热点14　电磁感应规律及应用（含解析）--2024年高考物理大二轮复习热点情境突破练

这是一份热点14　电磁感应规律及应用（含解析）--2024年高考物理大二轮复习热点情境突破练，共6页。

A．供电线圈接直流电源也可以实现无线充电
B．无线充电技术与变压器的工作原理相同
C．若供电线圈和受电线圈均采用超导材料则能量的传输效率可达到100%
D．车身受电线圈中感应电流的磁场总是与地面供电线圈中电流的磁场方向相反
2.(2023·江苏省高三联考)如图所示，在圆柱形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间均匀增大。在纸面内放置一均匀正三角形金属导线框OAB，其中O点为磁场区域的圆心。变化的磁场产生涡旋电场的电场线沿以O点圆心的圆周。则( )
A．感生电场只分布在圆柱形区域内
B．沿感生电场电场线方向电势降低
C．导线AO中产生感应电动势
D．AB间的电压是AO电压的两倍
3.(2023·江苏省南京师范大学附属中学一模)如图所示的电路中，A、B、C是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，开关S先闭合然后再断开，则( )
A．S闭合后，A立即亮而B、C慢慢亮
B．S闭合后，B、C立即亮而A慢慢亮
C．S断开后，B、C先变亮然后逐渐变暗
D．S断开后，A先变亮然后逐渐变暗
4.(2023·江苏省靖江中学期末)用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径。如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度随时间的变化规律为B＝kt(k>0)，则( )
A．圆环有扩张的趋势
B．圆环有向左滑动的趋势
C．圆环中感应电流的大小为eq \f(krS,4ρ)
D．圆环t秒末所受的安培力为eq \f(k2r2St,ρ)
5.(2023·江苏校联考模拟预测)如图所示，金属导轨平面与水平面成θ角，匀强磁场垂直导轨平面向上，导体上端连接电容器C，a、b是电容器的两个极板，金属棒MN垂直放置在导轨上，不计导轨和金属棒的电阻以及金属棒与导轨间的摩擦，现给金属棒沿导轨向下的冲量，则( )
A．极板a上带正电
B．极板b上电荷量一直增加
C．金属棒可能一直匀速运动
D．金属棒可能先减速后匀速运动
6.如图所示，形状相同的平行金属导轨CN、DQ放置在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，间距为L，与水平面相切于M、P，右端接一阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒从曲面上某处由静止释放，到达曲面底端PM时速度为v0；金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒最终会停在导轨上，金属棒从曲面底端PM到最终停止运动通过的位移大小为x，重力加速度大小为g。则金属棒从曲面底端PM到最终停止在导轨上经历的时间为( )
A.eq \f(v0,μg)＋eq \f(BLx,μmgR＋r) B.eq \f(v0,μg)＋eq \f(B2L2x,μmgR＋r)
C.eq \f(v0,μg)－eq \f(BLx,μmgR＋r) D.eq \f(v0,μg)－eq \f(B2L2x,μmgR＋r)
7．(2023·江苏盐城市东沟中学三模)如图甲所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有阻值为R的电阻和理想二极管D(正向电阻为0，反向电阻无穷大)。t＝0时刻起阻值也为R的导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度变化规律如图乙所示，运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则导体棒两端电压Uab随时间t变化的关系图像可能正确的是( )
热点14 电磁感应规律及应用
1．B [无线充电的原理是供电线圈将一定频率的交流电，通过电磁感应在受电线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，与变压器的原理相同，故A错误，B正确；供电线圈产生的磁场不可能全部穿过受电线圈，所以能量传输一定会有损失，即使采用超导材料传输效率也不可能达到100%，故C错误；当地面供电线圈中电流增加时，穿过车身受电线圈的磁通量增加，根据楞次定律，此时车身受电线圈中感应电流的磁场与地面供电线圈中电流的磁场方向相反；当地面供电线圈中电流减小时，穿过车身受电线圈的磁通量减少，根据楞次定律此时车身受电线圈中感应电流的磁场与地面供电线圈中电流的磁场方向相同，故D错误。]
2．D [感生电场不只分布在圆柱形区域内，而是分布在以O点为圆心的空间范围，选项A错误；电场线是闭合的圆周，则沿电场线方向电势不是降低的，选项B错误；导线AO与电场线垂直，导线AO中不会产生感应电动势，选项C错误；AB相当于电源，可知AB间的电压等于BOA间的电压，而BO间电压等于AO间电压，可知AB间电压是AO电压的两倍，选项D正确。]
3．B [S闭合后，B、C立即亮，由于灯泡A与自感线圈串联，线圈会阻碍电流的增大，所以A慢慢变亮，A错误，B正确；S断开后，由于线圈的作用阻碍电流的减小，所以A慢慢变暗，因为线圈电阻与灯泡电阻相等，所以在开关闭合时通过灯泡B、C和A的电流大小相等，当开关断开后线圈与A、B、C构成闭合回路，此时B、C不会变亮，而是逐渐变暗，C、D错误。]
4．C [磁感应强度大小随时间均匀增大，穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，圆环应有收缩的趋势，故A错误；穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，圆环中产生的感应电流方向沿逆时针方向，根据左手定则可知圆环所受的安培力向右，圆环有向右滑动的趋势，故B错误；由法拉第电磁感应定律得E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(ΔB,Δt)×eq \f(1,2)πr2＝eq \f(1,2)kπr2，根据电阻定律，可得圆环的电阻为R＝ρeq \f(2πr,S)，由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大小为I＝eq \f(E,R)＝eq \f(krS,4ρ)，故C正确；圆环在磁场中所受的安培力所对应的有效长度L＝2r，t秒末磁场中的磁感应强度为Bt＝kt，因此圆环t秒末所受的安培力为F＝BtIL＝kt·eq \f(krS,4ρ)·2r＝eq \f(k2r2St,2ρ)，故D错误。]
5．B [金属棒沿导轨向下运动过程中，金属棒切割磁感线，产生感应电流，棒上的电流方向由M到N，所以极板a上带负电，故A错误；金属棒在重力和安培力的作用下向下运动，根据牛顿第二定律有mgsin θ－BΔIL＝ma，ΔI＝eq \f(ΔQ,Δt)＝eq \f(CBLΔv,Δt)，联立可得a＝eq \f(mgsin θ,m＋CB2L2)，由此可知，金属棒沿轨道向下做匀加速直线运动，故C、D错误；金属棒沿轨道向下做匀加速直线运动，其速度一直增大，电容器一直处于充电状态，所以极板b上电荷量一直增加，故B正确。]
6．D [根据动量定理有μmgt＋Beq \x\t(I)Lt＝mv0，根据法拉第电磁感应定律有eq \x\t(E)＝eq \f(ΔΦ,t)＝eq \f(BLx,t)，根据闭合电路欧姆定律有eq \x\t(I)＝eq \f(\x\t(E),R＋r)，解得t＝eq \f(v0,μg)－eq \f(B2L2x,μmgR＋r)，选D。]
7．A [由题图乙可得速度随时间变化规律的数学表达式为v＝vmsin eq \f(2π,T)t，当导体棒向右运动时，由右手定则可知回路中产生逆时针方向的感应电流，二极管导通，可得导体棒两端电压为Uab＝eq \f(R,R＋R)E＝eq \f(1,2)BLv＝eq \f(1,2)BLvmsin eq \f(2π,T)t(0≤t≤eq \f(T,2))，当导体棒向左运动时，由右手定则可知金属棒a端电势低于b端电势，此时二极管相当于断路，没有电流，可得导体棒两端电压为Uab＝－E＝－BLv＝－BLvmsin eq \f(2π,T)t(eq \f(T,2)≤t≤T)，由以上分析可知A正确，B、C、D错误。]