2019高考物理二轮复习专题限时集训(十)电磁感应_第1页
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文档简介

1、专题限时集训(十)电磁感应1.如图 Z10-1 甲所示,电路的左侧是一个电容为C的电容器,电路的右侧是一个单匝环形导体环形导体所围的面积为S,在环形导体中有一垂直于纸面向里的匀强磁场小随时间变化的规律如图乙所示.在 0to时间内,电容器()2.如图 Z10-2 所示,虚线右侧空间有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里, 直角扇形导线框OM!的半径为I,电阻为R绕垂直于纸面的轴O以角速度3顺时针匀速转动.设线框中感应电流的方向以0-MRN0为正,线框处于图示位置为计时零点.图 Z10-3 中能 正确表示线框转动一周过程中感应电流变化情况的是( )3.如图Z10-4所示,两宽度均为a的

2、水平匀强磁场区域相距为4a, 个边长为a的正方形金,磁感应强度的大A 上极板带正电,所带电荷量为0B.上极板带正电,所带电荷量为C 上极板带负电,所带电荷量为00D 上极板带负电,所带电荷量为C5(B2-B1出2如2RQB覚0! X X2属线框从磁场上方距离为a处由静止自由下落,进入上方和下方的匀强磁场时都恰好做匀速直线运动.已知下落过程中线框平面始终在竖直平面内,则下列说法正确的是()3X X X Xn图 Z10-4A 线框在穿过上、下两个磁场的过程中产生的电能之比为1:2B.线框在上、下两个磁场中匀速运动的速度之比为1:4C 线框在穿过上、下两个磁场的过程中产生的电流之比为1: V2D 上

3、、下两个磁场的磁感应强度之比为1::24.(多选)将一总电阻为 1Q、匝数n=4 的线圈放在匀强磁场中,已知磁场方向垂直于线 面,从某时刻起穿过线圈的磁通量按图Z10-5 所示规律变化,则()B.在 08 s 内通过线圈截面的电荷量为8 CC 在 810 s 内线圈中感应电动势为1 VD 线圈中产生的交变电流的有效值为2 A5.(多选)如图Z10-6 甲所示的电路中,螺线管匝数为n,横截面积为 S,总电阻为r,外接电阻 的阻值为R,电容器的电容为C.闭合开关,在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度BT TB. 0内与T内螺线管中的感应电动势大小都是2nS0SC 电阻R两端的电压是TD 电容

4、器C的下极板始终带正电,且所带电荷量是6.(多选)如图 Z10-7 甲所示,两根足够长的粗糙平行金属导轨MN PQ固定在同一绝缘水平面线圈平甲图 Z10-6A 0内与T内螺线管中的感应电流方向相反按如图乙所示的规律变化,0内磁场方向如图甲所示,则()C X JI舄RfT热Z.T4上,两导轨间距为d=0.2 m,导轨电阻忽略不计,M P端连接一阻值R=0.5Q的电阻.有一质 量 m=0.08 kg、阻值r=0.5Q的金属棒ab垂直于导轨放在两导轨上,棒离R的距离为L=2 m,棒与导轨接触良好.整个装置处于一竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示.已知棒与导轨间的动摩擦因数

5、卩=0.01,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取 10 m/s2.下列说法正确的是()图 Z10-7A棒ab相对于导轨静止时,回路中产生的感应电动势为B.棒ab相对于导轨静止时,回路中产生的感应电流为0.02 AC 经过 40 s 棒ab开始运动D 在 04.0 s 时间内通过R的电荷量q为 0.8 C7.(多选)如图Z10-8 所示,半径为r、质量为m电阻为R的金属圆环用一根长为L的绝缘轻 细杆悬挂于O点,杆所在直线过圆环圆心,在O点的正下方有一半径为L+2r的圆形匀强磁场 区域,其圆心Q与O点在同一竖直线上,O点在圆形磁场区域边界上,磁感应强度为B.现使绝 缘轻细杆从水平位置由静止释放,下

6、摆过程中金属圆环所在平面始终与磁场垂直,已知重力加速度为g,不计空气阻力及摩擦阻力图 Z10-8A 圆环最终会静止在Q点的正下方nBrzB.圆环第一次进入磁场的过程中通过圆环的电荷量大小为C 圆环在整个过程中产生的焦耳热为 mg L+2r)1D 圆环在整个过程中产生的焦耳热为2mg L+r)8.如图 Z10-9 所示,竖直放置的两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L,导轨的上端与电源(串有一滑动变阻器 R)、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关 S 相连.整个空间充满了垂 直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B.质量为m电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上.已知电源电动势为E,内阻为r,

7、电容器的电容为C,定值电阻的阻值为F0,不计 导轨的电阻.(1)当 S 接 1 时,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值R多大?当 S接 2 时,金属棒ab由静止开始下落,下落距离s时达到稳定速度,则此稳定速度的大 小为多少?下落0.2 V帶a冷甲乙,则()/八 *II1fB:I xx* XX,厲;:%if5距离s的过程中所需的时间为多少?(3)先把开关 S 接 2,待ab达到稳定速度后,再将开关 S 接 3.试通过推导说明ab棒此后的运 动性质.69.如图 Z10-10 甲所示MNPQ两条平行的光滑金属导轨与水平面成0=30角固定,N Q之间接电阻箱R导轨所在空间存在匀

8、强磁场,磁场方向垂直于导轨所在平面向上,磁感应强度 为B=0.5 T.质量为m的金属杆ab水平放置在导轨上,其接入电路的电阻为r.现由静止释放杆ab,测得杆的最大速度为v.改变电阻箱的阻值R得到v与R之间的关系如图乙所示.已知 导轨间距为L=2 m,重力加速度g取 10 m/s2,导轨足够长且电阻不计.一 1(1) 当R=0 时,求杆ab匀速下滑过程中产生的感应电动势E的大小及杆中的电流方向;(2) 求金属杆的质量m及阻值r;当R=4Q时,求回路瞬时电功率每增加1 W 的过程中合外力对杆做的功W.图 Z10-97阿 5(如-陀1.A解析由法拉第电磁感应定律得E =,由楞次定律,可得电容器上极板

9、带亦(叭日 1)正电,所带电荷量为Q=CE=,选项 A 正确.2.A 解析由图示位置转第1 个 90角过程,OM转动切割磁感线,感应电动势恒1定,E=Bl23,由右手定则可知电流方向为正;转第 3 个 90角过程,ON转动切割磁感线,感应1电动势恒定,E= Bl23,由右手定则可知电流方向为负,选项 A 正确.3.C 解析由于在两个磁场中均做匀速直线运动,根据能量守恒定律可知,线框在穿过两 个磁场的过程中产生的电能之比为 1:1,选项 A 错误;由自由落体运动规律可得,线框在上方 磁场中的速度为vi=:,在下方磁场中的速度为V2=2二;八;,所以vi: v=1:2,选项 B 错误;FSza2v

10、图 Z10-10专题限时集训(十)8由线框在磁场中做匀速直线运动可知,mg= ,故上、下两个磁场的磁感应强度之比为Bav.:1,选项 D 错误;线框穿过磁场的过程中产生的电流1= ,故线框在穿过上、下两个磁场过程中产生的电流之比为1 :.,选项 C 正确.4.BD 解析由楞次定律可以判断,08 s 内与 810 s 内线圈中的电流方向改变,选项 A 错误;在 08 s 内,q=11At=t=n=8 C,选项 B 正确;在 810 s 内,感应电动势=n=4fl 蛍V,选项 C 错误;根据电流的热效应可知,:t1+;:t2=|2F(t1+t2),其中t1=8 s,t2=2 s,解得I=2 A,

11、选项 D 正确.5.BD 解析0T内磁通量的变化率不变,感应电流方向不变,感应电动势的大小恒定,且AH 2n?05ER 2nRB9SE=nS=,选项 A 错误,B 正确;R两端的电压U= =;,,电容器所带的电荷量2nRBGSCQ=CU,由楞次定律可得,电容器的下极板始终带正电,选项 C 错误,D 正确.6.BC 解析由法拉第电磁感应定律得,电动势E=S=0.02 V,选项 A 错误;由闭合电路E欧姆定律得,电流1=0.02 A,选项 B 正确;棒开始运动时,满足卩mg= tId,解得t=40 s, 选项 C 正确;电荷量q=lt=0.08 C,选项 D 错误.7.BC 解析圆环在进或出磁场时

12、,因磁通量变化产生感应电流,机械能减小,最后圆环整 体刚好在磁场中往复运动,机械能不变,不会离开磁场,也不会静止在最低点,选项 A 错误;圆环第一次进入磁场的过程中,通过圆环的电何量q= t=,选项 B 正确;由几何关系知,9解析(1)由平衡条件得BIL=mg其中1=EBL解得R=-r(2)由平衡条件得mg=_C解得v= BLs由动量定理得mgt-B:Lt=mv,其中t=q=n2L2s虫楚解得 t+AvS 接 3 后,充电电流为 匸八=CBL:=CBLamg-BIL=ma可得a=常量,所以ab棒做匀加速直线运动,电流是恒定的.I八9.(1)3 V从b到a(2)0.2 kg 3Q(3)0.7 J解析(1)由图可知,当 R=0 时,杆最终以v=3 m/s 的速度匀速运动,产生的感应电动势E=BLv=3 V由右手定则可判断,电流方向由b指向a(2)设最大速度为v,杆切割磁感线产生的感应电动势E=BLvE由闭合电路的欧姆定律得1=当圆环恰好全部位于磁场中时1,与开始相比,重心下降高度h=(L+2r),由能量守恒定律知,1整个运动过程产生的焦耳热Q=mgh=mg L+2r),选项 C 正确,D 错误.也白B2

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