW克安mgH.5(2019年甘肃兰州一诊)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN，PQ倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角30，两导轨间距L10 m，底端NQ两点连接R1.0 的电阻，匀强磁场方向垂直于导轨所在平面斜向上，磁感应强度大小为B0.6 T质量m0.2 kg，阻值r0.50 的导体棒垂直于导轨放置，在平行于导轨平面向上的拉力F作用下沿导轨向上做匀速直线运动，速度v10 m/s.撤去拉力F后，导体棒沿导轨继续运动l20 m后速度减为零运动过程中导体棒与导轨始终垂直并接触良好，g10 m/s2，导轨电阻不计求：(1)拉力F的大小；(2)撤去拉力F后导体棒上升的过程中电阻R中产生的焦耳热Q和通过的电量q.【答案】(1)3.4 N(2) J0.8 C【解析】(1)导体棒匀速运动产生的感应电动势为EBLv6 V感应电流为I4 A由导体棒受力平衡可得FFAmgsin BILmgsin 3.4 N.(2)撤去外力后，由动能定理得到mgsin lW克0mv2得到W克8 J电阻R上产生的热量QW克8 J J.电量q0.8 C.- 5 -