2024届浙江高考复习专题:楞次定律、法拉第电磁感应定律 微专题((2)

2025-06-19

(sin ?)()mg t BiL t m v θ-∑?-∑?=∑?,整理得:0sin 0mg t BLq mv θ--=-,又BLx q R r =+,解得()()220mv R r B L x

t mg R r sin θ+-=+,故C 正确.

D . 棒上滑到最高点的过程中,由能量守恒定律可得,回路中产生的总焦耳热为:

201sin 2

Q mv mgx θ=-,故D 正确. 4.如图,两条相距 l 的足够长的平行光滑导轨放置在倾角为 θ=30°的斜面上,阻值为 R 的电阻与导轨相连.质量为 m 的导体棒 MN 垂直于导轨放置.整个装置在垂直于斜面向下的匀强 磁场中,磁感应强度的大小为 B .轻绳一端与导体棒相连,另一端跨过定滑轮与一个质量为m 的物块相连,且滑轮与杄之间的轻绳与斜面保持平行.物块距离地面足够高,导轨、导体 棒电阻不计,轻绳与滑轮之间的摩擦力不计.已知重力加速度为 g .将物块从静止释放,下面说法正确的是

A .导体棒 M 端电势高于 N 端电势

B .导体棒的加速度不会大于

4

g C .导体棒的速度不会大于222mgR B l D .通过导体棒的电荷量与金属棒运动时间的平方成正比

【答案】BC

【解析】

【详解】

A 、根据右手定则可知导体棒M 端电势低于N 端电势,故选项A 错误;

BC 、设导体棒的上升速度v ,根据E Blv =,Blv I R =,可知导体棒所受安培力为22B F BIl v R

l ==安,根据牛顿第二定律可得22sin 302B l v mg mg ma R -?-=,当导体棒的上升速度为零时,导体棒的加速度

最大,最大加速度为max 14a g =;当导体棒的上升加速度为零时,导体棒的速度最大,最大速度为max 22

2mgR v B l =,故选项B 、C 正确; D 、通过导体棒的电荷量为:E Blx q I t t R R R

φ?=??=??==,由于导体棒先做加速度减小的加速度运动,后做匀速运动,所以导体棒运动的位移与金属棒运动时间的平方不成正比,故选项D 错误; 故选BC .

5.如图,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ,MN 的左边有一闭合电路.当PQ 在外力的作用下运动时,MN 向右运动,则PQ 所做的运动可能是( )

A .向右加速运动

B .向右减速运动

C .向左加速运动

D .向左减速运动

【答案】BC

【解析】

【详解】

根据安培定则可知,MN 处于ab 产生的垂直向里的磁场中,MN 在磁场力作用下向右运动,说明MN 受到的磁场力向右,由左手定则可知电流由M 指向N ,L 1中感应电流的磁场向上,由楞次定律可知,线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小,或向下增加;再由右手定则可知PQ 可能是向左加速运动或向右减速运动。故BC 正确,AD 错误。

故选BC .

6.如图所示,abcd 为一边长为l 的正方形导线框,导线框位于光滑水平面内,其右侧为一匀强磁场区域,磁场的边界与线框的边cd 平行,磁场区域的宽度为2l ,磁感应强度为B ,方向竖直向下.线框在一垂直于cd 边的水平恒定拉力F 作用下沿水平方向向右运动,直至通过磁场区域.cd 边刚进入磁场时,线框开始匀速运动,规定线框中电流沿逆时针时方向为正,则导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程

中,a 、b 两端的电压ab U 及导线框中的电流i 随cd 边的位置坐标x 变化的图线可能正确是

A .

B .

C .

D .

【答案】BD

【解析】

A 、

B 、线圈的cd 边刚进入磁场时做匀速运动,则整个线圈进入磁场时速度不变,根据楞次定律产生逆时针方向的电流,为正方向,电动势大小E BLv =,此时ab 两端的电压为1BLv 4

ab U =,当线圈全部进入磁场时,线圈内无感应电流,此时线圈做匀加速运动,ab 两端的电压为()BL ab U v at =+,对比图象可知,A 错误;B 正确;,

C 、

D 、当线圈的cd 边出磁场时.电流为顺时针方向,由于此时安培力大于外力F ,故此时线圈做减速运动,且加速度逐渐减小,电流图象切线的斜率减小,逐渐趋近于开始进入磁场时的电流大,C 错误;D 正确;

故选BD .

7.如图甲所示,左侧接有定值电阻R =2Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B =1T ,导轨间距L =1m 。一质量m =2kg ,阻值r =2Ω的金属棒在水平拉力F 作用下由静止开始从CD 处沿导轨向右加速运动,金属棒的v -x 图象如图乙所示,若金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2,则从起点发生x =1m 位移的过程中(g =10 m/s 2)( )

A.金属棒克服安培力做的功W1=0.25 J

B.金属棒克服摩擦力做的功W2=5 J

C.整个系统产生的总热量Q=4.25 J

D.拉力做的功W=9.25 J

【答案】AC

【解析】

【分析】

由速度图象得出v与x的关系式,由安培力公式得到F A与x的关系式,可知F A与x是线性关系,即可求出发生s=1m位移的过程中安培力做功W A=-x,再根据动能定理求解拉力做功;根据能量守恒求解整个系统产生的总热量Q.

【详解】

由速度图象得:v=2x,金属棒所受的安培力,代入得:F A=0.5x,则知F A与x是线性

关系。当x=0时,安培力F A1=0;当x=1m时,安培力F A2=0.5N,则从起点发生x=1m位移的过程中,安培力做功为:W A=-x=-0.25J;即金属棒克服安培力做的功为:W1=0.25J,故A正确。金属棒克

服摩擦力做的功为:W2=-μmgx=-0.2×2×10×1J=-4J,故B错误;克服安培力做功等于产生的电热,克服摩擦力做功等于产生的摩擦热,则整个系统产生的总热量Q=W A+W2=4.25 J,选项C正确;根据动能定理得:W F+W2+W A=mv2,其中v=2m/s,μ=0.2,m=2kg,代入解得拉力做的功为:W F=8.25J。故D错误。

故选AC。

【点睛】

对于电磁感应问题研究思路常常有两条:一条从力的角度,根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程;另一条是能量,分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题,根据动能定理、功能关系等列方程求解.8.由法拉第电磁感应定律可知,若穿过某截面的磁通量为Φ=Φm sinωt,则产生的感应电动势为

e=ωΦm cos ωt .如图所示,竖直面内有一个闭合导线框ACD (由细软弹性电阻丝制成),端点A 、D 固定.在以水平线段AD 为直径的半圆形区域内,有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场.设导线框的电阻恒为r ,圆的半径为R ,用两种方式使导线框上产生感应电流.方式一:将导线与圆周的接

触点C 点以恒定角速度ω1

(相对圆心O )从A 点沿圆弧移动至D 点;方式二:以AD 为轴,保持∠ADC =45°,将导线框以恒定的角速度ω2转90°.则下列说法正确的是

A .方式一中,在C 沿圆弧移动到圆心O 的正上方时,导线框中的感应电动势最大

B .方式一中,在

C 从A 点沿圆弧移动到图中∠ADC =30°位置的过程中,2

3BR C .若两种方式电阻丝上产生的热量相等,则1214

ωω= D .两种方式回路中电动势的有效值之比1122

E E ωω= 【答案】BD

【解析】

【详解】

第一种方式穿过回路的磁通量211sin BR t ωΦ=,所产生的电动势为2111cos e BR t ωω=,在C 沿圆弧移动

到圆心O 的正上方时12t π

ω= ,此时的感应电动势为零,故A 错误;方式一中,在C 从A 点沿圆弧移动到

图中∠ADC =30°位置的过程中,穿过回路磁通量的变化量为23BR ?Φ= 则23BR q r ?Φ==,故B 正确;第二种方式穿回路的磁通量222BR cos t ωΦ= ,所产生的电动势为2222sin e BR t ωω=,则两种方式所产生的正弦交流电动势的有效值之比为1122E E ωω= 故D 正确;两个转动时间满足112221t t ωω= ,且

22121122,E E Q t Q t r r ==若两种方式电阻丝上产生的热量相等,则12

21ωω= ,故C 错误;故选BD 9.如图所示,A 、B 为相同的灯泡,C 为电容器,L 为电感线圈(其直流电阻小于灯泡电阻).下列说法中正

确的有( )

A .闭合开关,

B 立即发光

B .闭合开关,电路稳定后,A 中没有电流

C .电路稳定后,断开开关,B 变得更亮后再熄灭

D .电路稳定后,断开开关,A 中电流立即为零

【答案】AC

【解析】

【详解】

闭合开关S 的瞬时,电容器C 充电,相当于短路;而电感L 阻碍电流的增加,相当于断路,则B 先发光;电路稳定后,电容器充电完毕相当于断路,则A 中有电流,选项A 正确,B 错误;电路稳定后,断开开关,则电感L 与灯泡B 组成新的回路,因电路稳定时L 中的电流大于B 的电流,则断开S 时,B 变得更亮后再熄灭,选项C 正确;电路稳定后,断开开关,由于电容器放电,则A 中电流不会立即为零,选项D 错误;故选AC.

10.如图()a ,在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ,R 在PQ 的右侧.导线PQ 中通有正弦

交流电i ,i 的变化如图()b 所示,规定从Q 到P 为电流正方向.导线框R 中的感应电动势( )

A .在4T t =

时为零 B .在2T t =时改变方向

C .在2T t =时最大,且沿顺时针方向

D .在t T =时最大,且沿顺时针方向 【答案】AC

【解析】

【详解】

本题考查交变电流图象、法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关的知识点.

解析 由图(b )可知,导线PQ 中电流在t =T /4时达到最大值,变化率为零,导线框R 中磁通量变化率为零,根据法拉第电磁感应定律,在t =T /4时导线框中产生的感应电动势为零,选项A 正确;在t=T/2时,导线PQ 中电流图象斜率方向不变,导致导线框R 中磁通量变化率的正负不变,根据楞次定律,所以在t=T/2时,导线框中产生的感应电动势方向不变,选项B 错误;由于在t=T/2时,导线PQ 中电流图象斜率最大,电流变化率最大,导致导线框R 中磁通量变化率最大,根据法拉第电磁感应定律,在t =T /2时导线框中产生的感应电动势最大,由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向,选项C 正确;由楞次定律可判断出在t =T 时感应电动势的方向为逆时针方向,选项D 错误.

11.如图所示,固定平行导轨间有磁感应强度大小为B 、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场,导轨间距为l

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