2022屆高考物理二輪復習卷：法拉第電磁感應定律應用

更新時間：2022-02-21 瀏覽次數：98 類型：二輪復習

一、單選題

1. (2022高三上·浙江月考) 如圖所示，電阻不計的金屬導軌MN、PQ放置在絕緣的水平桌面上，導軌間距L，重為G、電阻為R的導體棒ab與導軌垂直放置。電池電動勢為E、內電阻為r，電阻箱的電阻可調。導體棒所在處有磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場?，F把電阻箱電阻調到某一值后，接通開關，ab保持靜止不動，則（）

A . 棒ab所受摩擦力方向向右 B . 棒ab所受的摩擦力小于 $\text{[math]}$ C . 若電阻箱電阻減小，則棒ab所受摩擦力一定減小 D . 若電阻箱電阻增大，則棒ab所受摩擦力一定增大

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2. 如圖所示，邊長為L的等邊三角形閉合金屬導軌abc，內部有磁感應強度為B，方向垂直于導軌平面向外的勻強磁場。長度為L的金屬桿MN垂直于bc邊放置于導軌上，在獲得一個初速度后，金屬桿緊貼導軌向右滑行，經過a點時，金屬桿的速度為v，此時下列說法正確的是（　?。?

A . ac邊電流方向由a到c B . ab邊電流方向由b到a C . 金屬桿MN受到平行于bc邊向右的安培力作用 D . 回路的感應電動勢為BLv

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二、多選題

3. (2021高二上·柯橋期末) 一正方形以對角線為界，左、右兩區(qū)域的磁場磁感應強度的關系為 $\text{[math]}$ ，方向如圖所示，現有一導體棒L沿兩平行金屬導軌以速度v向右勻速運動，忽略金屬導軌的電阻，規(guī)定電流順時針為正方向，安培力向左為正方向，在導體棒通過正方形區(qū)域的過程中，導體棒中的感應電流I和所受的安培力F隨時間t變化的圖像正確的是（）

A . B . C . D .

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4. (2022高三上·濰坊月考) 如圖甲所示，一長為L的導體棒，繞水平圓軌道的圓心O勻速順時針轉動，角速度為 $\text{[math]}$ ，電阻為r，在圓軌道空間存在有界勻強磁場，磁感應強度大小為B．半徑小于 $\text{[math]}$ 的區(qū)域內磁場豎直向上，半徑大于 $\text{[math]}$ 的區(qū)域磁場豎直向下，俯視如圖乙所示，導線一端Q與圓心O相連，另一端P與圓軌道連接給電阻R供電，其余電阻不計，則（）

A . 電阻R兩端的電壓為 $\text{[math]}$ B . 電阻R中的電流方向向上 C . 電阻R中的電流大小為 $\text{[math]}$ D . 導體棒的安培力做功的功率為0

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5. (2022高三上·鐵嶺月考) 如圖甲是法拉第發(fā)明的銅盤發(fā)電機，也是人類歷史上第一臺發(fā)電機。利用這個發(fā)電機給平行金屬板電容器供電，如圖乙。已知銅盤的半徑為L，加在盤下側的勻強磁場磁感應強度為B₁ ，盤勻速轉動的角速度為ω，每塊平行板長度為d，板間距離也為d，板間加垂直紙面向內、磁感應強度為B₂的勻強磁場。下列選項正確的是（）

A . 若圓盤按照圖示方向轉動，那么平行板電容器C板電勢高 B . 銅盤產生的感應電動勢為 $\text{[math]}$ C . 若一電子從電容器兩板中間水平向右射入，恰能勻速直線運動從右側水平射出，則電子射入時速度為 $\text{[math]}$ D . 若有一帶負電的小球從電容器兩板中間水平向右射入，在復合場中做勻速圓周運動又恰好從極板右側射出，則射入的速度 $\text{[math]}$

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6. (2022高三上·滄州月考) 如圖所示，水平面上固定著兩根平行的光滑金屬導軌，導軌之間接有理想電流表，導軌平面處于方向豎直向下的勻強磁場中，金屬棒垂直導軌放置與導軌接觸良好．金屬棒在垂直金屬棒拉力F作用下水平向右由靜止開始運動過程中電流表示數I以 $\text{[math]}$ 的變化率均勻增加．已知磁感應強度 $\text{[math]}$ ，金屬棒質量 $\text{[math]}$ ，長度 $\text{[math]}$ ，電阻 $\text{[math]}$ ．導軌足夠長且電阻不計，下列說法正確的是（）

A . 加速度a與時間t成正比 B . $\text{[math]}$ 時刻，拉力為 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 時刻，拉力F的瞬時功率為 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 時刻，電阻消耗的電功率為 $\text{[math]}$

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7. (2024高二上·張家口期末) 如圖為電磁剎車實驗裝置，小車底面安裝有矩形導線框abcd，線框底面平行于地面，在小車行進方向有與abcd等寬、等長的有界勻強磁場，磁場方向垂直地面向上。小車進入磁場前撤去牽引力，小車穿過磁場后滑行一段距離停止。則小車（）

A . 進入磁場時，矩形導線框中感應電流的方向為adcba B . 穿過磁場的過程中，中間有一段時間矩形導線框中沒有感應電流 C . 小車進入磁場前的速度越大，滑行的距離越遠 D . 穿過磁場的過程中，矩形導線框受到的安培力方向始終水平向左

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三、綜合題

8. (2022高三上·濰坊月考) 如圖所示，一平行光滑金屬導軌間距為 $\text{[math]}$ ，傾斜部分與水平部分平滑連接，左端接有電阻 $\text{[math]}$ ，導軌水平部分在CDEF區(qū)域有垂直導軌向上的勻強磁場區(qū)，磁感強度大小 $\text{[math]}$ ， CF長為d=2m。一金屬棒垂直導軌放置，金屬棒質量 $\text{[math]}$ ，接入電阻 $\text{[math]}$ ，金屬棒由距水平面 $\text{[math]}$ 處無初速釋放，金屬棒與導軌始終接觸良好，其余電阻不計，取 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1） AB兩點間的最大電勢差 $\text{[math]}$ ；
2. （2）電阻 $\text{[math]}$ 上產生的最大熱量。
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9. (2022高三上·鐵嶺月考) 隨著超導材料性能不斷提高和完善，科學家們正在積極開展高溫超導應用技術的研究，其中誕生了一個重要領域的研究應用一高溫超導磁懸浮列車技術。作為革命性的技術創(chuàng)造，高溫超導磁懸浮列車技術在我國已有相關研究最新進展。圖（甲）是磁懸浮實驗車與軌道示意圖，圖（乙）是固定在車底部金屬框abcd（車廂與金屬框絕緣）與軌道上運動磁場的示意圖.水平地面上有兩根很長的平行直導軌PQ和MN，導軌間有豎直（垂直紙面）方向等間距的勻強磁場B₁和B₂ ，二者方向相反.車底部金屬框的ad邊寬度與磁場間隔相等，當勻強磁場B₁和B₂同時以恒定速度v₀沿導軌方向向右運動時，金屬框會受到磁場力，帶動實驗車沿導軌運動。設金屬框垂直導軌的ab邊長L=0.20m、總電阻R=1.6Ω，實驗車與線框的總質量m=2.0kg，磁場B₁=B₂=1.0T，磁場運動速度v₀=10m/s，已知懸浮狀態(tài)下，實驗車運動時受到恒定的阻力f=0.20N，求：
1. （1）設t=0時刻，實驗車的速度為零，求金屬框的加速度的大小和方向；
2. （2）求實驗車的最大速率v_m；
3. （3）實驗車以最大速度做勻速運動時，為維持實驗車運動，外界在單位時間內需提供的總能量；
4. （4）假設兩磁場由靜止開始向右做勻加速運動來啟動實驗車，當兩磁場運動的時間為t=40s時，實驗車正在向右做勻加速直線運動，此時實驗車的速度為v=4m/s，求由兩磁場開始運動到實驗車開始運動所需要的時間t₀。
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10. (2022高三上·河南月考) 如圖所示，足夠長的光滑平行導軌MN、PQ固定在水平面上，導軌平面與水平面夾角為 $\text{[math]}$ ，間距 $\text{[math]}$ ， M、P之間接定值電阻 $\text{[math]}$ ，導軌所在空間存在垂直于軌道平面向上，磁感應強度大小為 $\text{[math]}$ 的勻強磁場。質量 $\text{[math]}$ ，長度 $\text{[math]}$ ，電阻 $\text{[math]}$ 的導體棒ab垂直導軌放置。導軌電阻不計，先給導體棒沿斜面向下的外力F，使導體棒由靜止開始做加速度 $\text{[math]}$ 的勻加速直線運動，以導體棒開始運動作為計時起點，重力加速度 $\text{[math]}$ 。
1. （1）若撤掉外力F時導體棒恰好做勻速運動，求F的作用時間；
2. （2）以導體棒開始運動作為計時起點，請寫出F隨時間t的函數關系，并作出圖像；
3. （3）若定值電阻2s內產生 $\text{[math]}$ 的熱量，求2s內外力F所做的功。
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11. (2021高三上·包頭開學考) 如圖，水平平行光滑金屬導軌寬為L，導體棒PQ從圖中位置開始以速度v沿導軌水平向右勻速通過一正方形 abcd磁場區(qū)域。ac垂直于導軌且平行于導體棒，ac左側的磁感應強度為B，ac右側的磁感應強度為2B且方向相反，定值電阻阻值為R，導軌和金屬棒的電阻均不計。求∶
1. （1）當 $\text{[math]}$ 時，流過電阻R瞬時電流的大小及方向；
2. （2）導體棒從b運動到d過程中電路平均電動勢的大小。
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12. (2021高三上·山西開學考) 如圖所示，固定光滑平行軌道 $\text{[math]}$ 的水平部分處于磁感應強度大小為 $\text{[math]}$ 、方向豎直向上的勻強磁場中， $\text{[math]}$ 段軌道寬度為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 段軌道寬度為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 段軌道和 $\text{[math]}$ 段軌道均足夠長，將質量分別為 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，有效電阻分別為 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的金屬棒 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分別置于軌道上的 $\text{[math]}$ 段和 $\text{[math]}$ 段，且均與軌道垂直，金屬棒 $\text{[math]}$ 原來處于靜止狀態(tài)?，F讓金屬棒 $\text{[math]}$ 從距水平軌道高為 $\text{[math]}$ 處無初速度釋放，兩金屬棒運動過程中始終與導軌接觸良好且與導軌垂直，不計其他電阻及空氣阻力，重力加速度大小為 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）金屬棒 $\text{[math]}$ 的最大加速度 $\text{[math]}$ ；
2. （2）回路中產生的總焦耳熱 $\text{[math]}$ ；
3. （3）兩金屬棒距離最近時兩導軌間的電壓 $\text{[math]}$ 。
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13. (2021高三上·河南月考) 如圖（a），質量m₁=2kg、寬度L=1m的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計，質量m₂=1kg的導體棒MN放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，MNcb構成矩形。棒與導軌間動摩擦因數μ=0.5，棒左側有兩個固定于水平面的立柱。開始時MN左側導軌的總電阻R=0.2Ω，右側導軌單位長度的電阻R₀=0.1Ω/m。以ef為界，其左側勻強磁場方向豎直向上，右側勻強磁場水平向左，磁感應強度大小均為B=1T。在t=0時，一水平向左的拉力F垂直作用在導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做加速度a=2m/s²的勻加速直線運動，重力加速度g取10m/s²。求：
1. （1） t=2s時，MN中電流I的大小和方向；
2. （2） t=2s時，MN對金屬導軌施加摩擦力F_f的大小；
3. （3）在圖（b）中定性畫出拉力F隨時間t的變化關系圖像。要求標出相關數據，并作出說明。
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