2018年高考物理三轮复习每日一题2018年4月20日+电磁感应（一）
文档属性
| 名称 | 2018年高考物理三轮复习每日一题2018年4月20日+电磁感应（一） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-04-18 17:07:57 | ||
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文档简介
4月20日 电磁感应（一）
高考频度：★★★☆☆
难易程度：★★★☆☆
如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d=0.5 m，电阻不计，左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接，右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长l=2 m，有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处（恰好不在磁场中）。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4 s 内，金属棒PQ保持静止，在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。求：
（1）通过小灯泡的电流；
（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。
【参考答案】（1）0.1 A （2）1 m/s
【试题解析】（1）在t=0至t=4 s内，金属棒PQ保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势。电路为r与R并联，再与RL串联，电路的总电阻
此时感应电动势
通过小灯泡的电流为：。
（2）当棒在磁场区域中运动时，由导体棒切割磁感线产生电动势，电路为R与RL并联，再与r串联，此时电路的总电阻。
由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流IL=I=0.1 A，则流过金属棒的电流为
电动势
解得棒PQ在磁场区域中运动的速度大小v=1 m/s。
【知识补给】
电磁感应中的电路问题
1．电磁感应中电路知识的关系图：
2．分析电磁感应电路问题的基本思路
3．电磁感应电路的几个等效问题
如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200 cm2，线圈的电阻r=1 Ω，线圈外接一个阻值R=4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是
A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向
B．电阻R两端的电压随时间均匀增大
C．线圈电阻r消耗的功率为4×10–4 W
D．前4 s内通过R的电荷量为4×10–4 C
如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是
A．感应电流方向不变
B．CD段直导线始终不受安培力
C．感应电动势最大值Em=Bav
D．感应电动势平均值
如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。用I表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正。则图丙中的I–t图象正确的是
如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中
A．流过金属棒的最大电流为
B．通过金属棒的电荷量为
C．克服安培力所做的功为mgh
D．金属棒产生的焦耳热为
如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为 L，长度为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部长度为d 的一段刷有薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上绝缘涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与绝缘涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：
（1）导体棒与绝缘涂层间的动摩擦因数μ；
（2）导体棒匀速运动的速度大小v；
（3）整个运动过程中，电阻R产生的电热Q。
【参考答案】
时的电动势，故Em=Bav，C正确；由，，，解得，D正确。
【名师点睛】此题考查了法拉第电磁感应定律的应用；掌握平均电动势的求解方法，同时要能确定导线切割磁感线的有效长度的变化情况；此题是易错题，尤其是在确定CD边是否受安培力的问题上。
C 由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率。由图乙可知，0~1 s时间内，B增大，Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外），由右手定则，感应电流是逆时针的，因而是负值，所以可判断0~1 s为负的恒值；1~2 s为零；2~3 s为为正的恒值，故C正确，ABD错误，故选C。
【名师点睛】此类问题不必非要求得电动势的大小，应根据楞次定律判断电路中电流的方向，结合电动势的变化情况即可得出正确结果。
（1） （2） （3）
（1）由于在粗糙段匀速下滑所以有得摩擦因数
（2）在光滑段最终匀速下滑，必有，其中感应电流，
于是得最终下滑速度
（3）仅在光滑段下滑时才有电热产生，此过程中减少的重力势能一部分转变成电热，一部分转变成动能。根据能量守恒有，将代入上式得电热。
高考频度：★★★☆☆
难易程度：★★★☆☆
如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d=0.5 m，电阻不计，左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接，右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长l=2 m，有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处（恰好不在磁场中）。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4 s 内，金属棒PQ保持静止，在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。求：
（1）通过小灯泡的电流；
（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。
【参考答案】（1）0.1 A （2）1 m/s
【试题解析】（1）在t=0至t=4 s内，金属棒PQ保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势。电路为r与R并联，再与RL串联，电路的总电阻
此时感应电动势
通过小灯泡的电流为：。
（2）当棒在磁场区域中运动时，由导体棒切割磁感线产生电动势，电路为R与RL并联，再与r串联，此时电路的总电阻。
由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流IL=I=0.1 A，则流过金属棒的电流为
电动势
解得棒PQ在磁场区域中运动的速度大小v=1 m/s。
【知识补给】
电磁感应中的电路问题
1．电磁感应中电路知识的关系图：
2．分析电磁感应电路问题的基本思路
3．电磁感应电路的几个等效问题
如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200 cm2，线圈的电阻r=1 Ω，线圈外接一个阻值R=4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是
A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向
B．电阻R两端的电压随时间均匀增大
C．线圈电阻r消耗的功率为4×10–4 W
D．前4 s内通过R的电荷量为4×10–4 C
如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是
A．感应电流方向不变
B．CD段直导线始终不受安培力
C．感应电动势最大值Em=Bav
D．感应电动势平均值
如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。用I表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正。则图丙中的I–t图象正确的是
如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中
A．流过金属棒的最大电流为
B．通过金属棒的电荷量为
C．克服安培力所做的功为mgh
D．金属棒产生的焦耳热为
如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为 L，长度为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部长度为d 的一段刷有薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上绝缘涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与绝缘涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：
（1）导体棒与绝缘涂层间的动摩擦因数μ；
（2）导体棒匀速运动的速度大小v；
（3）整个运动过程中，电阻R产生的电热Q。
【参考答案】
时的电动势，故Em=Bav，C正确；由，，，解得，D正确。
【名师点睛】此题考查了法拉第电磁感应定律的应用；掌握平均电动势的求解方法，同时要能确定导线切割磁感线的有效长度的变化情况；此题是易错题，尤其是在确定CD边是否受安培力的问题上。
C 由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率。由图乙可知，0~1 s时间内，B增大，Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外），由右手定则，感应电流是逆时针的，因而是负值，所以可判断0~1 s为负的恒值；1~2 s为零；2~3 s为为正的恒值，故C正确，ABD错误，故选C。
【名师点睛】此类问题不必非要求得电动势的大小，应根据楞次定律判断电路中电流的方向，结合电动势的变化情况即可得出正确结果。
（1） （2） （3）
（1）由于在粗糙段匀速下滑所以有得摩擦因数
（2）在光滑段最终匀速下滑，必有，其中感应电流，
于是得最终下滑速度
（3）仅在光滑段下滑时才有电热产生，此过程中减少的重力势能一部分转变成电热，一部分转变成动能。根据能量守恒有，将代入上式得电热。
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