高考物理知识点总结《电磁感应》高频试题强化练习（2019年最新版） - 高考物理题库

1、选择题如图中回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导体AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑．设回路的总电阻恒定为R，当导体AC从静止开始下落后，下面叙述中正确的说法有（　　）
A．导体下落过程中，机械能守恒
B．导体加速下落过 ">

1、选择题如图中回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导体AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑．设回路的总电阻恒定为R，当导体AC从静止开始下落后，下面叙述中正确的说法有（　　）
A．导体下落过程中，机械能守恒
B．导体加速下落过程中，导体减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量
C．导体加速下落过程中，导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能
D．导体达到稳定速度后的下落过程中，导体减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能

600)makesmallpic(this,600,1800);\' alt=\"\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060408/eows3p5lpvs.png\">

参考答案：A、导体下落过程中切割磁感线产生顺时针方向的感应电动势、感应电流，导体受到竖直向上的安培力，还有竖直向下的重力，下落过程中安培力做负功，机械能减小，减小的机械能转化为电能，所以机械能不守恒，故A错误．
B、C、导体加速下落过程中，重力做正功，重力势能减小，减小的重力势能一部分通过克服安培力做功转化为电能，另一部分转化为导体的动能；故B错误，C正确．
D、导体下落达到稳定速度时，竖直向下的重力等于竖直向上的安培力，两力的合力等于零，导体做匀速直线运动，动能不变，导体减少的重力势能通过克服安培力做功全部转化为回路的电能，故D正确．
故选：CD

本题解析：

本题难度：简单

2、计算题如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，两平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2。
（1）求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。
（2）若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。
（3）若将磁场II的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场II时速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/fja33iksub0.gif\">

参考答案：解：（1）以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒ab从A下落r/2时，导体棒在重力与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得
mg－BIL＝ma，式中L＝600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 23px; HEIGHT: 17px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/wosqfjn5441.png\">r?
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 42px; HEIGHT: 29px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/rnpa5wstbnm.png\">，式中?600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 137px; HEIGHT: 33px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/huk3ah5vczz.png\">＝4R
由以上各式可得到600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 93px; HEIGHT: 36px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/wjp3ax0hpzv.png\">?
（2）当导体棒ab通过磁场II时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 279px; HEIGHT: 41px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/bkxe45vjlk5.png\">，式中?600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 125px; HEIGHT: 33px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/askigl5bg0j.png\">
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 128px; HEIGHT: 35px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/xambowg4wm0.png\">
导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 85px; HEIGHT: 18px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/h0nnqxui1gr.png\">
得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 112px; HEIGHT: 39px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/lrwjrjf53fy.png\">
此时导体棒重力的功率为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 135px; HEIGHT: 36px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/di1wh11afal.png\">
根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 108px; HEIGHT: 17px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/zaiyskyj4o2.png\">＝600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 57px; HEIGHT: 36px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/h3gv3qxuk3g.png\">
所以600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 61px; HEIGHT: 33px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/nxibbzmyjst.png\">＝600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 57px; HEIGHT: 36px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/n4tqbf1oypv.png\">?
（3）设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 15px; HEIGHT: 17px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/magj4ujure5.png\">，此时安培力大小为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 85px; HEIGHT: 36px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/3sfycfhth5z.png\">
由于导体棒ab做匀加速直线运动，有600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 70px; HEIGHT: 17px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/no1kq1ftyfv.png\">
根据牛顿第二定律，有F＋mg－F@^@^@＝ma?
即600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 190px; HEIGHT: 36px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/4zmmkunzq4y.png\">
由以上各式解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 394px; HEIGHT: 36px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060319/vv2ic3551eh.png\">

本题解析：

本题难度：困难

3、选择题一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在转动过程中，通过线圈的最大磁通量为Φm，线圈中的最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是
[? ]
A．当磁通量为零时，感应电动势也为零
B．当磁通量减小时，感应电动势将减小
C．当磁通量等于0.5Φm时，感应电动势等于0.5Em
D．线圈转动的角速度等于Em/Φm

参考答案：D

本题解析：

本题难度：简单

4、计算题如图所示，平行导轨倾斜放置，倾角θ=370，匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=4T，质量为m=2kg的金属棒ab垂直放在导轨上，ab与导轨平面间的动摩擦因数μ=0.25。ab的电阻r=1Ω，平行导轨间的距离L=1m， R1=R2=18Ω，导轨电阻不计，ab由静止开始下滑运动x=3.5m后达到匀速。sin370=0.6，cos370=0.8。求：
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/khd1bdoxyxi.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
（1）ab在导轨上匀速下滑的速度多大？
（2）ab匀速下滑时ab两端的电压为多少？
（3）ab由静止到匀速过程中电阻R1产生的焦耳热Q1为多少？

参考答案：（1）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/szylrapvybb.png\" style=\"vertical-align:middle;\">；（2）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/zcnj5o03mgl.png\" style=\"vertical-align:middle;\">；（3）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/serobdwed0d.png\" style=\"vertical-align:middle;\">。

本题解析：ab由静止开始下滑，速度不断增大，对ab受力分析如图所示，
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/215hvgowjbz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
由牛顿第二定律600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/gv0nd33rjlp.png\" style=\"vertical-align:middle;\">可知，ab做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度增加到最大，此后以最大速度做匀速运动。
故ab在导轨上匀速下滑时600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/bk0soehsyuc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">  ①
等效电路如图所示，
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/41p3b23rgwp.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
外电路电阻600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/lgulouwycm1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">   ②
电路中总电阻600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/fa5oznfvzqm.png\" style=\"vertical-align:middle;\">                     ③
由闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律可知：
电路中的电流600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/bixhdg0lyus.png\" style=\"vertical-align:middle;\">                             ④
此时的感应电动势600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/tl2pt5nkgpd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">                        ⑤
由①③④⑤解得：ab在导轨上匀速下滑的速度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/r0bdgvz0oeo.png\" style=\"vertical-align:middle;\">    ⑥
（2）将⑥代入⑤的得感应电动势600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/rhnqp22ovdf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">           ⑦
将⑦代入④得电路中的电流600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/2kxvi4ulsgz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">                ⑧
ab两端的电压为路端电压：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/ikzmg5vwgvw.png\" style=\"vertical-align:middle;\">   ⑨
（3）由于ab下滑过程速度不断变化，感应电动势和电流不恒定，故不能用焦耳定律求焦耳热。
根据能量守恒定律，ab减少的重力势能等于ab增加的动能、克服摩擦力做功产生的内能与电路中总的焦耳热之和，即600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/kydcwiungo2.png\" style=\"vertical-align:middle;\">  ⑩
展开得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/3pinno3w3eg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">    ?
解得电路中总的焦耳热600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/1kl4ieg4q1a.png\" style=\"vertical-align:middle;\">               ?
由焦耳定律600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/nystjl1wu01.png\" style=\"vertical-align:middle;\">可知相同的时间内通过的电流相等焦耳热与电阻成正比：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/bri30dwrb5y.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> ?
外电路产生的焦耳热600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/qoi55o3ihoc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">                                            ?
外电路中600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/rohaawbxmdu.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，故600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/0jvykjctw1q.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，且600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/wjt5kwf05si.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/serobdwed0d.png\" style=\"vertical-align:middle;\">                     ?
考点：电磁感应现象的综合应用

本题难度：一般

5、简答题有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装磁铁（磁场方向向下），并在两条铁轨之间平放一系列线圈，请探究。
（1）当列车运行时，通过线圈的磁通量会不会发生变化？
（2）列车的速度越快，通过线圈的磁通量变化越快吗？
（3）为了测量列车通过某一位置的速度，有人在磁悬浮列车所经过的位置安装了电流测量记录仪，（测量记录仪未画出）为图所示，记录仪把线圈中产生的电流记录下来。假设磁铁的磁感应强度在线圈中为B，线圈的匝数为n，磁体宽度与线圈宽度相同，且都很小，为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/w0lbyqrgciu.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">，线圈总电阻为R（包括引线电阻），你能否根据记录仪显示的电流I，求出列车所经过位置的速度。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/u3l4gdqhfgj.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">

参考答案：（1）当列车运行时，通过线圈的磁通了会发生变化。
（2）列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快。
（3）能。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/mxlm5rdif05.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">。

本题解析：（1）当列车运行时，通过线圈的磁通了会发生变化。
（2）列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快。
（3）能。
根据法拉策电磁感应定律，当列车经过记录仪所在位置时，小线圈中所产生的感应电动势600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/bccldxakizb.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">，则600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060318/mxlm5rdif05.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">。

本题难度：简单