高考物理一轮复习课时分层集训30电磁感应定律的综合应用新人教版.doc
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1、1 / 13【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习课时分层集训精选高考物理一轮复习课时分层集训 3030电磁感应定律的综合应用新人教版电磁感应定律的综合应用新人教版(限时:40 分钟)基础对点练电磁感应中的电路问题1用均匀导线做成的正方形线圈边长为 l,如图 10318 所示,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,当磁场以的变化率增强时,不考虑磁场的变化对虚线右侧的影响,则( )图 10318A线圈中感应电流方向为 adbcaB线圈中产生的电动势 El2C线圈中 a 点电势高于 b 点电势D线圈中 b、a 两点间的电势差为l2B 4tD D 处于磁场中的线圈面积不变,增大时
2、,通过线圈的处于磁场中的线圈面积不变,增大时,通过线圈的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流的方向为磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流的方向为acbdaacbda 方向,方向,A A 项错;产生感应电动势的项错;产生感应电动势的 acbacb 部分等效为部分等效为电源,电源,b b 端为等效电源的正极,电势高于端为等效电源的正极,电势高于 a a 端,端,C C 项错;项错;由法拉第电磁感应定律由法拉第电磁感应定律 E E,知,知 B B 项错;项错;adbadb 部分等部分等效为外电路,效为外电路,b b、a a 两点间电势差为等效电路的路端电压,两点间电势差为等效电路的路端电压,U UR
3、R,D D 项正确项正确 2. 如图 10319 所示,由某种粗细均匀的总电阻为 3R 的金属条制成的矩形线框 abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中一接入电路电阻为 R 的导体棒 PQ,在水平拉力作用2 / 13下沿 ab、dc 以速度 v 匀速滑动,滑动过程 PQ 始终与 ab 垂直,且与线框接触良好,不计摩擦在 PQ 从靠近 ad 处向 bc 滑动的过程中( ) 【导学号:84370457】图 10319APQ 中电流先增大后减小BPQ 两端电压先减小后增大CPQ 上拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大C C 设设 PQPQ 左侧金属线框的电阻为左侧金属线
4、框的电阻为 r r,则右侧电阻为,则右侧电阻为3R3Rr r;PQPQ 相当于电源,其电阻为相当于电源,其电阻为 R R,则电路的外电阻为,则电路的外电阻为R R 外,当外,当 r r时,时,R R 外外 maxmaxR R,此时,此时 PQPQ 处于矩形线处于矩形线框的中心位置,即框的中心位置,即 PQPQ 从靠近从靠近 adad 处向处向 bcbc 滑动的过程中外滑动的过程中外电阻先增大后减小电阻先增大后减小PQPQ 中的电流为干路电流中的电流为干路电流 I I,可知,可知干路电流先减小后增大,选项干路电流先减小后增大,选项 A A 错误错误PQPQ 两端的电压为两端的电压为路端电压路端电
5、压 U UE EU U 内,因内,因 E EBlvBlv 不变,不变,U U 内内IRIR 先减小先减小后增大,所以路端电压先增大后减小,选项后增大,所以路端电压先增大后减小,选项 B B 错误拉错误拉力的功率大小等于安培力的功率大小,力的功率大小等于安培力的功率大小,P PF F 安安v vBIlvBIlv,可知因干路电流先减小后增大,可知因干路电流先减小后增大,PQPQ 上拉力的上拉力的功率也先减小后增大,选项功率也先减小后增大,选项 C C 正确线框消耗的电功率正确线框消耗的电功率即为外电阻消耗的功率,因外电阻最大值为即为外电阻消耗的功率,因外电阻最大值为 R R,小于内,小于内阻阻 R
6、 R;根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系,;根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系,外电阻越接近内阻时,输出功率越大,可知线框消耗的外电阻越接近内阻时,输出功率越大,可知线框消耗的电功率先增大后减小,选项电功率先增大后减小,选项 D D 错误错误 3. (多选)如图 10320 所示为一圆环发电装置,用电阻 R4 的3 / 13导体棒弯成半径 L0.2 m 的闭合圆环,圆心为 O,COD 是一条直径,在 O、D 间接有负载电阻 R11 .整个圆环中均有 B0.5 T 的匀强磁场垂直环面穿过电阻 r1 的导体棒 OA 贴着圆环做匀速运动,角速度 300 rad/s,则( )图 10320
7、A当 OA 到达 OC 处时,圆环的电功率为 1 WB当 OA 到达 OC 处时,圆环的电功率为 2 WC全电路最大功率为 3 WD全电路最大功率为 4.5 WADAD 当当 OAOA 到达到达 OCOC 处时,圆环的电阻为处时,圆环的电阻为 1 1 ,与,与 R1R1 串串联接入电源,外电阻为联接入电源,外电阻为 2 2 ,棒转动过程中产生的感应,棒转动过程中产生的感应电动势电动势 E EBL2BL23 3 V V,圆环上分压为,圆环上分压为 1 1 V V,所以圆环上,所以圆环上的电功率为的电功率为 1 1 W W,A A 正确,正确,B B 错误;当错误;当 OAOA 到达到达 ODOD
8、 处时,处时,圆环中的电阻为零,此时电路中总电阻最小,而电动势圆环中的电阻为零,此时电路中总电阻最小,而电动势不变,所以电功率最大为不变,所以电功率最大为 P P4.54.5 W W,C C 错误,错误,D D 正正确确 如图所示,用一根横截面积为 S 的粗细均匀的硬导线做成一个半径为 R 的圆环,把圆环一半置于均匀变化的磁场中,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小随时间的变化率k(k0),ab 为圆环的一条直径,导线的电阻率为 ,则下列说法中正确的是( )A圆环具有扩张的趋势B圆环中产生逆时针方向的感应电流C图中 ab 两点间的电压大小为 kR2D圆环中感应电流的大小为kRS 44 / 13
9、D D 由题意,通过圆环的磁通量变大,由楞次定律可知,由题意,通过圆环的磁通量变大,由楞次定律可知,圆环有收缩的趋势,且产生顺时针方向的感应电流,故圆环有收缩的趋势,且产生顺时针方向的感应电流,故A A、B B 项错误;项错误;abab 之间的电压是路端电压,不是感应电动之间的电压是路端电压,不是感应电动势,势,UabUabE EkR2kR2,故,故 C C 项错误;感应电流项错误;感应电流I I,E EkR2kR2,r r,可得,可得 I I,故,故 D D 项正确项正确 4(2018哈尔滨模拟)半径为 a 的圆形区域内有匀强磁场,磁感应强度为 B0.2 T,磁场方向垂直圆形区域向里;半径为
10、 b 的金属圆环与磁场同心放置,磁场与环面垂直,a0.4 m,b0.6 m金属环 b 上接有灯 L1、L2,两灯的电阻均为 R2 ,一金属棒与金属环 b 接触良好,棒与金属环 b 的电阻忽略不计图 10321(1)棒以 v05 m/s 的速度在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径 OO的瞬间流过灯 L1 的电流;(2)撤去金属棒而将右侧的半圆环 O L2O以 OO为轴向上翻转 90后,磁场开始随时间均匀变化,其变化率为 T/s,求 L1 的功率解析(1)棒滑过圆环直径 OO的瞬时,电动势:E1B2av00.20.85V0.8 V等效电路如图所示:流过灯 L1 的电流:I1 A0.4 A故流过灯
11、L1 的电流为 0.4 A.(2)撤去中间的金属棒,将右面的半圆环 OL2O以 OO为轴向上翻转 90后,磁场开始随时间均匀变化,半圆环 OL1O中产生感应电动势,相当于电源,灯 L2 与 L1串联为外电路,感应电动势为:5 / 13E2 V0.32 VL1 的功率为:P12R22 W1.28102 W.答案(1)0.4 A (2)1.28102 W电磁感应中的图象问题5如图 10322 甲所示,线圈 ABCD 固定在磁场中,磁场方向垂直纸面向外,当磁场变化时,线圈的 AB 边所受安培力向右且变化规律如图乙所示,则磁场的变化情况可能是下列选项中的( )图 10322D D 由题图乙可知,线圈的
12、由题图乙可知,线圈的 ABAB 边所受安培力边所受安培力 F FBILBIL 为为定值,由欧姆定律可知感应电流定值,由欧姆定律可知感应电流 I I 与感应电动势与感应电动势 E E 成正成正比,感应电动势比,感应电动势 E E 与磁通量的变化率成正比,线圈面积与磁通量的变化率成正比,线圈面积不变,磁通量变化率与磁感应强度的变化率成正比在不变,磁通量变化率与磁感应强度的变化率成正比在BtBt 图象中,切线斜率表示磁感应强度的变化率,若磁图象中,切线斜率表示磁感应强度的变化率,若磁感应强度增大,则其变化率应减小,感应强度增大,则其变化率应减小,A A、B B 项错,项错,D D 对;对;若磁感应强
13、度减小,则其变化率应增大,但此时若磁感应强度减小,则其变化率应增大,但此时 F F 的方的方向变为向左,向变为向左,C C 项错项错 6如图 10323 所示,abcd 是边长为 L、每边电阻均相同的正方形导体线框,维持线框以恒定的速度 v 沿 x 轴运动,并穿过倾角为45的三角形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为 B,方向垂直纸面向里线框 b 点在 O 位置时开始计时,则在 t时间内,a、b 二点的电势差 U 随时间 t 的变化图线为( )图 10323D D tt时刻,时刻,abab 边完全进入磁场,电动势边完全进入磁场,电动势 E EBLvBLv,abab间的电压等于路端电压,间的电压等于
14、路端电压,UabUabBLvBLv,C C 错误;错误;t t时刻,时刻,线框完全进入磁场,线框完全进入磁场,abab 间的电压等于电动势间的电压等于电动势 E E,A A、B B 错错6 / 13误;排除了三个错误选项,只有误;排除了三个错误选项,只有 D D 正确正确 7(多选)(2017山东第一次大联考)如图 10324 所示,导体棒沿两平行导轨从图中位置以速度 v 向右匀速通过一正方形 abcd 磁场区域,ac 垂直于导轨且平行于导体棒,ac 右侧的磁感应强度是左侧的 2 倍且方向相反,导轨和导体棒的电阻均不计,下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是(规定电流由
15、M 经 R 到 N 为正方向,安培力向左为正方向)( ) 【导学号:84370458】图 10324A B C DACAC 导体棒在左半区域时,根据右手定则,通过棒的电导体棒在左半区域时,根据右手定则,通过棒的电流方向向上,电流由流方向向上,电流由 M M 经经 R R 到到 N N 为正值,且逐渐变大,为正值,且逐渐变大,导体棒在右半区域时,根据右手定则,通过棒的电流方导体棒在右半区域时,根据右手定则,通过棒的电流方向向下,电流为负值,且逐渐减小,且满足经过分界线向向下,电流为负值,且逐渐减小,且满足经过分界线时感应电流大小突然加倍,时感应电流大小突然加倍,A A 正确,正确,B B 错误;
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