2019-2020年高考物理最近考題選 電磁感應(yīng).doc

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2019-2020年高考物理最近考題選 電磁感應(yīng) 1、如圖所示的圓形線圈共n匝，電阻為R，過線圈中心O垂直于線圈平面的直線上有A、B兩點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，A、B關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。一條形磁鐵開始放在A點(diǎn)，中心與O點(diǎn)重合，軸線與A、B所在直線重合，此時(shí)線圈中的磁通量為，將條形磁鐵以速度v勻速向右移動(dòng)，軸線始終與直線重合，磁鐵中心到O點(diǎn)時(shí)線圈中的磁通量為，下列說法正確的是（ ） A.磁鐵在A點(diǎn)時(shí)，通過一匝線圈的磁通量為 B.磁鐵從A到O的過程中，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 C.磁鐵從A到B的過程中，線圈中磁通量的變化量為2 D.磁鐵從A到B的過程中，通過線圈某一截面的電量不為零 答案 B 【命題立意】本題旨在考查法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律。 【解析】A、磁鐵在A點(diǎn)時(shí)，線圈中的磁通量為，故通過一匝線圈的磁通量也為，與 匝數(shù)無關(guān)，故A錯(cuò)誤； B、磁鐵從A到O的過程中，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ，故B正確； C、D、磁通量先增加后減小，磁通量的變化量為零，故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故平均感應(yīng)電流為零，故通過線圈某一截面的電量為零，故C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤。 故選：B 2、如圖所示，水平地面上固定著光滑平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與電阻R連接，放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，桿的初速度為，不計(jì)導(dǎo)軌及桿的電阻，則下列關(guān)于桿的速度與其運(yùn)動(dòng)位移之間的關(guān)系圖像正確的是（ ） 答案 C 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 【解析】導(dǎo)體棒受重力、支持力和向后的安培力； 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： 感應(yīng)電流為： 安培力為： 故：求和，有： 故： 故與是線性關(guān)系；故C正確，ABD錯(cuò)誤。 故選：C 3、如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L(zhǎng)導(dǎo)軌平面與水平面夾角為a導(dǎo)軌電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直于MN、PQ放 置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m電阻為R。兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路，電路中R2為一電阻箱，已知燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，調(diào)節(jié)電阻箱使R2=12R，重力加速度為g，閉合開關(guān)S，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，求： (1)金屬棒下滑的最大速度vm的大??； (2)當(dāng)金屬棒下滑距離為so時(shí)速度恰好達(dá)到最大，則金屬棒由靜止開始下滑2so的過程 中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱； 答案 （1）；（2） 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、閉合電路的歐姆定律、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化。 【解析】：（1）當(dāng)金屬棒勻速下滑時(shí)速度最大，達(dá)到最大時(shí)有： ① ② ③ 其中：④ 聯(lián)立以上各式得金屬棒下滑的最大速度：⑤ （2）由動(dòng)能定理，有： 由于， 解得： 將⑤代入上式可得： （1）金屬棒下滑的最大速度的大小是 （2）金屬棒由靜止開始下滑的過程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱是 4、如圖所示，固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．當(dāng)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離，時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）．設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g．則此過程( ) A．輕桿在做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．流過曲棒的電流從a→b C．恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量 D．恒力F做的功、安培力做的功與摩擦力做的功三者之和等于桿動(dòng)能的變化量 答案 A、輕桿在恒力作用下作加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流增大，安培力增大，合外力減小，加速度減小，當(dāng)合外力為零作勻速運(yùn)動(dòng)，所以輕桿做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤； B、由右手定則判斷知流過棒的電流從，故B錯(cuò)誤； CD、根據(jù)動(dòng)能定理得：恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量，而摩擦力做負(fù)功，安培力也做負(fù)功，則知恒力F做的功與摩擦力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量，故C錯(cuò)誤，D正確。 故選：D 5、如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)n=100的圓形導(dǎo)體線圈，面積S1=0.4m2，電阻r=1Ω．在線圈中存在面積S2=0.3m2的垂直線圈平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示．有一個(gè)R=2Ω的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，求在0～4s時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱. 答案 18J 6、在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域I的磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，區(qū)域II的磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，磁場(chǎng)的寬度HP及PN均為L(zhǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑，t1時(shí)刻ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場(chǎng)I區(qū)域，此時(shí)導(dǎo)線框恰好以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng)；t2時(shí)刻ab邊下滑到JP與MN的中間位置，此時(shí)導(dǎo)線框又恰好以速度v2做勻速直線運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g，下列說法中正確的是( ) A．當(dāng)ab邊剛越過JP時(shí)，導(dǎo)線框具有加速度大小為a=gsinθ B．導(dǎo)線框兩次勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v1:v2=4：1 C．從t1到t2的過程中，導(dǎo)線框克服安培力做功的大小等于重力勢(shì)能的減少 D．從t1到t2的過程中，有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 答案 BD 7、如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)和導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，開始時(shí)電鍵S斷開，當(dāng)ab桿由靜止下滑一段時(shí)間后閉合S，則從S閉合開始計(jì)時(shí)，ab桿的速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象可能正確的是( ) 答案 ACD 8、如圖所示，將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成—個(gè)完整的正弦曲線形狀，它通過兩個(gè)小金屬環(huán)a、b與長(zhǎng)直金屬桿導(dǎo)通，在外力F作用下，正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動(dòng)。桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)線電阻為R，ab間距離為2L，導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是L／2。在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的寬度為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場(chǎng)垂直。t=0 時(shí)刻導(dǎo)線從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，直到全部穿過磁場(chǎng)，外力F所做功為( ) A． B． C． D． 答案 C 9、如圖所示，粗細(xì)均勻的金屬絲制成長(zhǎng)方形導(dǎo)線框abcd（ad>ab），處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。同種材料同樣規(guī)格的金屬絲MN可與導(dǎo)線框保持良好的接觸并做無摩擦滑動(dòng)。當(dāng)MN在外力作用下從導(dǎo)線框左端向右勻速運(yùn)動(dòng)移動(dòng)到右端的過程中，導(dǎo)線框消耗的電功率的變化情況是( ) A．始終增大 B．先增大后減小 C．先減小后增大 D．增大減小，再增大再減小 答案 D 10、為了兒童安全，布絨玩具必須檢測(cè)其中是否存在金屬斷針，可以先將玩具放置強(qiáng)磁場(chǎng)中，若其中有斷針，則斷針被磁化，用磁報(bào)警裝置可以檢測(cè)到斷針的存在，如圖所示是磁報(bào)警裝置中的一部分電路示意圖，其中RB是磁敏傳感器，它的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小，a、b接報(bào)警器，當(dāng)傳感器RB所在處出現(xiàn)斷針時(shí)，電流表的電流I、ab兩端的電壓U將(　　) A．I變大，U變小 B．I變小，U變小 C．I變大，U變大 D．I變小，U變大 答案 A 11、如圖所示電路，L是自感系數(shù)較大的線圈，在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P從A端迅速滑向B端的過程中，經(jīng)過AB中點(diǎn)C時(shí)通過線圈的電流為I1；P從B端迅速滑向A端的過程中，經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)通過線圈的電流為I2；P固定在C點(diǎn)不動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)通過線圈的電流為I0，則（ ） A．I1=I2=I0 B．I1>I0>I2 C．I1=I2> I0 D．I11 m時(shí)θ＝ 【名師解析】 25、如圖甲所示，MN、PQ為間距L=0.5m足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，NQ⊥MN，導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37，NQ間連接有一個(gè)R=4Ω的電阻。有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T。將一根質(zhì)量為m=0.05kg有一定阻值的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好?，F(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C，且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與NQ平行。（sin37=0.6，cos37=0.8）。求： （1）金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ （2）cd離NQ的距離s （3）金屬棒滑行至cd處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量 （4）若將金屬棒滑行至cd處的時(shí)刻記作t=0，從此時(shí)刻起，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）。 答案 26、如圖所示，無限長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌EF、PQ固定在傾角為θ=53的光滑絕緣斜面上，軌道間距L=1 m，底部接入一阻值為R=0.4Ω的定值電阻，上端開口。垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T。一質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，ab連入導(dǎo)軌間的電阻r=0.1Ω，電路中其余電阻不計(jì)?，F(xiàn)用一質(zhì)量為M=2.86kg的物體通過一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩繞過光滑的定滑輪與ab相連。由靜止釋放M，當(dāng)M下落高度h=2.0 m時(shí)，ab開始勻速運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)中ab始終垂直導(dǎo)軌，并接觸良好）。不計(jì)空氣阻力，sin53=0.8，cos53=0.6，取g=10m/s2。求： （1）ab棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大速度vm； （2）ab棒從開始運(yùn)動(dòng)到勻速運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR和流過電阻R的總電荷量q。 答案 27、如圖所示，一軌道的傾斜部分和水平部分都處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且磁場(chǎng)方向都與軌道平面垂直，水平軌道足夠長(zhǎng)。一質(zhì)量為m的水平金屬棒ab，從靜止開始沿軌道下滑，運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒ab始終保持與軌道垂直且接觸良好。金屬棒從斜軌道轉(zhuǎn)入水平軌道時(shí)無機(jī)械能損失。關(guān)于ab棒運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像，可能正確的是（ ） 答案 CD 28、如圖甲所示，MN左側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)將一邊長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬線框置于該磁場(chǎng)中，使線框平面與磁場(chǎng)垂直，且bc邊與磁場(chǎng)邊界MN重合。當(dāng)t=0時(shí)，對(duì)線框施加一水平拉力F，使線框由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)t=t0時(shí)，線框的ad邊與磁場(chǎng)邊界MN重合。圖乙為拉力F隨時(shí)間變化的圖線。由以上條件可知，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為（ ） A． B． C． D． 答案 B 29、如圖，正方形線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，電容器的電容量為C．正方形線框的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)以k 的變化率均勻減弱時(shí)，則（ ） A. 線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為kL2 B. 電壓表沒有讀數(shù) C. a 點(diǎn)的電勢(shì)高于b 點(diǎn)的電勢(shì) D. 電容器所帶的電荷量為零 答案 BC 30、如圖甲所示，在xOy坐標(biāo)系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l，緊靠極板的右邊緣的等邊△FGH區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOy平面向里，F(xiàn)、H位于y軸上，邊界FG、HG關(guān)于x軸對(duì)稱．位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為＋q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓，已知t＝0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子恰好在t0時(shí)刻射入磁場(chǎng)且恰好不會(huì)從邊界HG、FG射出磁場(chǎng)區(qū)域，上述l、m、q、t0為已知量，U0＝，不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，將PQ間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，求： (1)t＝0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度； (2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度； (3)t＝t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間． 答案 (1)速度大小，與y軸負(fù)方向夾角為45　(2) (3) 解析　(1)t＝0時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的粒子t0時(shí)刻剛好射出電場(chǎng) 帶電粒子沿x軸分速度大小為v0＝ y軸負(fù)方向偏移距離y＝t＝l 設(shè)粒子離開電場(chǎng)沿y軸負(fù)方向的分速度為vy，則有 l＝t0 射入磁場(chǎng)的速度大小v1＝＝，與y軸負(fù)方向夾角為45 (2)如圖所示，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1，由幾何關(guān)系得 R1＝l qv1B＝m B＝ (3)t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在兩板間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在2t0時(shí)刻沿x方向進(jìn)入磁場(chǎng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，設(shè)半徑為R2 R2＝＝l T＝＝πt0 設(shè)△FGH邊長(zhǎng)為a，則由幾何關(guān)系得 2R1＋＝asin 60 a＝l 因(－R2)sin 60>R2，粒子不會(huì)從FG邊射出磁場(chǎng) 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t＝T＝