備考2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)：41 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用

更新時(shí)間：2019-11-07 瀏覽次數(shù)：201 類型：一輪復(fù)習(xí)

一、單選題

1. (2019高二下·安徽期中) 如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)存在于虛線框內(nèi)，矩形線圈豎直下落．如果線圈受到的磁場(chǎng)力總小于其重力，則它在1、2、3、4位置時(shí)的加速度關(guān)系為（）

A . a₁_＞a₂＞a₃＞a₄ B . a₁＝a₃＞a₂＞a₄ C . a₁＝a₃＞a₄＞a₂ D . a₄＝a₂＞a₃＞a₁

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2. (2019高二下·綿陽(yáng)期末) 如圖所示，在足夠長(zhǎng)的絕緣斜面上固定著導(dǎo)軌GECABDFH，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌的GEFH區(qū)域存在著垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₀ ，在導(dǎo)軌的CABD區(qū)域另固定著一較小的矩形閉合金屬線圈S，現(xiàn)將光滑的金屬桿L從導(dǎo)軌的EF位置由靜止釋放，金屬桿沿導(dǎo)軌開始下滑后的一小段時(shí)間內(nèi)（）

A . 金屬桿L中的電流減小，線圈S中的電流增大 B . 金屬桿L中的電流減小，線圈S中的電流減小 C . 金屬桿L中的電流增大，線圈S中的電流增大 D . 金屬桿L中的電流增大，線圈S中的電流減小

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3. (2019高二下·綿陽(yáng)期末) 如圖所示，一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，右邊dc與磁場(chǎng)邊界重合，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，先保持線框面積不變，在時(shí)間t內(nèi)將磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻地增大到原來(lái)的兩倍；接著，保持磁場(chǎng)大小和方向不變，在時(shí)間t內(nèi)將線框沿垂直于磁場(chǎng)方向向右勻速拉出磁場(chǎng)。前后兩個(gè)過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱的之比是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2024高二上·杭州期末) 如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電阻為R、半徑為L(zhǎng)、圓心角為45°的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（O軸位于磁場(chǎng)邊界）。則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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5. 如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若第一次用時(shí)間t拉出，外力所做的功為W₁ ，外力的功率為P₁ ，通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為q₁；第二次用時(shí)間3t拉出，外力所做的功為W₂ ，外力的功率為P₂ ，通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為q₂ ，則（）

A . W₁=W₂ ， P₁= P₂ ， q₁<q₂ B . W₁=3W₂ ， P₁=3P₂ ， q₁＝q₂ C . W₁=3W₂ ， P₁= 9P₂ ， q₁＝q₂ D . W₁=W₂ ， P₁= 9P₂ ， q₁=3q₂

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6. (2019高二下·廣州期末) 如圖所示，正方形線框的左半側(cè)處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直，線框的對(duì)稱軸MN恰與磁場(chǎng)邊緣平齊.若第一次將線框從磁場(chǎng)中以恒定速度v₁向右勻速拉出，第二次讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過(guò)60°，且左右兩邊線速度大小為v₂ ，為使兩次操作過(guò)程中，線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，則（）

A . $\text{[math]}$ ₁：v₂=3：2π B . v₁：v₂=2π：3 C . $\text{[math]}$ ₁：v₂=3：π D . v₁：v₂=π：3

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7. (2019高二下·忻州月考) 如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面在紙面內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向. 已知線圈的邊長(zhǎng)ab=1. 0m，bc=0. 5m，匣數(shù)N=100，總電阻r=2 $\text{[math]}$ . 則（）

A . 3s時(shí)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為0. 05V B . 3s時(shí)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a C . 在1～5s內(nèi)通過(guò)線圈的電荷量為0. 1C D . 在0～5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱為100J

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二、多選題

8. (2019高二下·綿陽(yáng)期末) 如圖所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)磁鐵，在磁鐵下方放一個(gè)固定的鋁質(zhì)圓環(huán)。將磁鐵托起到彈簧原長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)釋放，磁鐵在上下振動(dòng)過(guò)程中S極的下端沒有達(dá)到鋁質(zhì)圓環(huán)所在位置。下列說(shuō)法正確的是（）

A . 磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋁質(zhì)圓環(huán)對(duì)磁鐵產(chǎn)生吸引力 B . 磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋁質(zhì)圓環(huán)對(duì)磁鐵產(chǎn)生排斥力 C . 磁鐵第一次向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng) D . 磁鐵第一次向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧不能恢復(fù)到原長(zhǎng)

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9. (2019高二下·攀枝花期末) 如圖甲所示，空間中存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，取垂直紙面向里為正方向。一圓形金屬線圈放在紙面內(nèi)，取線圈中感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎Ｄ硶r(shí)刻開始計(jì)時(shí)，線圈中感應(yīng)電流如圖乙所示，則該勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖線可能是丙圖中的（）

A . B . C . D .

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10. (2019高二下·攀枝花期末) 如圖所示，由某種粗細(xì)均勻的金屬條制成的矩形線框abcd固定在紙面內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里。一導(dǎo)體棒PQ放在線框上，在水平拉力F作用下沿平行ab的方向勻速滑動(dòng)，滑動(dòng)過(guò)程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過(guò)程中（）

A . 通過(guò)PQ的電流先增大后減小 B . PQ兩端電壓先增大后減小 C . 拉力F的功率先減小后增大 D . 通過(guò)ad的電流先增大后減小

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11. (2019高二下·綿陽(yáng)期末) 如圖所示，粗細(xì)均勻的正方形單匝閉合線框abcd靜止在光滑水平面上。t＝0時(shí)刻，線框在水平外力的作用下，從靜止開始向右一直保持做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為t₁ ， ad邊進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為t₂ ，設(shè)線框中感應(yīng)電流大小為i，ad邊兩端電壓為U，水平外力大小為F，線框中的電功率為P，則i、U、F、P隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t變化關(guān)系圖象正確的是（）

A . B . C . D .

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12. (2019高二下·無(wú)錫期末) 如圖所示，MN為處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩條位于同一水平面內(nèi)的光滑平行長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌，一端串接電阻R ，磁場(chǎng)沿豎直方向一金屬桿ab可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，桿和導(dǎo)軌的電阻都不計(jì)，現(xiàn)垂直于方向?qū)U施一水平恒力F ，使桿從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)。在以后的過(guò)程中，桿速度的大小v、加速度的大小a以及R上消耗的總能量E隨時(shí)間t變化的圖象可能正確的是（）

A . B . C . D .

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13. (2023高二下·玉溪期末) 如圖所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬框架ABCD固定在水平面內(nèi)，AB與CD平行且足夠長(zhǎng)，BC與CD夾角θ（θ<90°），光滑導(dǎo)體棒EF（垂直于CD）在外力作用下以垂直于自身的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，在滑動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持與導(dǎo)軌良好接觸，光滑導(dǎo)體棒EF經(jīng)過(guò)C點(diǎn)瞬間作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)。若金屬框架與導(dǎo)體棒是由粗細(xì)相同的均勻的同種材料組成的導(dǎo)體，下列關(guān)于電路中電流大小I與時(shí)間t、消耗的電功率P與導(dǎo)體棒水平移動(dòng)的距離x變化規(guī)律的圖象中正確的是（）

A . B . C . D .

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14. (2020高二下·黃山期中) 如圖所示，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角為30°的斜面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌下端連接一個(gè)阻值為R的定值電阻，空間中有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直導(dǎo)軌所在斜面上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在斜面上平行斜面固定一個(gè)輕彈簧，彈簧勁度系數(shù)為k，彈簧上端與質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體桿相連，桿與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。導(dǎo)體桿中點(diǎn)系一輕細(xì)線，細(xì)線平行斜面，繞過(guò)一個(gè)光滑定滑輪后懸掛一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊。初始時(shí)用手托著物塊，導(dǎo)體桿保持靜止，細(xì)線伸直，但無(wú)拉力。釋放物塊后，下列說(shuō)法正確的是（）

A . 釋放物塊瞬間導(dǎo)體桿的加速度為g B . 導(dǎo)體桿最終將保持靜止，在此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為 $\text{[math]}$ C . 導(dǎo)體桿最終將保持靜止，在此過(guò)程中細(xì)線對(duì)導(dǎo)體桿做功為 $\text{[math]}$ D . 導(dǎo)體桿最終將保持靜止，在此過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量為 $\text{[math]}$

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15. (2019高二下·廣州期末) 如圖所示，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng) $\text{[math]}$ 的平面內(nèi)，半徑為 $\text{[math]}$ 的金屬圓環(huán)的總電阻為 $\text{[math]}$ ，金屬桿 $\text{[math]}$ 電阻為 $\text{[math]}$ ，長(zhǎng)為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 繞過(guò)圓心 $\text{[math]}$ 的轉(zhuǎn)軸以恒定的角速度 $\text{[math]}$ 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， $\text{[math]}$ 端與環(huán)接觸良好，圓心 $\text{[math]}$ 和邊緣 $\text{[math]}$ 通過(guò)電刷與一個(gè)電阻連接.電阻的阻值為 $\text{[math]}$ ，忽略電流表和導(dǎo)線的電阻，則（）

A . 通過(guò)電阻 $\text{[math]}$ 的電流的大小和方向做周期性變化 B . 通過(guò)電阻 $\text{[math]}$ 的電流方向不變，且從 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ C . 通過(guò)電阻 $\text{[math]}$ 的電流的最大值為 $\text{[math]}$ D . 通過(guò)電阻 $\text{[math]}$ 的電流的最小值為 $\text{[math]}$

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16. (2019高二下·延邊月考) 如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上。當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa、φb、φc．已知bc邊的長(zhǎng)度為l，下列判斷中正確的是（）

A . φa＜φc，金屬框中無(wú)電流 B . φb＞φc，金屬框中電流方向沿a→b→c→a C . $\text{[math]}$ ，金屬框中無(wú)電流 D . $\text{[math]}$ ，金屬框中電流方向沿a→b→c→a

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17. 半徑分別為r和2r的同心半圓光滑導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面內(nèi)，一長(zhǎng)為r、電阻為2R、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的導(dǎo)體棒AB置于半圓軌道上面，BA的延長(zhǎng)線通過(guò)導(dǎo)軌的圓心O，裝置的俯視圖如圖所示。整個(gè)裝置位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。在N、Q之間接有一阻值為R的電阻。導(dǎo)體棒AB在水平外力作用下，以角速度ω繞O順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g，則下列說(shuō)正確的是（）

A . 導(dǎo)體棒AB兩端的電壓為 $\text{[math]}$ Brω² B . 電阻R中的電流方向從Q到N，大小為 $\text{[math]}$ C . 外力的功率大小為 $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ μmgrω D . 若導(dǎo)棒不動(dòng)要產(chǎn)生同方向的感應(yīng)電流，可使豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，且變化得越來(lái)越慢

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三、綜合題

18. (2019高二下·攀枝花期末) 如圖甲所示，足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ處在同一斜面內(nèi)，斜面與水平面間的夾角θ=30°，兩導(dǎo)軌間距d=0.2 m，導(dǎo)軌的N、Q 之間連接一阻值R=0.9 Ω的定值電阻。金屬桿ab的電阻r=0.1 Ω，質(zhì)量m=20 g，垂直導(dǎo)軌放置在導(dǎo)軌上。整個(gè)裝置處在垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T?，F(xiàn)用沿斜面平行于金屬導(dǎo)軌的力F拉著金屬桿ab向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)R的電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。不計(jì)其它電阻，重力加速度g取10 m/s²。
1. （1）求金屬桿的速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；
2. （2）請(qǐng)作出拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖像；
3. （3）求0～1 s內(nèi)拉力F的沖量。
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19. (2019高二下·杭州期中) 如圖甲所示，兩根平行導(dǎo)軌間距L＝1m，傾角α＝37°，軌道頂端連有一阻值R＝10Ω的定值電阻，用力將質(zhì)量m＝50g，電阻r＝10Ω的導(dǎo)體棒MN固定于離軌道頂端d₁處，傾斜導(dǎo)軌所在空間存在著垂直于軌道平面向下的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化規(guī)律如圖乙所示。在t＝1s時(shí)撤去外力，之后導(dǎo)體棒滑至最低點(diǎn)PQ位置后，滑入水平軌道，水平軌道無(wú)磁場(chǎng)，導(dǎo)體棒最終停在距離PQ的位移d₃＝0.4m處，已知導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒之間滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ均為0.5，導(dǎo)體棒滑至PQ之前已經(jīng)達(dá)到最大速度，忽略轉(zhuǎn)彎處能量損失，d₁＝1m，d₂＝4m，d₃＝0.4m。求：
1. （1）判斷0～1s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體棒MN的電流方向；
2. （2）磁場(chǎng)強(qiáng)度B₀的大小；
3. （3）整個(gè)過(guò)程中定值電阻所產(chǎn)生的焦耳熱Q。
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20. (2019高二下·綿陽(yáng)期末) 如圖所示，匝數(shù)N=20、橫截面積S=0.04 m²的線圈中有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₁ ， B₁均勻變化；兩相互平行、間距為L(zhǎng)=0.2m的金屬導(dǎo)軌固定在傾角為30°的斜面上；導(dǎo)軌通過(guò)開關(guān)S與線圈相連。一光滑金屬桿放置在靠近導(dǎo)軌上端的M、N位置，M、N等高，金屬桿質(zhì)量m=0.02 kg，阻值R₁=0.2 Ω；導(dǎo)軌底端連接一阻值為R₂=0.8 Ω的電阻；導(dǎo)軌所在區(qū)域有垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₂=0.5 T。閉合S，金屬桿恰能靜止于斜面的M、N位置；斷開S，金屬桿由M、N位置從靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t=0.5 s，下滑通過(guò)的距離x=0.6 m。金屬導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)，線圈與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。g取10 m/s²。
1. （1）求B₁變化率的大小，并確定B₁的變化趨勢(shì)；
2. （2）金屬桿下滑x=0.6 m的過(guò)程中，金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。
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21. (2019高二下·無(wú)錫期末) 如圖所示，水平的平行虛線間距為d=50cm，其間有B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一個(gè)正方形線圈邊長(zhǎng)為l=10cm，線圈質(zhì)量m=0.1kg，電阻為R=0.02Ω。開始時(shí)，線圈的下邊緣到磁場(chǎng)上邊緣的距離為h=80cm將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等.取g=10m/s² ，求
1. （1）線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線圈中感應(yīng)電流的大小和方向
2. （2）線圈上邊緣剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線圈加速度的大小和方向
3. （3）線圈穿過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q
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22. (2019高二下·臨川月考) 輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m＝0.42 kg、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1 m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，其總電阻為r＝1 Ω.在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著磁場(chǎng)，如圖甲所示.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示.(g＝10 m/s²)
1. （1）判斷線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針；
2. （2）求線圈的電功率；
3. （3）求在t＝4 s時(shí)輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小.
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