2022年高考物理二轮复习 专题整合突破四 电路和电磁感应 第11讲 电磁感应规律及应用效果自评

2022年高考物理二轮复习 专题整合突破四 电路和电磁感应 第11讲 电磁感应规律及应用效果自评1xx江西一模如右图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，在选项图中，线框中感应电流i与线框移动的位移x的关系图象正确的是()答案C解析线框从开始进入到全部进入第一个磁场时，磁通量向里增大，则由楞次定律可知，电流方向为逆时针，故B一定错误；因切割的有效长度均匀增大，故由EBLv可知，电动势也均匀增加；而在全部进入第一部分磁场时，磁通量达最大，该瞬间变化率为零，故电动势也为零，故A错误；当线圈开始进入第二段磁场后，线圈中磁通量向里减小，则可知电流为顺时针，故D错误，C正确；故选C。2xx菏泽一模(多选)用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径。如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率kt(k0)。则()A圆环中产生逆时针方向的感应电流B圆环具有扩张的趋势C圆环中感应电流的大小为D图中a、b两点间的电势差Uab|kr2|答案BD解析磁通量向里，减小，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中感应电流的方向为顺时针，所以A错误。由楞次定律可知，为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，所以B选项正确。由法拉第电磁感应定律可知Ek，感应电流I，故C选项错误。由闭合电路欧姆定律可知，ab间的电势差为Uab|kr2|，D选项正确。3xx山东模拟(多选)如图所示，间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角30，导轨电阻不计，正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直导轨向上。甲、乙两金属杆电阻相同、质量均为m，垂直于导轨放置。起初甲金属杆处在磁场的上边界ab上，乙在甲上方距甲也为l处。现将两金属杆同时由静止释放，释放同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力，使甲金属杆始终以大小为ag的加速度沿导轨向下匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，重力加速度为g，则以下正确的是()A每根金属杆的电阻RB甲金属杆在磁场区域运动过程中，拉力对杆做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热C乙金属杆在磁场区域运动过程中，安培力的功率是PmgD乙金属杆进入磁场直至出磁场过程中回路中通过的电量为Qm答案AB解析乙没进磁场前受力分析，由牛顿第二定律得mgsinma2a2ga甲，因此甲乙两杆相对静止，当乙刚进入磁场时做匀速运动，受力平衡，mgsinBIl，此时甲刚离开磁场，由运动学可知2alv2，由法拉第电磁感应定律得EBlv，而由欧姆定律可知I，以上各式联立得R，所以A选项正确。由于乙在磁场中做匀速直线运动，所以安培力的功率Pmgsinvmg，C选项错误。乙杆从进入磁场到出磁场的过程中通过回路的电量Q，D选项是错误的。列甲、乙两杆组成的系统的动能定理：2mgsinlWFW克2mv2，又由功能关系得Q热W克WF，所以B选项是正确的。4xx山西联考(多选)如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以初速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中()A通过R的电流方向为由外向内B拉力F做的功为mgrCR上产生的热量为D流过R的电量为答案ABC解析由右手定则可知，通过R的电流由外向内，A选项是正确的，由于棒做速度为v0的匀速圆周运动，所以它的角速度为定值，棒切割磁感线的有效速度为垂直磁感线的分速度，即vv0cost，由法拉第电磁感应定律可知EBLvBLv0cost也就是产生了余弦式交流电，求R上产生的热量时，必须用交流电的有效值E，所以Q热t，其中t，代入得Q热，所以C选项是正确的。流过R的电量：q，因此D选项是错误的。列棒从开始到ab过程中的动能定理：WFmgrW克安0，其中W克安Q热，代入得WFmgr，所以B选项是正确的。5xx银川一模如图所示，倾斜角30的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接。轨道宽度均为L1 m，电阻忽略不计。匀强磁场仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小B11 T；匀强磁场仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小B21 T。现将两质量均为m0.2 kg，电阻均为R0.5 的相同导体棒ab和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放。取g10 m/s2。(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小；(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，ab棒产生的焦耳热Q0.45 J，求该过程中通过cd棒横截面的电荷量；(3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h10 m，cd棒由静止释放后，为使cd棒中无感应电流，可让磁场的磁感应强度随时间变化，将cd棒开始运动的时刻记为t0，此时磁场的磁感应强度为B01 T，试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系式。答案(1)1 m/s(2)1 C(3)B(t s)解析(1)cd棒匀速运动时速度最大，设为vm，棒中感应电动势为E，电流为I，感应电动势：EBLvm，电流：I由平衡条件得：mgsinBIL，代入数据解得：vm1 m/s(2)设cd棒从开始运动到达最大速度的过程中经过的时间为t，通过的距离为x，cd棒中平均感应电动势为E1，平均电流为I1，通过cd棒横截面的电荷量为q，由能量守恒定律得：mgxsinmv2Q电动势：E1，电流：I1，电荷量：qI1t代入数据解得：q1 C(3)设cd棒开始运动时穿过回路的磁通量为0，cd棒在倾斜轨道上下滑的过程中，设加速度大小为a，经过时间t通过的距离为x1，穿过回路的磁通量为，cd棒在倾斜轨道上下滑时间为t0，则：0B0L加速度：agsin，位移：x1at2BL(x1)，at解得：t0 s为使cd棒中无感应电流，必须有：0解得：B(t s)。