2019-2020年高考物理最近考題選 電磁感應.doc

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2019-2020年高考物理最近考題選 電磁感應 1、如圖所示的圓形線圈共n匝，電阻為R，過線圈中心O垂直于線圈平面的直線上有A、B兩點，A、B兩點的距離為L，A、B關于O點對稱。一條形磁鐵開始放在A點，中心與O點重合，軸線與A、B所在直線重合，此時線圈中的磁通量為，將條形磁鐵以速度v勻速向右移動，軸線始終與直線重合，磁鐵中心到O點時線圈中的磁通量為，下列說法正確的是（ ） A.磁鐵在A點時，通過一匝線圈的磁通量為 B.磁鐵從A到O的過程中，線圈中產生的平均感應電動勢為 C.磁鐵從A到B的過程中，線圈中磁通量的變化量為2 D.磁鐵從A到B的過程中，通過線圈某一截面的電量不為零 答案 B 【命題立意】本題旨在考查法拉第電磁感應定律、楞次定律。 【解析】A、磁鐵在A點時，線圈中的磁通量為，故通過一匝線圈的磁通量也為，與 匝數無關，故A錯誤； B、磁鐵從A到O的過程中，線圈中產生的平均感應電動勢為 ，故B正確； C、D、磁通量先增加后減小，磁通量的變化量為零，故平均感應電動勢為零，故平均感應電流為零，故通過線圈某一截面的電量為零，故C錯誤，D錯誤。 故選：B 2、如圖所示，水平地面上固定著光滑平行導軌，導軌與電阻R連接，放在豎直向上的勻強磁場中，桿的初速度為，不計導軌及桿的電阻，則下列關于桿的速度與其運動位移之間的關系圖像正確的是（ ） 答案 C 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢。 【解析】導體棒受重力、支持力和向后的安培力； 感應電動勢為： 感應電流為： 安培力為： 故：求和，有： 故： 故與是線性關系；故C正確，ABD錯誤。 故選：C 3、如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L導軌平面與水平面夾角為a導軌電阻不計。磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面斜向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放 置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質量為m電阻為R。兩金屬導軌的上端連接右側電路，電路中R2為一電阻箱，已知燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，調節(jié)電阻箱使R2=12R，重力加速度為g，閉合開關S，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，求： (1)金屬棒下滑的最大速度vm的大??； (2)當金屬棒下滑距離為so時速度恰好達到最大，則金屬棒由靜止開始下滑2so的過程 中，整個電路產生的電熱； 答案 （1）；（2） 【命題立意】本題旨在考查導體切割磁感線時的感應電動勢、閉合電路的歐姆定律、電磁感應中的能量轉化。 【解析】：（1）當金屬棒勻速下滑時速度最大，達到最大時有： ① ② ③ 其中：④ 聯(lián)立以上各式得金屬棒下滑的最大速度：⑤ （2）由動能定理，有： 由于， 解得： 將⑤代入上式可得： （1）金屬棒下滑的最大速度的大小是 （2）金屬棒由靜止開始下滑的過程中，整個電路產生的電熱是 4、如圖所示，固定放置在同一水平面內的兩根平行長直金屬導軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上的磁感應強度大小為B的勻強磁場中，一質量為m(質量分布均勻)的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸，桿與導軌之間的動摩擦因數為μ．當桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導軌運動距離，時，速度恰好達到最大（運動過程中桿始終與導軌保持垂直）．設桿接入電路的電阻為r，導軌電阻不計，重力加速度大小為g．則此過程( ) A．輕桿在做勻加速直線運動 B．流過曲棒的電流從a→b C．恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量 D．恒力F做的功、安培力做的功與摩擦力做的功三者之和等于桿動能的變化量 答案 A、輕桿在恒力作用下作加速運動，速度增大，產生感應電動勢和感應電流增大，安培力增大，合外力減小，加速度減小，當合外力為零作勻速運動，所以輕桿做加速度減小的變加速直線運動，故A錯誤； B、由右手定則判斷知流過棒的電流從，故B錯誤； CD、根據動能定理得：恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于桿動能的變化量，而摩擦力做負功，安培力也做負功，則知恒力F做的功與摩擦力做的功之和大于桿動能的變化量，故C錯誤，D正確。 故選：D 5、如圖甲所示，一個匝數n=100的圓形導體線圈，面積S1=0.4m2，電阻r=1Ω．在線圈中存在面積S2=0.3m2的垂直線圈平面向外的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示．有一個R=2Ω的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，求在0～4s時間內電阻R上產生的焦耳熱. 答案 18J 6、在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應強度大小均為B的強磁場區(qū)域，區(qū)域I的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域II的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度HP及PN均為L，一個質量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框，由靜止開始沿斜面下滑，t1時刻ab邊剛越過GH進入磁場I區(qū)域，此時導線框恰好以速度v1做勻速直線運動；t2時刻ab邊下滑到JP與MN的中間位置，此時導線框又恰好以速度v2做勻速直線運動。重力加速度為g，下列說法中正確的是( ) A．當ab邊剛越過JP時，導線框具有加速度大小為a=gsinθ B．導線框兩次勻速直線運動的速度v1:v2=4：1 C．從t1到t2的過程中，導線框克服安培力做功的大小等于重力勢能的減少 D．從t1到t2的過程中，有機械能轉化為電能 答案 BD 7、如圖所示，兩根光滑的平行金屬導軌豎直放置在勻強磁場中，磁場和導軌平面垂直，金屬桿ab與導軌接觸良好可沿導軌滑動，開始時電鍵S斷開，當ab桿由靜止下滑一段時間后閉合S，則從S閉合開始計時，ab桿的速度v與時間t的關系圖象可能正確的是( ) 答案 ACD 8、如圖所示，將一根絕緣硬金屬導線彎曲成—個完整的正弦曲線形狀，它通過兩個小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導通，在外力F作用下，正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動。桿的電阻不計，導線電阻為R，ab間距離為2L，導線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是L／2。在導線和桿平面內有一有界勻強磁場區(qū)域，磁場的寬度為L，磁感應強度為B?，F(xiàn)在外力F作用下導線沿桿以恒定的速度v向右運動，在運動過程中導線和桿組成的平面始終與磁場垂直。t=0 時刻導線從O點進入磁場，直到全部穿過磁場，外力F所做功為( ) A． B． C． D． 答案 C 9、如圖所示，粗細均勻的金屬絲制成長方形導線框abcd（ad>ab），處于勻強磁場中。同種材料同樣規(guī)格的金屬絲MN可與導線框保持良好的接觸并做無摩擦滑動。當MN在外力作用下從導線框左端向右勻速運動移動到右端的過程中，導線框消耗的電功率的變化情況是( ) A．始終增大 B．先增大后減小 C．先減小后增大 D．增大減小，再增大再減小 答案 D 10、為了兒童安全，布絨玩具必須檢測其中是否存在金屬斷針，可以先將玩具放置強磁場中，若其中有斷針，則斷針被磁化，用磁報警裝置可以檢測到斷針的存在，如圖所示是磁報警裝置中的一部分電路示意圖，其中RB是磁敏傳感器，它的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小，a、b接報警器，當傳感器RB所在處出現(xiàn)斷針時，電流表的電流I、ab兩端的電壓U將(　　) A．I變大，U變小 B．I變小，U變小 C．I變大，U變大 D．I變小，U變大 答案 A 11、如圖所示電路，L是自感系數較大的線圈，在滑動變阻器的滑動片P從A端迅速滑向B端的過程中，經過AB中點C時通過線圈的電流為I1；P從B端迅速滑向A端的過程中，經過C點時通過線圈的電流為I2；P固定在C點不動，達到穩(wěn)定時通過線圈的電流為I0，則（ ） A．I1=I2=I0 B．I1>I0>I2 C．I1=I2> I0 D．I11 m時θ＝ 【名師解析】 25、如圖甲所示，MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導軌，NQ⊥MN，導軌的電阻均不計。導軌平面與水平面間的夾角θ=37，NQ間連接有一個R=4Ω的電阻。有一勻強磁場垂直于導軌平面且方向向上，磁感應強度為B0=1T。將一根質量為m=0.05kg有一定阻值的金屬棒ab緊靠NQ放置在導軌上，且與導軌接觸良好?，F(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當金屬棒滑行至cd處時達到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C，且金屬棒的加速度a與速度v的關系如圖乙所示，設金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與NQ平行。（sin37=0.6，cos37=0.8）。求： （1）金屬棒與導軌間的動摩擦因數μ （2）cd離NQ的距離s （3）金屬棒滑行至cd處的過程中，電阻R上產生的熱量 （4）若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0，從此時刻起，讓磁感應強度逐漸減小，為使金屬棒中不產生感應電流，則磁感應強度B應怎樣隨時間t變化（寫出B與t的關系式）。 答案 26、如圖所示，無限長金屬導軌EF、PQ固定在傾角為θ=53的光滑絕緣斜面上，軌道間距L=1 m，底部接入一阻值為R=0.4Ω的定值電阻，上端開口。垂直斜面向上的勻強磁場的磁感應強度B=2T。一質量為m=0.5kg的金屬棒ab與導軌接觸良好，ab與導軌間動摩擦因數μ=0.2，ab連入導軌間的電阻r=0.1Ω，電路中其余電阻不計?，F(xiàn)用一質量為M=2.86kg的物體通過一不可伸長的輕質細繩繞過光滑的定滑輪與ab相連。由靜止釋放M，當M下落高度h=2.0 m時，ab開始勻速運動（運動中ab始終垂直導軌，并接觸良好）。不計空氣阻力，sin53=0.8，cos53=0.6，取g=10m/s2。求： （1）ab棒沿斜面向上運動的最大速度vm； （2）ab棒從開始運動到勻速運動的這段時間內電阻R上產生的焦耳熱QR和流過電阻R的總電荷量q。 答案 27、如圖所示，一軌道的傾斜部分和水平部分都處于磁感應強度為B的勻強磁場中，且磁場方向都與軌道平面垂直，水平軌道足夠長。一質量為m的水平金屬棒ab，從靜止開始沿軌道下滑，運動過程中金屬棒ab始終保持與軌道垂直且接觸良好。金屬棒從斜軌道轉入水平軌道時無機械能損失。關于ab棒運動的速度時間圖像，可能正確的是（ ） 答案 CD 28、如圖甲所示，MN左側有一垂直紙面向里的勻強磁場?，F(xiàn)將一邊長為l、質量為m、電阻為R的正方形金屬線框置于該磁場中，使線框平面與磁場垂直，且bc邊與磁場邊界MN重合。當t=0時，對線框施加一水平拉力F，使線框由靜止開始向右做勻加速直線運動；當t=t0時，線框的ad邊與磁場邊界MN重合。圖乙為拉力F隨時間變化的圖線。由以上條件可知，磁場的磁感應強度B的大小為（ ） A． B． C． D． 答案 B 29、如圖，正方形線框的邊長為L，電容器的電容量為C．正方形線框的一半放在垂直紙面向里的勻強磁場中，當磁場以k 的變化率均勻減弱時，則（ ） A. 線圈產生的感應電動勢大小為kL2 B. 電壓表沒有讀數 C. a 點的電勢高于b 點的電勢 D. 電容器所帶的電荷量為零 答案 BC 30、如圖甲所示，在xOy坐標系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關于x軸對稱，極板長度和板間距均為l，緊靠極板的右邊緣的等邊△FGH區(qū)域內有勻強磁場，方向垂直于xOy平面向里，F(xiàn)、H位于y軸上，邊界FG、HG關于x軸對稱．位于極板左側的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質量為m、電荷量為＋q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時間內兩板間加上如圖乙所示的電壓，已知t＝0時刻進入兩板間的粒子恰好在t0時刻射入磁場且恰好不會從邊界HG、FG射出磁場區(qū)域，上述l、m、q、t0為已知量，U0＝，不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，將PQ間電場視為勻強電場，求： (1)t＝0時刻進入兩板間的帶電粒子射入磁場時的速度； (2)勻強磁場的磁感應強度； (3)t＝t0時刻進入兩板間的帶電粒子在勻強磁場中運動的時間． 答案 (1)速度大小，與y軸負方向夾角為45　(2) (3) 解析　(1)t＝0時刻進入電場的粒子t0時刻剛好射出電場 帶電粒子沿x軸分速度大小為v0＝ y軸負方向偏移距離y＝t＝l 設粒子離開電場沿y軸負方向的分速度為vy，則有 l＝t0 射入磁場的速度大小v1＝＝，與y軸負方向夾角為45 (2)如圖所示，設粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R1，由幾何關系得 R1＝l qv1B＝m B＝ (3)t0時刻進入兩板間的帶電粒子在兩板間做勻速直線運動，在2t0時刻沿x方向進入磁場，進入磁場后做勻速圓周運動，如圖所示，設半徑為R2 R2＝＝l T＝＝πt0 設△FGH邊長為a，則由幾何關系得 2R1＋＝asin 60 a＝l 因(－R2)sin 60>R2，粒子不會從FG邊射出磁場 粒子在磁場中運動時間 t＝T＝