2019年高考物理 真題同步分類解析 專題07 電磁感應(yīng)與交流電（含解析）

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1、專題07電磁感應(yīng) 1. （2019全國(guó)1卷20）空間存在一方向與直面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界如圖（a）中虛線MN所示，一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上。t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖（a）所示：磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，則在t=0到t=t1的時(shí)間間隔內(nèi)（ ） A．圓環(huán)所受安培力的方向始終不變 B．圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向 C．圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為 D．圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為 【答案】BC 【解析】根據(jù)楞次定律，圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向，B正確；根據(jù)左手定

2、則，圓環(huán)所受安培力的方向先向左后向右，A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為,D錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律，圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小,其中,得=，C正確。 2. （全國(guó)2卷21）如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為θ，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛線ab、cd均與導(dǎo)軌垂直，在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，加速度恰好為零。從PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，到MN離開磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹?，流過PQ的電流隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是（ ） 【答案】

3、AD 【解析】因?yàn)镻Q進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，加速度恰好為零，所以在MN進(jìn)入磁場(chǎng)前，感應(yīng)電流不變。如果PQ離開磁場(chǎng)后過一段時(shí)間MN才進(jìn)入磁場(chǎng)，MN進(jìn)入磁場(chǎng)后的速度與PQ在磁場(chǎng)質(zhì)點(diǎn)速度相等，所以感應(yīng)電流大小相等，（兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放），方向相反，A正確。 如果在PQ還沒有離開磁場(chǎng)，MN就進(jìn)入磁場(chǎng)，在PQ離開磁場(chǎng)前，PQ和MN都在磁場(chǎng)中，由于速度相等，感應(yīng)電流為零。當(dāng)PQ離開磁場(chǎng)后，MN中的感應(yīng)電流與原PQ中的感應(yīng)電流大小相等，但在回路中的方向相反（原來PQ為電源，后來MN為電源），所以D正確。顯然，D比A時(shí)間短。 圖左：PQ在磁場(chǎng)內(nèi)，MN在磁場(chǎng)外，PQ中

4、的電流方向從Q向P 圖右：PQ在磁場(chǎng)外，MN在磁場(chǎng)內(nèi)，PQ中的電流方向從P向Q 3. （全國(guó)3卷14）楞次定律是下列哪個(gè)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)？（ ） A．電阻定律 B．庫(kù)侖定律 C．歐姆定律 D．能量守恒定律 【答案】D 【解析】楞次定律的“增反減同”是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。 4. （全國(guó)3卷19）如圖，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上。t=0時(shí)，棒ab以初速度v0向右滑動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回

5、路中的電流用I表示。下列圖像中可能正確的是（ ） 【答案】AC 【解析】因?yàn)楦袘?yīng)電流，ab受安培力作用，速度v1不斷減小，根據(jù)動(dòng)量守恒，，，所以A正確B錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電流，隨著速度減小，感應(yīng)電流I減小但不是線性的，所以C正確D錯(cuò)誤。 5. （北京卷22）（16分） 如圖所示，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd，其邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，ad邊與磁場(chǎng)邊界平行。從ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)直至bc邊剛要進(jìn)入的過程中，線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，求： （1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E； （2）拉力做功的功率P； （3）ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q。

6、 【答案】（16分） （1）由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv （2）線圈中的感應(yīng)電流 拉力大小等于安培力大小F=BIL 拉力的功率 （3）線圈ab邊電阻 時(shí)間 ab邊產(chǎn)生的焦耳熱 6. （天津卷8）單匝閉合矩形線框電阻為，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線框的磁通量與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是（ ） A.時(shí)刻線框平面與中性面垂直 B.線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為 C.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為 D.從到過程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 【答案】BC 【解析】逐項(xiàng)研究 A. 因?yàn)閠=0時(shí)線框在中性面，所以A錯(cuò)誤； B.感

7、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其中最大值，所以有效值為，其中，,代入得，B正確； C. 線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功轉(zhuǎn)化為電能，，其中電流，代入得W=，C正確； D. 從到過程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，D錯(cuò)誤。 所以本題選BC。 7. （天津卷11）（18分）如圖所示，固定在水平面上間距為的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒和長(zhǎng)度也為、電阻均為，兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。兩端通過開關(guān)與電阻為的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場(chǎng)，磁通量變化率為常量。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。的質(zhì)量為，金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，電阻忽略不計(jì)。 （1）閉合，若使保持靜止，需

8、在其上加多大的水平恒力，并指出其方向； （2）斷開，在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為的加速過程中流過的電荷量為，求該過程安培力做的功。 【答案】（18分） （1）設(shè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，由法拉第電磁感應(yīng)定律，則 ① 設(shè)與并聯(lián)的電阻為，有 ② 閉合時(shí)，設(shè)線圈中的電流為，根據(jù)閉合電路歐姆定律得 ③ 設(shè)中的電流為，有 ④ 設(shè)受到的安培力為，有 ⑤ 保持靜止，由受力平衡，有ⅠⅡⅢⅣ ⑥ 聯(lián)立①②③④⑤⑥式得 ⑦ 方向水平向右。 （2）設(shè)由靜止開始到速度大小為的加速過程中，運(yùn)動(dòng)的位移為，所用時(shí)間為，回路中的磁通量變化為，平均感應(yīng)電動(dòng)

9、勢(shì)為，有 ⑧ 其中 ⑨ 設(shè)中的平均電流為，有 ⑩ 根據(jù)電流的定義得 ? 由動(dòng)能定理，有 ? 聯(lián)立⑦⑧⑨⑩???式得 ? 【解析】，所以，又，代入12式得。 8.（江蘇卷14）（15分）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)用軟導(dǎo)線制成的單匝閉合線圈，線圈平面與磁場(chǎng)垂直．已知線圈的面積S=0.3 m2、電阻R=0.6 Ω，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T.現(xiàn)同時(shí)向兩側(cè)拉動(dòng)線圈，線圈的兩邊在Δt=0.5s時(shí)間內(nèi)合到一起．求線圈在上述過程中 （1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E； （2）感應(yīng)電流的平均值I，并在圖中標(biāo)出電流方向； （3）通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q． 【答案】（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值 磁通量的變化 解得，代入數(shù)據(jù)得E=0.12 V （2）平均電流 代入數(shù)據(jù)得I=0.2 A（電流方向見圖3） （3）電荷量 q=I?t 代入數(shù)據(jù)得q=0.1 C 9.（江蘇卷1）某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1：10，當(dāng)輸入電壓增加20 V時(shí)，輸出電壓（ ） A．降低2 V B. 增加2 V C. 降低200 V D. 增加200 V 【答案】D 【解析】變壓比公式，，解得. 8