2019届高考物理二轮复习 专题四 电磁感应与电路 电磁感应真题汇编.doc

电磁感应1.(2018全国卷I T17)如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B(过程)。在过程、中，流过OM的电荷量相等，则等于()A. B. C. D.2【解析】选B。由、解得：。过程中流过OM的电荷量；过程中流过OM的电荷量。而q1=q2，即，解得。2.(2018全国卷I T19) 如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是()A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合后并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合后并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合后并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动【解析】选A、D。开关闭合后的瞬间，根据安培定则可知，两线圈内的磁场方向水平向右。因为线圈内的磁通量增加，根据楞次定律可判断直导线内的电流方向由南到北，再根据安培定则可知直导线内的电流在正上方产生的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故选项A正确；开关闭合后并保持一段时间后，与直导线相连的线圈内磁通量不变，则直导线没有感应电流，故小磁针不动，故选项B、C错误；开关闭合后并保持一段时间再断开后的瞬间，与直导线相连的线圈内磁通量减少，根据楞次定律可判断直导线内的电流方向由北到南，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故选项D正确。3.(2018全国卷II T18)如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是()【解析】选D。从起始位置向左运动的过程中，左右两导体棒上产生的感应电动势大小相同，方向分别向上和向下，E=2Blv、，电流方向为顺时针方向；向左运动l的过程中，左右两导体棒上产生的感应电动势大小相同，方向都向下，回路中感应电动势为0，电流为0；左右两导体棒向左运动l的过程中，两导体棒上产生的感应电动势大小相等，方向分别向下和向上，E=2Blv、，电流方向为逆时针方向；向左运动2l的过程中，两导体棒上产生的感应电动势大小相等，方向都向上，回路中电流为0。选项D正确。【题后反思】(1)对于多阶段问题的分析，一定要做到合理分段，并对各段的起点、终点和规律细致分析。(2) 涉及两段导体同时切割磁感线的问题，特别注意各导体棒所处磁场的磁感应强度的方向，然后确定回路中总感应电动势和感应电流的大小。4.(2018全国卷T20)如图甲，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图乙所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势()A.在t=时为零B.在t=时改变方向C.在t=时最大，且沿顺时针方向D.在t=T时最大，且沿顺时针方向【解析】选A、C。由于长直导线PQ中通有正弦交流电i，所以会在导线的左右两侧产生磁场，那么导线框R就会有磁通量。由于导线PQ中的电流大小和方向都在进行周期性变化，所以右侧线框的磁通量就会有周期性的变化，所以就会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定律来判定在t=到t=时间内导线框R中的感应电动势均沿顺时针方向，故B错；在t=时图线斜率为零，磁通量变化率为零，感应电动势为零，故A对；在t=时图线斜率最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大且沿顺时针方向，同理在t=T时感应电动势也最大，且沿逆时针方向，故C对D错，故选A、C。5.(2018江苏高考 T9)如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场、的高和间距均为d，磁感应强度为B。质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场和时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g。金属杆()A.刚进入磁场时加速度方向竖直向下B.穿过磁场的时间大于在两磁场之间的运动时间C.穿过两磁场产生的总热量为4mgdD.释放时距磁场上边界的高度h可能小于【解析】选B、C。金属杆在磁场、之间运动时，做加速运动，因此金属杆在磁场中要做减速运动，才能保证进入磁场时和进入磁场时速度相等，选项A错误；画出穿过磁场和在两磁场之间的v-t图象，能够直观反映出穿过磁场的时间大于在两磁场之间的运动时间，选项B正确；进入磁场和时的速度相等，表明金属杆穿过磁场到进入磁场之前动能没有变化，减少的重力势能2mgd变成了焦耳热，再穿过磁场过程跟穿过磁场情况完全相同，产生的焦耳热还等于2mgd，总的热量为4mgd，选项C正确；由于在进入磁场前，金属杆做自由落体运动，末速度为，在刚进入磁场时，安培力mg才能保证金属杆做减速运动，化简得，选项D错误。6.(2018天津高考T12)真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置。图甲是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计。ab和cd是两根与导轨垂直、长度均为l、电阻均为R的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为l，列车的总质量为m。列车启动前，ab、cd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，如图甲所示，为使列车启动，需在M、N间连接电动势为E的直流电源，电源内阻及导线电阻忽略不计。列车启动后电源自动关闭。(1)要使列车向右运行，启动时图甲中M、N哪个接电源正极，并简要说明理由。(2)求刚接通电源时列车加速度a的大小。(3)列车减速时，需在前方设置如图乙所示的一系列磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于l。若某时刻列车的速度为v0，此时ab、cd均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前方至少需要多少块这样的有界磁场？【解析】(1)M接电源正极，列车要向右运动，安培力方向应向右，根据左手定则，接通电源后，金属棒中电流方向由a到b，由c到d，故M接电源正极。(2)由题意，启动时ab、cd并联，设回路总电阻为R总，由电阻的串并联知识得R总=；设回路总电流为I，根据闭合电路欧姆定律有设两根金属棒所受安培力之和为F，有F=BIl根据牛顿第二定律有F=ma，联立式得a=(3)设列车减速时，cd进入磁场后经t时间ab恰好进入磁场，此过程中穿过两金属棒与导轨所围回路的磁通量的变化量为，平均感应电动势为E1，由法拉第电磁感应定律有E1=，其中=Bl2；设回路中平均电流为I，由闭合电路欧姆定律有设cd受到的平均安培力为F，有F=IlB以向右为正方向，设t时间内cd受安培力冲量为I冲，有I冲=-Ft同理可知，回路出磁场时ab受安培力冲量仍为上述值，设回路进出一块有界磁场区域安培力冲量为I0，有I0=2I冲设列车停下来受到的总冲量为I总，由动量定理有I总=0-mv0联立式得讨论：若恰好为整数，设其为n，则需设置n块有界磁场，若不是整数，设的整数部分为N，则需设置N+1块有界磁场。答案：(1)M理由见解析 (2)(3)见解析7.(2018江苏高考 T13)如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为，间距为d。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流。金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g。求下滑到底端的过程中，金属棒(1)末速度的大小v。(2)通过的电流大小I。(3)通过的电荷量Q。【解析】(1)金属棒做匀加速直线运动，有v2=2as，解得v=。(2)安培力F安=IdB，金属棒所受合力F=mgsin -F安由牛顿第二定律F=ma解得I=(3)运动时间t=，电荷量Q=It解得Q=答案：(1)(2)(3)