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  • 2021-05-13 发布

高考物理二轮突破14能力提升演练

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第一篇 专题知能突破 专题四电磁感应现象及其规律的应用 ‎ ‎1.如图4-12所示,三个相同的金属圆环内存在不同的有界匀强磁场,虚线表示环的某条直径.已知所有磁场的磁感应强度随时间变化的关系都满足B=kt,方向如图所示.测得A环中感应电流强度为I,则B环和C环内感应电流强度分别为(  )‎ 图4-12‎ A.IB=I,IC=0B.IB=I,IC=2I C.IB=2I,IC=2ID.IB=2I,IC=0‎ 答案:D ‎2. 图4-13‎ 北半球地磁场的竖直分量向下.如图4-13所示,在北京某中学实验室 的水平桌面上,放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab 边沿南北方向,ad边沿东西方向.下列说法中正确的是(  )‎ A.若使线圈向东平动,则a点的电势比b点的电势低 B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低 C.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a D.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a 解析:本题考查地磁场分布的特点,用楞次定律判断产生的感应电流的方向.线圈向东平动时,ba和cd两边切割磁感线,且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同,a点电势比b点电势低,A对;同理,线圈向北平动,则a、b电势相等,高于c、d两点电势,B错;以ab为轴将线圈翻转,向下的磁通量减小了,感应电流的磁场方向应该向下,再由右手螺旋定则知,感应电流的方向为a→b→c→d→a,则C对.‎ 答案:AC 图4-14‎ ‎3.如图4-14所示,将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一 水平面内,则阴极射线将(  )‎ A.向外偏转 B.向里偏转 C.向上偏转 D.向下偏转 解析:本题考查右手定则与带电粒子在磁场中受力的知识.由右手定则可知通电螺线管在阴极射线处磁场方向竖直向下,阴极射线带负电,结合左手定则可知其所受洛伦兹力垂直于纸面向外.难度易.‎ 图4-15‎ 答案:A ‎4.如图4-15所示,由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“‎10”‎图案在匀 强磁场中一起向右匀速平动,匀强磁场的方向垂直线框平面向里,磁 感应强度B随时间均匀增大,则下列说法正确的是(  )‎ A.导体棒的a端电势比b端电势高,电势差Uab在逐渐增大 B.导体棒的a端电势比b端电势低 ,电势差Uab在逐渐增大 C.线框cdef中有顺时针方向的电流,电流大小在逐渐增大 D.线框cdef中有逆时针方向的电流,电流大小在逐渐增大 解析:本题考查电磁感应现象和楞次定律.对导体棒ab由右手定则可判断a端电势高,由E=Blv可知,因为磁感应强度均匀增大,所以Uab变大,故选项A对,B错;对矩形线框cdef,由楞次定律可判断,感应电流的方向为逆时针方向,但由于磁感应强度是均匀增大,所以感应电流是恒定的,不会增大,所以选项C、D都不对.难度中等.‎ 图4-16‎ 答案:A ‎5.(2010·南京毕业班测试)线圈通以如图4-16所示的随时间变化的电流,‎ 则(  )‎ A.0~t1时间内线圈中的自感电动势最大 B.t1~t2时间内线圈中的自感电动势最大 C.t2~t3时间内线圈中的自感电动势最大 D.t1~t2时间内线圈中的自感电动势为零 解析:线圈中的自感电动势与通入的电流的变化率成正比,即E∝.根据图象分析:0~t1时间内的电流变化率小于t2~t3时间内的电流变化率,A错误,C正确;t1~t2时间内的电流变化率为零,自感电动势为零,B错误,D正确.‎ 答案:CD ‎6.图4-17中a~d所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象,关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是(  )‎ 图4-17‎ A.图a中回路产生的感应电动势恒定不变 B.图b中回路产生的感应电势势一直在变大 C.图c中回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势 D.图d中回路产生的感应电动势先变小再变大 解析:磁通量Φ随时间t变化的图象中,斜率表示感应电动势,所以图a中不产生感应电动势,图b中产生恒定的感应电动势,图c中0~t1时间内的感应电动势大于t1~t2时间内的感应电动势,图d中感应电动势先变小再变大.‎ 图4-18‎ 答案:D ‎7.(2010·苏北四校联考)如图4-18所示,一半圆形铝框处在水平向外的 非匀强磁场中,场中各点的磁感应强度为By=,y 为该点到地面的距离,c为常数,B0为一定值.铝框平面与磁场垂直,直径ab水平,(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中(  )‎ A.铝框回路磁通量不变,感应电动势为0‎ B.回路中感应电流沿顺时针方向,直径ab两点间电势差为0‎ C.铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g D.直径ab受安培力向上,半圆弧ab受安培力向下,铝框下落加速度大小可能等于g 解析:由题意知,y越小,By越大,下落过程中,磁通量逐渐增加,A错误;由楞次定律判断,铝框中电流沿顺时针方向,但Uab≠0,B错误;直径ab受安培力向上,半圆弧ab受安培力向下,但直径ab处在磁场较强的位置,所受安培力较大,半圆弧ab的等效水平长度与直径相等,但处在磁场较弱的位置,所受安培力较小,这样整个铝框受安培力的合力向上,故C正确,D错误.‎ 答案:C 图4-19‎ ‎8.如图4-19甲所示,光滑平行金属导 轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、P两端接一阻值为R的定值电阻,阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置,其他部分电阻不计.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上.t=0时对金属棒施一平行于导轨的外力F,金属棒由静止开始沿导轨向上运动,通过R的感应电流随时间t变化的关系如图4-19乙所示.下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率以及a、b两端的电势差Uab和通过金属棒的电荷量q随时间t变化的图象中,正确的是(  )‎ 解析:设导轨间距为L,通过R的电流I==,因通过R的电流I随时间均匀增大,即金属棒ab的速度v随时间t均匀增大,金属棒ab的加速度a为恒量,故金属棒ab做匀加速运动.磁通量Φ=Φ0+BS=Φ0+BL×at2=Φ0+,A错误;==‎ eq f(1,2)BLat,∝t,B正确;因Uab=IR,且I∝t,所以Uab∝t,C正确;q=Δt=Δt==,q∝t2,D错误.‎ 答案:BC ‎9.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器.如图4-20甲为电吉他的拾音器的原理图,在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管.一条形磁铁固定在管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声音信号.若由于金属弦的振动,螺线管内的磁通量随时间的变化如图4-20乙所示,则对应感应电流的变化为(  )‎ 图4-20‎ 解析:根据法拉第电磁感应定律E=n,Φ-t图线的斜率表示瞬时感应电动势的大小,所以0时刻、t0时刻、2t0时刻斜率最大,感应电动势最大;0.5t0时刻、1.5t0时刻斜率为零,感应电动势为零,故图象B正确.‎ 答案:B 图4-21‎ ‎10.如图4-21是用电流传感器(相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研 究自感现象的实验电路,图中两个电阻的阻值均为R,L是一个自感系数足够大的自感线圈,其直流电阻值也为R.图4-22是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后,通过传感器的电流随时间变化的图象.关于这些图象,下列说法中正确的是(  )‎ 图4-22‎ A.图甲是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况 B.图乙是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况 C.图丙是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况 D.图丁是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况 解析:开关S由断开变为闭合瞬间,流过自感线圈的电流为零,流过传感器1、2的电流均为;闭合电路稳定后,流过传感器1的电流为,流过传感器2的电流为;开关断开后,流过传感器1的电流立即变为零,流过传感器2的电流方向相反,从逐渐变为零.‎ 答案:BC 图4-23‎ ‎11.(2010·江苏单科,13)如图4-23所示,两足够长的光滑金属导轨竖直 放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:‎ ‎(1)磁感应强度的大小B;‎ ‎(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;‎ ‎(3)流经电流表电流的最大值Im.‎ 解析:(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动 BIL=mg①‎ 解得B=②‎ ‎(2)感应电动势E=BLv③‎ 感应电流I=④‎ 由②③④式解得v=.‎ ‎(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为vm 机械能守恒mv=mgh 感应电动势的最大值Em=BLvm 感应电流的最大值Im=,解得Im=.‎ 答案:(1) (2) (3) 图4-24‎ ‎12.如图4-24所示,两根足够长固定平行金属导轨位于倾角θ=30°‎ 的斜面上,导轨上、下端各接有阻值R=20Ω的电阻,导轨电 阻忽略不计,导轨宽度L=‎2m,在整个导轨平面内都有垂直于 导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T.质量m=‎0.1kg、‎ 连入电路的电阻r=10Ω的金属棒ab在较高处由静止释放,当金属棒ab下滑高度h=‎ ‎3m时,速度恰好达到最大值v=‎2m/s,金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好.g取‎10m/s2.求:‎ ‎(1)金属棒ab由静止至下滑高度为‎3m的运动过程中机械能的减少量.‎ ‎(2)金属棒ab由静止至下滑高度为‎3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的热量.‎ 解析:(1)金属棒ab机械能的减少量 ΔE=mgh-mv2=2.8J.‎ ‎(2)速度最大时金属棒ab产生的电动势 E=BLv 产生的电流I=E/(r+R/2)‎ 此时的安培力F=BIL 由题意可知,受摩擦力Ff=mgsin30°-F 由能量守恒得,损失的机械能等于金属棒ab克服摩擦力做功和产生的总电热之和,电热Q=ΔE-Ffh/sin30°‎ 上端电阻R中产生的热量QR=Q/4‎ 联立以上几式得:QR=0.55J.‎ 答案:(1)2.8J (2)0.55‎