2020高考物理 月刊專版 專題09 交變電流和電磁感應(yīng)高考在線1

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1、交變電流和電磁感應(yīng) 1. 2020·全國(guó)卷Ⅱ·18如圖，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場(chǎng)上邊界b 和下邊界d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬統(tǒng)一加線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平。線圈從水平面a開始下落。已知磁場(chǎng)上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離。若線圈下邊剛通過(guò)水平面b、c（位于磁場(chǎng)中）和d時(shí)，線圈所受到的磁場(chǎng)力的大小分別為、和，則 A．>> B. << C. >> D. << 2． 2020·江蘇物理·2一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s 時(shí)間內(nèi)均勻地增

2、大到原來(lái)的兩倍，接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s 時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來(lái)的一半，先后兩個(gè)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為 （A） （B）1 （C）2 （D）4 答案：B 3. 2020·新課標(biāo)·14 4. 2020·新課標(biāo)·21如圖所示，兩個(gè)端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對(duì)的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場(chǎng).一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直.讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時(shí)銅棒中電動(dòng)勢(shì)大小為，下落距離為0.8R時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小為，忽略渦流損耗和邊緣

3、效應(yīng).關(guān)于、的大小和銅棒離開磁場(chǎng)前兩端的極性，下列判斷正確的是 A、>，a端為正 B、>，b端為正 C、<，a端為正 D、<，b端為正 5. 2020·上海物理·19如右圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度均為，邊長(zhǎng)為的正方形框的邊緊靠磁場(chǎng)邊緣置于桌面上，使線框從靜止開始沿軸正方向勻加速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，若以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是圖 【解析】在0-，電流均勻增大，排除CD. 在-，兩邊感應(yīng)電流方向相同，大小相加，故電流大。 在，因右邊離開磁場(chǎng)，只有一邊

4、產(chǎn)生感應(yīng)電流，故電流小，所以選A。 本題考查感應(yīng)電流及圖象。 難度：難。 6．2020·海南物理·2一金屬圓環(huán)水平固定放置?，F(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形磁鐵穿過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中，條形磁鐵與圓環(huán) A．始終相互吸引 B．始終相互排斥 C．先相互吸引，后相互排斥 D．先相互排斥，后相互吸引 【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)線圈中電流不變時(shí)，不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，A對(duì)；當(dāng)線圈中電流反向時(shí)．相當(dāng)于電流減小，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相同，B錯(cuò)；當(dāng)線圈中電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反，C對(duì)；

5、當(dāng)線圈中電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相同，D錯(cuò)。 8．2020·天津·11如圖所示，質(zhì)量m1=0.1kg，電阻R1=0.3Ω，長(zhǎng)度l=0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上。框架質(zhì)量m2=0.2kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)。電阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab從靜止開始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，始終與MM’、NN’保持良好接觸，當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí)，框架開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)框架與水平

6、面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2. (1)求框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大??； （2）從ab開始運(yùn)動(dòng)到框架開始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J，求該過(guò)程ab位移x的大小。 框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí) ⑦ 由上述各式代入數(shù)據(jù)解得 ⑧ （2）閉合回路中產(chǎn)生的總熱量 ⑨ 由能量守恒定律，得 ⑩ 代入數(shù)據(jù)解得 ⑾ 9．2020·江蘇物理·13如圖所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L(zhǎng), 一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋

7、放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。求： （1） 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B； （2） 電流穩(wěn)定后， 導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v； （3） 流經(jīng)電流表電流的最大值 答案： 10．2020·福建·21如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端連接一個(gè)定值電阻。導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。斜面上水平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過(guò)斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)對(duì)a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力，使它沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)放在導(dǎo)軌下端的b棒恰好靜止。當(dāng)a棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)

8、的上邊界PQ處時(shí)，撤去拉力，a棒將繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)一小段距離后再向下滑動(dòng)，此時(shí)b棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)a棒再次滑回到磁場(chǎng)邊界PQ處時(shí)，又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)。已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,b棒的質(zhì)量為m，重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求 （1） a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，a棒中的電流強(qiáng)度I，與定值電阻R中的電流強(qiáng)度IR之比； （2） a棒質(zhì)量ma; （3） a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的拉力F。 答案： 11. 2020·上海物理·32如圖，寬度L=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定板個(gè)與水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框

9、架的電阻非均勻分布，將質(zhì)量m=0.1kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并且框架接觸良好，以P為坐標(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)，金屬棒從處以的初速度，沿x軸負(fù)方向做的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。求： （1）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)0.5m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q； （2）框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系； （3）為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過(guò)程中通過(guò)ab的電量q，某同學(xué)解法為：先算出金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s，以及0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入q=求解。指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果。 解析： （3）錯(cuò)誤之處：因框架的電阻非均勻分布，所求是0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，不是平均值。 正確解法：因電流不變，所以。 本題考查電磁感應(yīng)、電路與牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合應(yīng)用。