2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題四 電路和電磁感應(yīng) 專題跟蹤檢測(cè)(二十)突破電磁感應(yīng)的兩個(gè)基本問題.doc
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2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題四 電路和電磁感應(yīng) 專題跟蹤檢測(cè)(二十)突破電磁感應(yīng)的兩個(gè)基本問題 一、選擇題(第1~5題為單項(xiàng)選擇題,第6~9題為多項(xiàng)選擇題) 1.(xx徐州模擬)下列各圖所描述的物理情境中,沒有感應(yīng)電流的是( ) 解析:選A 電鍵S閉合穩(wěn)定后,穿過線圈N的磁通量保持不變,線圈N中不產(chǎn)生感應(yīng)電流。故A符合題意;磁鐵向鋁環(huán)A靠近,穿過鋁環(huán)A的磁通量在增大,鋁環(huán)A中產(chǎn)生感應(yīng)電流。故B不符合題意;金屬框從A向B運(yùn)動(dòng),穿過金屬框的磁通量時(shí)刻在變化,金屬框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。故C不符合題意;銅盤在磁場(chǎng)中按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng),銅盤的一部分切割磁感線,電阻R中產(chǎn)生感應(yīng)電流。故D不符合題意。 2.(xx鎮(zhèn)江一模)如圖所示,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流,若( ) A.金屬環(huán)向上運(yùn)動(dòng),則環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B.金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng),則環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 解析:選D 直導(dǎo)線之間的磁場(chǎng)是對(duì)稱的,金屬環(huán)在中間時(shí),通過金屬環(huán)的磁通量為零,金屬環(huán)上下運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,通過金屬環(huán)的磁通量不變,不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A、B錯(cuò)誤;金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則穿過金屬環(huán)的磁場(chǎng)垂直紙面向外并且增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可得,環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,故C錯(cuò)誤;金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則穿過金屬環(huán)的磁場(chǎng)垂直紙面向里并且增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可得,環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,故D正確。 3.(xx南通模擬)如圖所示的電路中,三個(gè)燈泡A、B、C完全相同,電感L自感系數(shù)很大,其直流電阻與定值電阻R相等,D為理想二極管,下列判斷中正確的是( ) A.閉合開關(guān)S的瞬間,燈泡A和C同時(shí)亮 B.閉合開關(guān)S的瞬間,只有燈泡C立即亮 C.閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,燈泡A、B、C一樣亮 D.在電路穩(wěn)定后,斷開開關(guān)S的瞬間,燈泡B、C均要閃亮一下再熄滅 解析:選B 閉合開關(guān)S的瞬間,由于二極管具有單向?qū)щ娦?,所以無電流通過B,由于電感L中自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙,A燈逐漸亮,所以閉合開關(guān)S的瞬間,只有C立即亮,故A錯(cuò)誤,B正確;由于二極管具有單向?qū)щ娦?,電路穩(wěn)定后也無電流通過B,B不亮,故C錯(cuò)誤;電感L自感系數(shù)很大,其直流電阻與定值電阻R相等,所以電路穩(wěn)定后,A、C兩個(gè)支路的電流是相等的;在電路穩(wěn)定后,斷開開關(guān)S的瞬間,由于電感L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,B、C并聯(lián),所以B要閃亮一下再熄滅,同時(shí)由于B與C并聯(lián),流過C的電流一定比電路穩(wěn)定時(shí)的電流小,所以C不能閃亮一下,而是逐漸熄滅,故D錯(cuò)誤。 4.(xx鎮(zhèn)江三模)如圖所示,將一鋁管豎立在水平桌面上,把一塊直徑比鋁管內(nèi)徑小一些的圓柱形的強(qiáng)磁鐵從鋁管上端由靜止釋放,強(qiáng)磁鐵在鋁管中始終與管壁不接觸。則強(qiáng)磁鐵在下落過程中( ) A.若增加強(qiáng)磁鐵的磁性,可使其到達(dá)鋁管底部的速度變小 B.鋁管對(duì)水平桌面的壓力一定逐漸變大 C.強(qiáng)磁鐵落到鋁管底部的動(dòng)能等于減少的重力勢(shì)能 D.強(qiáng)磁鐵先加速后減速 解析:選A 強(qiáng)磁鐵通過鋁管時(shí),導(dǎo)致穿過鋁管的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流阻礙強(qiáng)磁鐵相對(duì)于鋁管的運(yùn)動(dòng)。結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律可知,強(qiáng)磁鐵的磁場(chǎng)越強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)的速度越快,則感應(yīng)電流越大,感應(yīng)電流對(duì)強(qiáng)磁鐵的阻礙作用也越大,所以若增加強(qiáng)磁鐵的磁性,可使其到達(dá)鋁管底部的速度變小,故A正確;強(qiáng)磁鐵在整個(gè)下落過程中,由楞次定律“來拒去留”可知,鋁管對(duì)桌面的壓力大于鋁管的重力;同時(shí),由上述分析可知,強(qiáng)磁鐵將向下做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)。強(qiáng)磁鐵可能一直向下做加速運(yùn)動(dòng),也可能先向下做加速運(yùn)動(dòng),最后做勻速直線運(yùn)動(dòng),不可能出現(xiàn)減速運(yùn)動(dòng);若強(qiáng)磁鐵先向下做加速運(yùn)動(dòng),最后做勻速直線運(yùn)動(dòng),則鋁管對(duì)水平桌面的壓力先逐漸變大,最后保持不變,故B、D錯(cuò)誤;強(qiáng)磁鐵在整個(gè)下落過程中,除重力做功外,還有因產(chǎn)生感應(yīng)電流對(duì)應(yīng)的安培力做功,導(dǎo)致減少的重力勢(shì)能部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的減少量,故C錯(cuò)誤。 5.兩根通電直導(dǎo)線M、N都垂直紙面固定放置,通過它們的電流方向如圖所示,正方形線圈L的平面跟紙面平行,現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線的中垂線迅速平移到位置B,則在平移過程中,線圈中的感應(yīng)電流( ) A.沿順時(shí)針方向,且越來越小 B.沿逆時(shí)針方向,且越來越大 C.始終為零 D.先順時(shí)針,后逆時(shí)針 解析:選C 根據(jù)直導(dǎo)線電流周圍磁場(chǎng)磁感線的分布特點(diǎn)可知,兩直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與線圈平面平行,故穿過線圈L的磁通量始終為零,則線圈中的感應(yīng)電流始終為零,C項(xiàng)正確。 6.(xx錫山區(qū)二模)如圖所示,一個(gè)總電阻為R的導(dǎo)線彎成寬度和高度均為d的“半正弦波”形閉合線框,豎直虛線之間有寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于線框所在的平面向里。線框以速度v向右勻速通過磁場(chǎng),ab邊始終與磁場(chǎng)邊界垂直,從b點(diǎn)到達(dá)邊界開始到a點(diǎn)離開磁場(chǎng)為止,在這個(gè)過程中( ) A.線框中的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向 B.a(chǎn)b段直導(dǎo)線始終不受安培力的作用 C.平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Bdv D.線框中產(chǎn)生的焦耳熱為 解析:選AD 線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)穿過線框的磁通量向里增加,離開磁場(chǎng)時(shí)穿過線框的磁通量向里減小,根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng)先向外再向里,由右手螺旋定則可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向,故A正確;穿過磁場(chǎng)時(shí)回路中有感應(yīng)電流,而線框運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直,故在穿過磁場(chǎng)的過程中ab段直導(dǎo)線受到安培力作用,故B錯(cuò)誤;根據(jù)題意知穿過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的交變電流的最大電動(dòng)勢(shì)為Bdv,最小值為0,由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律知,其平均值不是最大值與最小值之和的,故C錯(cuò)誤;因?yàn)榫€框是“半正弦波”形閉合線框,故在穿過磁場(chǎng)過程中感應(yīng)產(chǎn)生的電流為正弦式交變電流,由題意知該交變電流的最大值為Im==,則其有效值為I=Im=,在穿過磁場(chǎng)的t=時(shí)間內(nèi)線框產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt=2R=,故D正確。 7.如圖所示,線圈與電源、開關(guān)相連,直立在水平桌面上。鐵芯插在線圈中,質(zhì)量較小的鋁環(huán)套在鐵芯上。閉合開關(guān)的瞬間,鋁環(huán)向上跳起來。下列說法中正確的是( ) A.開關(guān)閉合后,鋁環(huán)上升到某一高度后回落 B.若保持開關(guān)閉合,則鋁環(huán)跳起到某一高度停留 C.若將電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào),則還會(huì)觀察到同樣的現(xiàn)象 D.若將鋁環(huán)換成木環(huán),則還會(huì)觀察到同樣的現(xiàn)象 解析:選AC 閉合開關(guān)的瞬間,線圈中電流增大,產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng),則通過鋁環(huán)的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,鋁環(huán)跳起以阻礙磁通量的增大,電流穩(wěn)定后,鋁環(huán)中磁通量恒定不變,不再產(chǎn)生感應(yīng)電流,在重力作用下,鋁環(huán)回落,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;閉合開關(guān)的瞬間,鋁環(huán)向上跳起的目的是阻礙磁通量的增大,與磁場(chǎng)的方向、線圈中電流的方向無關(guān),C項(xiàng)正確;若將鋁環(huán)換成木環(huán),因不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故不會(huì)觀察到同樣的現(xiàn)象,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.(xx泉州一模)如圖所示,上端接有一電阻R的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面,一金屬棒與導(dǎo)軌垂直放置,以初速度v0從a處向下滑動(dòng),金屬棒經(jīng)b處滑到c處,已知ab=bc,忽略其他電阻,則金屬棒在ab和bc兩個(gè)過程中( ) A.安培力做功一定相等 B.通過棒的電荷量一定相等 C.棒運(yùn)動(dòng)的加速度不一定相等 D.回路中產(chǎn)生的內(nèi)能一定相等 解析:選BC 根據(jù)安培力的計(jì)算公式F=BIL=可得,下滑過程中如果安培力和重力沿傾斜導(dǎo)軌向下的分力不相等則速度變化,安培力必定變化,則安培力做功不相等,如果勻速下滑,則安培力不變,安培力做功相等。克服安培力做功等于內(nèi)能的變化,回路中產(chǎn)生的內(nèi)能不一定相等,故A、D錯(cuò)誤;根據(jù)電荷量的計(jì)算公式有:q=t==可知,下滑相同的距離x,通過棒的電荷量一定相等,故B正確;根據(jù)牛頓第二定律可得:mgsin θ-=ma(θ為導(dǎo)軌與水平方向的夾角),如果速度不變則加速度不變,如果速度變化則加速度變化,故C正確。 9.(xx包頭模擬)如圖所示,光滑金屬導(dǎo)軌AC、AD固定在水平面內(nèi),并處在方向豎直向下、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒以初速度v0從某位置開始在導(dǎo)軌上水平向右運(yùn)動(dòng),最終恰好靜止在A點(diǎn)。在運(yùn)動(dòng)過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終構(gòu)成等邊三角形回路,且通過A點(diǎn)的總電荷量為Q。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的接觸電阻值恒為R,其余電阻不計(jì),則( ) A.該過程中導(dǎo)體棒做勻減速運(yùn)動(dòng) B.當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為時(shí),回路中感應(yīng)電流小于初始時(shí)的一半 C.開始運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成回路的面積為 S= D.該過程中接觸電阻產(chǎn)生的熱量為 解析:選BC 該過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv,感應(yīng)電流為I=,安培力為F=BLI=,L、v都在減小,根據(jù)牛頓第二定律知,加速度a=也在減小,A錯(cuò)誤;由I=,當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為時(shí),導(dǎo)體棒的有效切割長(zhǎng)度L也減小,回路中感應(yīng)電流大小小于初始時(shí)的一半,B正確;該過程中,通過A點(diǎn)的總電荷量為Q==,可得,開始運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成回路的面積為S=,C正確;由導(dǎo)體棒恰好靜止在A點(diǎn)及能量守恒定律,可知該過程中,導(dǎo)體棒的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為接觸電阻產(chǎn)生的熱量,為mv02,D錯(cuò)誤。 二、非選擇題 10.(xx南通模擬)如圖所示,豎直固定的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ,相距L=0.2 m,其電阻不計(jì),完全相同的兩根金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置,每根金屬棒兩端都與導(dǎo)軌始終良好接觸。已知兩棒的質(zhì)量均為m=10-2 kg,電阻均為R=0.2 Ω,cd棒放置在水平絕緣平臺(tái)上,整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T。ab棒在豎直向上的恒定拉力F作用下由靜止開始向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)x=0.1 m時(shí)達(dá)到最大速度vm,此時(shí)cd棒對(duì)絕緣平臺(tái)的壓力恰好為零(g取10 m/s2)。求: (1)ab棒的最大速度vm; (2)ab棒由靜止到最大速度過程中通過ab棒的電荷量q; (3)ab棒由靜止到最大速度過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。 解析:(1)ab棒達(dá)到最大速度vm時(shí),對(duì)cd棒有: BiL=mg, 由閉合電路歐姆定律知:i=, ab棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=BLvm, 代入數(shù)據(jù)解得:vm=1 m/s。 (2)ab棒由靜止到最大速度過程中通過ab棒的電荷量: q=t=t===0.05 C。 (3)ab棒由靜止到最大速度過程中,由能量守恒定律得: (F-mg)x=mvm2+Q, 根據(jù)ab棒達(dá)到最大速度vm時(shí)受力平衡,可知: F=BiL+mg, 代入數(shù)據(jù)解得: Q=510-3 J。 答案:(1)1 m/s (2)0.05 C (3)510-3 J 11.(xx南通一模)如圖所示,把一根長(zhǎng)L=20.0 m的均勻電線與R=4.8 Ω的電阻連成閉合回路,兩位同學(xué)在赤道處沿東西方向站立,勻速搖動(dòng)這根電線,搖動(dòng)部分的電線可簡(jiǎn)化為長(zhǎng)L1=6.0 m、寬L2=1.0 m矩形的三條邊,長(zhǎng)邊的線速度大小v=2.0 m/s。已知此處地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5.010-5 T,方向水平向北,電線的電阻率ρ=2.010-8 Ωm,橫截面積S=2.0 mm2,求: (1)這根電線的總電阻R0; (2)勻速搖動(dòng)電線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值Em; (3)電路中產(chǎn)生的總功率P。 解析:(1)由電阻定律有R0=ρ 得電線的總電阻為:R0= Ω=0.2 Ω。 (2)根據(jù)題意知,當(dāng)電線的速度方向與磁感線方向垂直時(shí),產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的值最大,所以最大值為: Em=BL1v=5.010-56.02.0 V=6.010-4 V。 (3)由題意知,搖電線發(fā)電類似于線框在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),電路中產(chǎn)生正弦式交變電流, 由交流電知識(shí)可知電動(dòng)勢(shì)的有效值為:E= 電路中產(chǎn)生的總功率為: P== W=3.610-8 W。 答案:(1)0.2 Ω (2)6.010-4 V (3)3.610-8 W- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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