2021届高考物理:电磁感应含答案一轮专题:电磁感应**一、选择题1、如图所示,Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒。
ab和cd用导线连成一个闭合回路。
当ab棒向左运动时,cd导线受到向下的磁场力。
则有()A.由此可知d点电势高于c点电势B.由此可知Ⅰ是S极C.由此可知Ⅰ是N极D.当ab棒向左运动时,ab导线受到向左的磁场力2、(双选)在倾角为θ足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图所示.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t=0时刻以速度v0进入磁场,恰好做匀速直线运动,若经过时间t0,线框ab边到达gg′与ff′中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则下列说法正确的是()A.当ab边刚越过ff′时,线框加速度的大小为gsin θB.t0时刻线框匀速运动的速度为v0 4C.t0时间内线框中产生的焦耳热为32mgLsin θ+1532m v2D.离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动3、多选)如图所示,一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动。
拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,看到的现象及现象分析正确的是()A.磁铁插向左环,横杆发生转动B.磁铁插向右环,横杆发生转动C.磁铁插向左环,左环中不产生感应电动势和感应电流D.磁铁插向右环,右环中产生感应电动势和感应电流4、(双选)如图甲所示,静止在水平面上的等边三角形金属线框,匝数n=20,总电阻R=2.5 Ω,边长L=0.3 m,处在两个半径均为r=0.1 m的圆形匀强磁场中.线框顶点与右侧圆心重合,线框底边与左侧圆直径重合.磁感应强度B1垂直水平面向外,B2垂直水平面向里;B1、B2随时间t的变化图线如图乙所示.线框一直处于静止状态.计算过程中取π=3,下列说法中正确的是()A.线框具有向左运动的趋势B.t=0时刻穿过线框的磁通量为0.5 WbC.t=0.4 s时刻线框中感应电动势为1.5 VD.0~0.6 s内通过线框截面电荷量为0.36 C5、如图所示,轻质弹簧一端固定在天花板上,另一端拴接条形磁铁,一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平桌面上,控制磁铁使弹簧处于原长,然后由静止释放磁铁,不计磁铁与弹簧之间的磁力作用,且磁铁运动过程中未与铜盘接触,下列说法中正确的是()A.磁铁所受弹力与重力等大反向时,磁铁的加速度为零B.磁铁下降过程中,俯视铜盘,铜盘中产生顺时针方向的涡旋电流C.磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中,磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能D.磁铁从静止释放到最终静止的过程中,磁铁减少的重力势能大于铜盘产生的焦耳热6、如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长.从置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1;第二次bc边平行MN 进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则()A.Q1>Q2q1=q2B.Q1>Q2q1>q2C.Q1=Q2q1=q2D.Q1=Q2q1>q27、(多选)如图所示,光滑的金属框CDEF水平放置,宽为L,在E、F间连接一阻值为R的定值电阻,在C、D间连接一滑动变阻器R1(0≤R1≤2R)。
框内存在着竖直向下的匀强磁场。
一长为L,电阻为R的导体棒AB在外力作用下以速度v匀速向右运动,金属框电阻不计,导体棒与金属框接触良好且始终垂直,下列说法正确的是()A.ABFE回路的电流方向为逆时针,ABCD回路的电流方向为顺时针B.左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同,故电路中的感应电动势大小为2BL vC.当滑动变阻器接入电路中的阻值R1=R时,导体棒两端的电压为23BL vD .当滑动变阻器接入电路中的阻值R 1=R 2时,滑动变阻器有最大电功率且为B 2L 2v 28R8、(双选)如图所示,在水平面内固定有两根相互平行的无限长光滑金属导轨,其间距为L ,电阻不计。
在虚线l 1的左侧存在竖直向上的匀强磁场,在虚线l 2的右侧存在竖直向下的匀强磁场,两部分磁场的磁感应强度大小均为B 。
ad 、bc 两根电阻均为R 的金属棒与导轨垂直,分别位于两磁场中,现突然给ad 棒一个水平向左的初速度v 0,在两棒达到稳定的过程中,下列说法正确的是( )A .两金属棒组成的系统的动量守恒B .两金属棒组成的系统的动量不守恒C .ad 棒克服安培力做功的功率等于ad 棒的发热功率D .ad 棒克服安培力做功的功率等于安培力对bc 棒做功的功率与两棒总发热功率之和*9、在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )A .将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B .在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C .将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D .绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化*10、如图所示,两个线圈A 、B 套在一起,线圈A 中通有电流,方向如图所示。
当线圈A 中的电流突然增强时,线圈B 中的感应电流方向为( )A .沿顺时针方向B.沿逆时针方向C.无感应电流D.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向*11、如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值.在t=0 时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中,正确的是()二、非选择题1、如图所示,将质量m1=0.1 kg、电阻R1=0.3 Ω、长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上,框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,使ab从静止开始无摩擦地运动,且始终与MM′、NN′保持良好接触,当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取10 m/s2.(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1 J,求该过程中ab位移x的大小.2、如图甲所示,足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,其宽度L=1 m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接阻值为R=0.40 Ω的电阻,质量为m=0.01 kg、电阻为r=0.30 Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上。
现使金属棒ab由静止开始下滑,下滑过程中ab始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图象中的OA 段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计,g取10 m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响),求:甲乙(1)判断金属棒两端a、b的电势高低;(2)磁感应强度B的大小;(3)在金属棒ab从开始运动的1.5 s内,内阻R上产生的热量。
2021届高考物理:电磁感应含答案一轮专题:电磁感应**一、选择题1、如图所示,Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒。
ab和cd用导线连成一个闭合回路。
当ab棒向左运动时,cd导线受到向下的磁场力。
则有()A.由此可知d点电势高于c点电势B.由此可知Ⅰ是S极C.由此可知Ⅰ是N极D.当ab棒向左运动时,ab导线受到向左的磁场力B[由左手定则可知,cd棒受到的安培力向下,所以cd棒中电流方向是由c指向d,所以c点的电势高于d点的电势,故A错误;结合A的分析可知,ab 中的电流由b流向a,ab棒向左运动时,由右手定则可知,ab棒所处位置磁场方向竖直向上,则Ⅰ是S极,Ⅱ是N极,故B正确,C错误;当ab棒向左运动时,根据楞次定律可知ab导线受到向右的磁场力,故D错误。
]2、(双选)在倾角为θ足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图所示.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t=0时刻以速度v0进入磁场,恰好做匀速直线运动,若经过时间t0,线框ab边到达gg′与ff′中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则下列说法正确的是()A.当ab边刚越过ff′时,线框加速度的大小为gsin θB.t0时刻线框匀速运动的速度为v0 4C.t0时间内线框中产生的焦耳热为32mgLsin θ+1532m v2D.离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动解析:选BC.当ab边进入磁场时,有E=BL v0,I=ER,mgsin θ=BIL,有B2L2v0R=mgsin θ.当ab边刚越过ff′时,线框的感应电动势和电流均加倍,则线框做减速运动,有4B2L2v0R=4mgsin θ,加速度方向沿斜面向上且大小为3gsin θ,A错误;t0时刻线框匀速运动的速度为v,则有4B2L2vR=mgsin θ,解得v=v04,B正确;线框从进入磁场到再次做匀速运动的过程,沿斜面向下运动距离为32L,则由功能关系得线框中产生的焦耳热为Q=3mgLsin θ2+⎝⎛⎭⎪⎫m v202-m v22=3mgLsin θ2+15m v2032,C正确;线框离开磁场时做加速运动,D错误.3、多选)如图所示,一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动。
拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,看到的现象及现象分析正确的是()A.磁铁插向左环,横杆发生转动B.磁铁插向右环,横杆发生转动C.磁铁插向左环,左环中不产生感应电动势和感应电流D.磁铁插向右环,右环中产生感应电动势和感应电流BD[左环不闭合,磁铁插向左环时,产生感应电动势,不产生感应电流,环不受力,横杆不转动,故A、C错误;右环闭合,磁铁插向右环时,环内产生感应电流,环受到磁场的作用,横杆转动,故B、D正确。
]4、(双选)如图甲所示,静止在水平面上的等边三角形金属线框,匝数n=20,总电阻R=2.5 Ω,边长L=0.3 m,处在两个半径均为r=0.1 m的圆形匀强磁场中.线框顶点与右侧圆心重合,线框底边与左侧圆直径重合.磁感应强度B1垂直水平面向外,B2垂直水平面向里;B1、B2随时间t的变化图线如图乙所示.线框一直处于静止状态.计算过程中取π=3,下列说法中正确的是()A .线框具有向左运动的趋势B .t =0时刻穿过线框的磁通量为0.5 WbC .t =0.4 s 时刻线框中感应电动势为1.5 VD .0~0.6 s 内通过线框截面电荷量为0.36 C解析:选CD .B 1垂直水平面向外,大小随时间均匀增加,根据楞次定律知,线框具有向右的运动趋势,选项A 错误;t =0时刻穿过线框的磁通量Φ=B 1×12πr 2+B 2×16πr 2=0.025 Wb ,选项B 错误;t =0.4 s 时刻线框中感应电动势E =n ΔΦΔt =n ×12πr 2×ΔB 1Δt=1.5 V ,选项C 正确;0.6 s 时穿过线框的磁通量Φ′=B′1×12πr 2+B 2×16πr 2=0.07 Wb ,根据q =n ΔΦR =n Φ′-ΦR 得,在0~0.6 s内通过线框截面的电荷量为0.36 C ,选项D 正确.5、如图所示,轻质弹簧一端固定在天花板上,另一端拴接条形磁铁,一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平桌面上,控制磁铁使弹簧处于原长,然后由静止释放磁铁,不计磁铁与弹簧之间的磁力作用,且磁铁运动过程中未与铜盘接触,下列说法中正确的是( )A .磁铁所受弹力与重力等大反向时,磁铁的加速度为零B .磁铁下降过程中,俯视铜盘,铜盘中产生顺时针方向的涡旋电流C .磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中,磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能D .磁铁从静止释放到最终静止的过程中,磁铁减少的重力势能大于铜盘产生的焦耳热D [磁铁上下运动时,由于穿过铜盘的磁通量发生变化,则在铜盘中会产生感应电流,铜盘对磁铁有磁场力,阻碍磁铁的运动,则当磁铁所受弹力与重力等大反向时,此时磁铁还受到下面铜盘的作用力,故此时磁铁的加速度不为零,选项A 错误;根据楞次定律,磁铁下降过程中,俯视铜盘,铜盘中产生逆时针方向的涡旋电流,选项B 错误;磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中,由于有电能产生,则磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能与产生的电能之和,选项C 错误;磁体最终静止时弹簧有弹性势能,则磁铁从静止释放到最终静止的过程中,磁铁减少的重力势能等于铜盘产生的焦耳热与弹簧弹性势能之和,选项D 正确。