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    2020高三物理三轮冲刺练习:热点10 电磁感应

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    2020高三物理三轮冲刺

    热点10 电磁感应

    1(多选)如图1甲为电动汽车无线充电原理图M为受电线圈N为送电线圈图乙为受电线圈M的示意图线圈匝数为n电阻为r横截面积为Sab两端连接车载变流装置磁场平行于线圈轴线向上穿过线圈下列说法正确的是(  )

    1

    A当线圈N接入恒定电流时不能为电动汽车充电

    B当线圈N接入正弦式交变电流时线圈M两端产生恒定电压

    C当线圈M中的磁感应强度增加时有电流从a端流出

    D充电时Δt时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加ΔBM两端电压为

    答案 AC

    解析 若送电线圈N接入恒定电流,则产生的磁场不变化,受电线圈M中的磁通量没有发生变化,故无法产生感应电流,不能为电动汽车充电,故A正确;当线圈N接入正弦式交变电流时,受电线圈M中的磁通量按正弦式规律变化,故M两端产生正弦式交变电压,故B错误;当穿过线圈M的磁感应强度增加时,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向下,故感应电流方向从ba,即电流从a端流出,故C正确;根据法拉第电磁感应定律,有:EnnS,设受电线圈外接电路的电阻为R,由闭合电路的欧姆定律得M两端的电压UR,故D错误

    2.(多选)如图2所示金属圆环半径为L电阻为r金属环上有一个小缺口ab用导线把金属环通过电流表接在电阻R两端已知R2r电流表为理想电表.垂直于圆环面有一磁场,从t0开始,磁感应强度随时间变化的规律为BB0cos ωtt0时磁场垂直纸面向里则下列说法正确的是(  )

    2

    At电流表示数一定不为0

    Bta点电势低于b

    CtR两端电压为0

    Dt0t的过程中通过R的电荷量为q

    答案 AD

    33所示为一凸形线框其中abbccddeahhggflef3l.线框在外力作用下以恒定速度垂直磁场通过一宽为l的有界匀强磁场取逆时针方向的电流为正,图示时刻t0,则线框中产生的电流i随时间t变化的图象中,正确的是(  )

    3

    答案 B

    解析 感应电动势为:EBlv,感应电流为:I;由右手定则可知,线框进入磁场过程感应电流沿逆时针方向,是正的,线框离开磁场过程感应电流沿顺时针方向,是负的,故ACD错误,B正确

    4.(多选)如图4所示水平光滑的平行金属导轨左端接有电阻R匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置今使棒以一定的初速度v0向右运动当其通过位置ab速率分别为vavb到位置c时棒刚好静止设导轨与棒的电阻均不计abbc的间距相等则金属棒在由ab和由bc的两个过程中(  )

    4

    A通过棒横截面的电荷量相等

    B棒动能变化量相等

    C回路中产生的内能相等

    D安培力冲量相等

    答案 AD

    解析 金属棒运动过程中,通过棒横截面的电荷量qΔtΔt·Δt,从ab的过程中与从bc的过程中,回路面积的变化量ΔS相等,BR相等,因此,通过棒横截面的电荷量相等,故A正确;金属棒受到的安培力大小为:FBIL,方向水平向左金属棒在安培力作用下做减速运动,由于ab间距离与bc间距离相等,F逐渐减小,由WFx定性分析可知,从ab克服安培力做的功比从bc克服安培力做的功多,由动能定理可知,棒的动能变化量不相等;金属棒克服安培力做功,把金属棒的动能转化为内能,因此在ab的过程中产生的内能多,故BC错误;两段过程中安培力的冲量:IBLΔt,因qΔt相等,则两过程中安培力的冲量相等,故D正确

    5.(多选)如图5等边三角形OPQ区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场用粗细均匀的导线绕制的等边三角形导线框abc位于纸面内bc边与磁场边界PQ平行de分别为abac的中点导线框沿垂直于bc的方向向上匀速穿过磁场区域依次经过图中位置已知三角形OPQ的边长是三角形abc位置时a点与O点重合位置时de点分别在OPOQ位置时de点在PQ(  )

    5

    A经过位置和位置时线框中的感应电流方向相同

    B经过位置和位置时线框中的感应电流大小相等

    C经过位置和位置时线框上de两点间的电压之比为21

    D位置到位置和从位置到位置的两个过程中穿过线框横截面的电荷量之比为21

    答案 BCD

    解析 由题意可知,线框在位置运动时穿过线框的磁通量增加,线框在位置运动时穿过线框的磁通量减少,由楞次定律可知,两位置感应电流方向相反,故A错误;由题图可知,线框经过位置和经过位置时,线框切割磁感线的有效长度L相等,由EBLv可知,线框产生的感应电动势相等,由欧姆定律可知,线框中的感应电流大小相等,故B正确;线框在位置时,dae部分相当于电源,线框在位置时dbce部分相当于电源,在两位置线框电流I相等,dbce部分的电阻是dae部分电阻的两倍,即:Rdbce2RdaeUdeIRdbceUdeIRdae,则:Ude2Ude,故C正确;通过线框导线横截面的电荷量:qΔtΔtΔt,设三角形abc的面积为4S,由题图可知,线框从位置到位置过程:ΔS12S,线框从位置到位置过程:ΔS23S2SS,则从位置到位置和从位置到位置的两个过程中,穿过线框横截面的电荷量之比:,故D正确

    6.(多选)半径分别为r2r的同心半圆光滑导轨MNPQ固定在同一水平面内一长为r电阻为R质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面BA的延长线通过导轨的圆心O装置的俯视图如图6所示整个装置位于磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场中NQ之间接有一阻值为R的电阻导体棒AB在水平外力作用下以角速度ωO顺时针匀速转动在转动过程中始终与导轨保持良好接触导轨电阻不计(  )

    6

    A导体棒AB两端的电压为Br2ω

    B电阻R中的电流方向从QN

    C外力的功率大小为

    D若导体棒不动要产生同方向的电流磁感应强度应该减小

    答案 BCD

    解析 AB中感应电动势的大小为EBr·1.5Br2ω

    则回路中感应电流大小为:I

    则导体棒AB两端的电压为:UEIR1.5Br2ω·RBr2ω,故选项A错误;根据右手定则可知,AB中感应电流的方向为AB,即B端相当于电源的正极,所以电阻R中的电流方向从QN,故选项B正确;根据能量守恒可知,外力做功全部转化为整个电路的热量,则外力的功率等于整个电路的电功率,即PI2·2R2·2R,故选项C正确;根据楞次定律,当原磁场减弱时,感应电流的磁场与原磁场方向相同,则根据安培定则可知产生的感应电流的方向与原方向相同,故选项D正确

    7(多选)如图7足够长的两平行光滑金属导轨MNPQ水平放置间距l1 m导轨中间分布有磁感应强度为1 T的匀强磁场磁场边界为正弦曲线粗细均匀的导体棒以10 m/s的速度向右匀速滑动,定值电阻R的阻值为1 Ω,导体棒接入电路的电阻也为1 Ω,二极管D正向电阻为零,反向电阻无穷大,导轨电阻不计,下列说法正确的是(  )

    7

    A理想电压表示数为2.5 V

    B导体棒运动到图示位置时有电流流过电阻R

    C流经电阻R的最大电流为5 A

    D导体棒上热功率为6.25 W

    答案 ACD

    解析 导体棒切割磁感线产生的感应电动势的最大值EmBlv10 V,产生的是正弦式交变电流,则电动势的有效值E5 V,由电流的热效应可得:T×,解得:E5 V,由闭合电路欧姆定律得,理想电压表的示数为2.5 V,故A正确;导体棒运动到图示位置时,由右手定则可知,产生的电流方向由ab,由于二极管具有单向导通特性,所以此时无电流流过电阻R,故B错误;导体棒切割磁感线产生的感应电动势的最大值EmBlv10 V,所以最大电流Im A5 A,故C正确;导体棒上的电流有效值为:I2.5 A,所以热功率为:PI2R2.52×1 W6.25 W,故D正确

    8.(多选)如图8所示两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内,其左端接有定值电阻R,建立Ox轴平行于金属导轨,在0x4 m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场磁感应强度B随坐标x(m为单位)的分布规律为B0.80.2x(T)金属棒ab在外力作用下从x0处沿导轨向右运动ab始终与导轨垂直并接触良好不计导轨和金属棒的电阻设在金属棒从x11 mx22 mx33 m的过程中定值电阻R的电功率始终保持不变(  )

    8

    A金属棒做匀速直线运动

    B金属棒运动过程中产生的电动势始终不变

    C金属棒在x1x2处受到的磁场作用力大小之比为32

    D金属棒从x1x2与从x2x3的过程中通过R的电荷量之比为53

    答案 BCD

    解析 由功率的计算式:PI2R知道,由于金属棒从x11 mx22 mx33 m的过程中电功率保持不变,所以EI均不变,故B正确;由EBLv可知,B随着距离均匀减小,则v一直增大,金属棒做加速直线运动,故A错误;由安培力公式FBIL知,,故C正确;Fx图象如图所示:

    图象与x轴围成的面积就是克服安培力做的功,即R产生的热量,所以:,又QI2RtI不变,则t1t253,因此电荷量,故D正确

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