高考物理三輪沖刺 高考熱點排查練熱點10 電磁感應(yīng)(含解析)-人教版高三全冊物理試題

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1、熱點10 電磁感應(yīng) 1.(多選)(2019·福建寧德市質(zhì)量檢查)如圖1甲為電動汽車無線充電原理圖,M為受電線圈,N為送電線圈.圖乙為受電線圈M的示意圖,線圈匝數(shù)為n、電阻為r、橫截面積為S,a、b兩端連接車載變流裝置,磁場平行于線圈軸線向上穿過線圈.下列說法正確的是(  ) 圖1 A.當(dāng)線圈N接入恒定電流時,不能為電動汽車充電 B.當(dāng)線圈N接入正弦式交變電流時,線圈M兩端產(chǎn)生恒定電壓 C.當(dāng)線圈M中的磁感應(yīng)強度增加時,有電流從a端流出 D.充電時,Δt時間內(nèi)線圈M中磁感應(yīng)強度大小均勻增加ΔB,則M兩端電壓為 答案 AC 解析 若送電線圈N接入恒定電流,則產(chǎn)生的磁場不變化,受

2、電線圈M中的磁通量沒有發(fā)生變化,故無法產(chǎn)生感應(yīng)電流,不能為電動汽車充電,故A正確;當(dāng)線圈N接入正弦式交變電流時,受電線圈M中的磁通量按正弦式規(guī)律變化,故M兩端產(chǎn)生正弦式交變電壓,故B錯誤;當(dāng)穿過線圈M的磁感應(yīng)強度增加時,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場方向向下,故感應(yīng)電流方向從b向a,即電流從a端流出,故C正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有:E=n=nS,設(shè)受電線圈外接電路的電阻為R,由閉合電路的歐姆定律得M兩端的電壓U=R=,故D錯誤. 2.(多選)(2019·河南周口市上學(xué)期期末調(diào)研)如圖2所示,金屬圓環(huán)半徑為L、電阻為r,金屬環(huán)上有一個小缺口ab,用導(dǎo)線把金屬環(huán)通過電流表接在電阻R兩端,已知

3、R=2r,電流表為理想電表.垂直于圓環(huán)面有一磁場,從t=0開始,磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律為B=B0cosωt,t=0時磁場垂直紙面向里,則下列說法正確的是(  ) 圖2 A.t=時,電流表示數(shù)一定不為0 B.t=時,a點電勢低于b點 C.t=時,R兩端電壓為0 D.從t=0到t=的過程中通過R的電荷量為q= 答案 AD 3.(2019·江西南昌市二模)如圖3所示為一“凸形”線框,其中ab=bc=cd=de=ah=hg=gf=l,ef=3l.線框在外力作用下以恒定速度垂直磁場通過一寬為l的有界勻強磁場.取逆時針方向的電流為正,圖示時刻t=0,則線框中產(chǎn)生的電流i隨時間t變化的

4、圖象中,正確的是(  ) 圖3 答案 B 解析 感應(yīng)電動勢為:E=Blv,感應(yīng)電流為:I=;由右手定則可知,線框進入磁場過程感應(yīng)電流沿逆時針方向,是正的,線框離開磁場過程感應(yīng)電流沿順時針方向,是負(fù)的,故A、C、D錯誤,B正確. 4.(多選)(2019·四川遂寧市三診)如圖4所示,水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌,左端接有電阻R,勻強磁場B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi),質(zhì)量一定的金屬棒PQ垂直導(dǎo)軌放置.今使棒以一定的初速度v0向右運動,當(dāng)其通過位置a、b時,速率分別為va、vb,到位置c時棒剛好靜止.設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計,a到b與b到c的間距相等.則金屬棒在由a到b和由b到c的兩個過程

5、中(  ) 圖4 A.通過棒橫截面的電荷量相等 B.棒動能變化量相等 C.回路中產(chǎn)生的內(nèi)能相等 D.安培力沖量相等 答案 AD 解析 金屬棒運動過程中,通過棒橫截面的電荷量q=Δt=Δt=·Δt==,從a到b的過程中與從b到c的過程中,回路面積的變化量ΔS相等,B、R相等,因此,通過棒橫截面的電荷量相等,故A正確;金屬棒受到的安培力大小為:F安=BIL=,方向水平向左.金屬棒在安培力作用下做減速運動,由于ab間距離與bc間距離相等,F(xiàn)安逐漸減小,由W=Fx定性分析可知,從a到b克服安培力做的功比從b到c克服安培力做的功多,由動能定理可知,棒的動能變化量不相等;金屬棒克服安培力

6、做功,把金屬棒的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此在a到b的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能多,故B、C錯誤;兩段過程中安培力的沖量:I=BLΔt,因q=Δt相等,則兩過程中安培力的沖量相等,故D正確. 5.(多選)(2019·福建莆田市二模)如圖5,等邊三角形OPQ區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場.用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線繞制的等邊三角形導(dǎo)線框abc位于紙面內(nèi),其bc邊與磁場邊界PQ平行,d、e分別為ab、ac的中點.導(dǎo)線框沿垂直于bc的方向向上勻速穿過磁場區(qū)域,依次經(jīng)過圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置.已知三角形OPQ的邊長是三角形abc的倍,Ⅰ位置時a點與O點重合,Ⅱ位置時d點、e點分別在OP、OQ上,Ⅲ位置時d點、e點在PQ上.則( 

7、 ) 圖5 A.經(jīng)過Ⅱ位置和Ⅲ位置時,線框中的感應(yīng)電流方向相同 B.經(jīng)過Ⅱ位置和Ⅲ位置時,線框中的感應(yīng)電流大小相等 C.經(jīng)過Ⅱ位置和Ⅲ位置時,線框上de兩點間的電壓之比為2∶1 D.從Ⅰ位置到Ⅱ位置和從Ⅱ位置到Ⅲ位置的兩個過程中,穿過線框橫截面的電荷量之比為2∶1 答案 BCD 解析 由題意可知,線框在位置Ⅱ運動時穿過線框的磁通量增加,線框在位置Ⅲ運動時穿過線框的磁通量減少,由楞次定律可知,兩位置感應(yīng)電流方向相反,故A錯誤;由題圖可知,線框經(jīng)過Ⅱ位置和經(jīng)過Ⅲ位置時,線框切割磁感線的有效長度L相等,由E=BLv可知,線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等,由歐姆定律可知,線框中的感應(yīng)電流大小

8、相等,故B正確;線框在Ⅱ位置時,dae部分相當(dāng)于電源,線框在Ⅲ位置時dbce部分相當(dāng)于電源,在兩位置線框電流I相等,dbce部分的電阻是dae部分電阻的兩倍,即:Rdbce=2Rdae,UdeⅡ=IRdbce,UdeⅢ=IRdae,則:UdeⅡ=2UdeⅢ,故C正確;通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量:q=Δt=Δt=Δt==,設(shè)三角形abc的面積為4S,由題圖可知,線框從Ⅰ位置到Ⅱ位置過程:ΔS1=2S,線框從Ⅱ位置到Ⅲ位置過程:ΔS2=3S-2S=S,則從Ⅰ位置到Ⅱ位置和從Ⅱ位置到Ⅲ位置的兩個過程中,穿過線框橫截面的電荷量之比:===,故D正確. 6.(多選)(2018·山東日照市3月模擬)半徑

9、分別為r和2r的同心半圓光滑導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面內(nèi),一長為r、電阻為R、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的導(dǎo)體棒AB置于半圓軌道上面,BA的延長線通過導(dǎo)軌的圓心O,裝置的俯視圖如圖6所示.整個裝置位于磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中,在N、Q之間接有一阻值為R的電阻.導(dǎo)體棒AB在水平外力作用下,以角速度ω繞O順時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.導(dǎo)軌電阻不計,則(  ) 圖6 A.導(dǎo)體棒AB兩端的電壓為Br2ω B.電阻R中的電流方向從Q到N C.外力的功率大小為 D.若導(dǎo)體棒不動,要產(chǎn)生同方向的電流,磁感應(yīng)強度應(yīng)該減小 答案 BCD 解析 AB中感

10、應(yīng)電動勢的大小為E=Br·=1.5Br2ω 則回路中感應(yīng)電流大小為:I=== 則導(dǎo)體棒AB兩端的電壓為:U=E-IR=1.5Br2ω-·R=Br2ω,故選項A錯誤;根據(jù)右手定則可知,AB中感應(yīng)電流的方向為A→B,即B端相當(dāng)于電源的正極,所以電阻R中的電流方向從Q到N,故選項B正確;根據(jù)能量守恒可知,外力做功全部轉(zhuǎn)化為整個電路的熱量,則外力的功率等于整個電路的電功率,即P=I2·2R=2·2R=,故選項C正確;根據(jù)楞次定律,當(dāng)原磁場減弱時,感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同,則根據(jù)安培定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向與原方向相同,故選項D正確. 7.(多選)(2019·山東青島市5月二模)如圖7,

11、足夠長的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置,間距l(xiāng)=1m,導(dǎo)軌中間分布有磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場,磁場邊界為正弦曲線.一粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒以10 m/s的速度向右勻速滑動,定值電阻R的阻值為1 Ω,導(dǎo)體棒接入電路的電阻也為1 Ω,二極管D正向電阻為零,反向電阻無窮大,導(dǎo)軌電阻不計,下列說法正確的是(  ) 圖7 A.理想電壓表示數(shù)為2.5V B.導(dǎo)體棒運動到圖示位置時,有電流流過電阻R C.流經(jīng)電阻R的最大電流為5A D.導(dǎo)體棒上熱功率為6.25W 答案 ACD 解析 導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值Em=Blv=10V,產(chǎn)生的是正弦式交變電流,則電動勢的有效值E=

12、=5V,由電流的熱效應(yīng)可得:T=×,解得:E′=5V,由閉合電路歐姆定律得,理想電壓表的示數(shù)為2.5V,故A正確;導(dǎo)體棒運動到圖示位置時,由右手定則可知,產(chǎn)生的電流方向由a→b,由于二極管具有單向?qū)ㄌ匦?,所以此時無電流流過電阻R,故B錯誤;導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值Em=Blv=10 V,所以最大電流Im= A=5 A,故C正確;導(dǎo)體棒上的電流有效值為:I==2.5A,所以熱功率為:P=I2R=2.52×1W=6.25W,故D正確. 8.(多選)(2019·湖北“荊、荊、襄、宜四地七校考試聯(lián)盟”期末)如圖8所示,兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),其左端接有定值電阻R,建

13、立Ox軸平行于金屬導(dǎo)軌,在0≤x≤4m的空間區(qū)域內(nèi)存在著垂直導(dǎo)軌平面向下的磁場,磁感應(yīng)強度B隨坐標(biāo)x(以m為單位)的分布規(guī)律為B=0.8-0.2x(T),金屬棒ab在外力作用下從x=0處沿導(dǎo)軌向右運動,ab始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻.設(shè)在金屬棒從x1=1m經(jīng)x2=2m到x3=3m的過程中,定值電阻R的電功率始終保持不變,則(  ) 圖8 A.金屬棒做勻速直線運動 B.金屬棒運動過程中產(chǎn)生的電動勢始終不變 C.金屬棒在x1與x2處受到的磁場作用力大小之比為3∶2 D.金屬棒從x1到x2與從x2到x3的過程中通過R的電荷量之比為5∶3 答案 BCD 解析 由功率的計算式:P=I2R=知道,由于金屬棒從x1=1 m經(jīng)x2=2 m到x3=3 m的過程中電功率保持不變,所以E、I均不變,故B正確;由E=BLv可知,B隨著距離均勻減小,則v一直增大,金屬棒做加速直線運動,故A錯誤;由安培力公式F=BIL知,====,故C正確;F-x圖象如圖所示: 圖象與x軸圍成的面積就是克服安培力做的功,即R產(chǎn)生的熱量,所以:==,又Q=I2Rt,I不變,則t1∶t2=5∶3,因此電荷量===,故D正確.

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