2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题10 电磁感应

2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题10 电磁感应

‎2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题10 电磁感应 ‎ ‎1. （2020天星调研卷） 17. 如图甲所示，在圆形线框的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里。若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线是 ‎ 图甲 图乙 B 1. A ‎2．（2020天星调研卷）如图所示，PQ、MN是放置在水平面内的光滑导轨，GH是长度为L、电阻为r的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为k。导体棒处在方向向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。图中E是电动势为E，内阻不计的直流电源，电容器的电容为C。闭合开关，待电路稳定后，‎ A．导体棒中电流为 B．轻弹簧的长度增加 C．轻弹簧的长度减少 D．电容器带电量为CR2‎ b a c d F B ‎3．（20分）（2020天星调研卷）水平放置的光滑平行导轨，导轨之间距离L=‎0.2m，轨道平面内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 B=0.5T，完全相同的导体棒ab和cd棒静止在导轨上，如图所示.。现用F=0.2N向右的水平恒力使ab棒由静止开始运动，经t=5s，ab棒的加速度a=‎1.37m/s2。已知导体棒ab和cd的质量均为m=‎0.1kg，电阻均为R=0.5Ω．则：‎ ‎（1）当导体棒ab和cd棒速度差为△v=2m/s时，求回路中的感应电流。‎ ‎（2）求t=5s时ab和cd两棒的速度vab、 vcd。 ‎ ‎（3）导体棒均稳定运动时两棒的速度差 ‎ （3）该题中的“稳定状态”应该是它们的加速度相同，此时两棒速度不相同但保持“相对”稳定，所以整体以稳定的速度差、相同的加速度一起向右做加速运动．‎ 对导体棒ab和cd棒用整体法有：F = 2ma′ （2分）‎ 对cd棒用隔离法有： = ma′（2分）‎ 从而可得稳定时速度差△v=vab-vcd=‎10m/s ． （2分）‎ ‎4. (10分) （2020安徽黄山七校联考）如图所示，M、N为纸面内两平行光滑导轨，间距为L。轻质金属杆a、b可在导轨上左右无摩擦滑动，杆与导轨接触良好，导 轨右端与定值电阻连接。P、Q为平行板器件，两板间距为d，上下两板分别与定值电阻两端相接。两板正中左端边缘有一粒子源始终都有速度为的带正电粒子沿平行于极板的方向进入两板之间。整个装置处于垂直于纸面向外的匀强磁场中。已知轻杆和定值电阻的阻值分别为r和R，其余电阻不计，带电粒子的重力不计，为使粒子沿原入射方向从板间右端射出，则轻杆应沿什么方向运动？速度多大？‎ P Q ‎5. （2020辽宁沈阳二中检测）如图甲所示，相距为L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO′为右边界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直www.ks5u.com导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计. 在距边界OO′也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻r的金属杆ab.‎ ‎（1）若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动‎3L距离，其速度一位移的关系图象如图乙所示（图中所示量为已知量）. 求此过程中电阻R上产生的焦耳热QR及ab 杆在刚要离开磁场时的加速度大小a. www.ks5u.com ‎（2）若ab杆固定在导轨上的初始位置，使匀强磁场保持大小不变，绕OO′轴匀速转动. 若从磁场方向由图示位置开始转过的过程中，电路中产生的焦耳热为Q2. 则磁场转动的角速度ω大小是多少？www.ks5u.com ‎ ‎ ‎5（16分）‎ ‎ （2）磁场旋转时，可等效为矩形闭合电路在匀强磁场中反方向匀速转动，所以闭合电路中产生正弦式电流，感应电动势的峰值（2分）‎ ‎ 有效值 （1分） ‎ ‎ （1分）‎ ‎ 而 （1分）‎ ‎ （1分）‎ ‎6. （2020天星北黄卷）如图所示，宽为L=‎2m、足够长的金属导轨MN和M’N’放在倾角为θ=30°的斜面上，在N和N’之间连有一个1.6Ω的电阻R。在导轨上AA’处放置一根与导轨垂直、质量为m=‎0.8kg的金属滑杆，导轨和滑杆的电阻均不计。用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连，绳与滑杆的连线平行于斜面，开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处（小车可视为质点），滑轮离小车的高度H=‎4.0m。在导轨的NN’和OO’所围的区域存在一个磁感应强度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场，此区域内滑杆和导轨间的动摩擦因数为μ=，此区域外导轨是光滑的（取g =‎10m/s2）。若电动小车沿PS以v=‎1.2m/s的速度匀速前进时，滑杆经d=‎1m的位移由AA’滑到OO’位置。已知滑杆滑到OO’位置时细绳中拉力为10.1N，g取‎10m/s2，求：‎ ‎（1）通过电阻R的电量q；‎ ‎（2）滑杆通过OO’位置时的速度大小；‎ ‎（3）滑杆通过OO’位置时所受的安培力；‎ ‎（4）滑杆通过OO’位置时的加速度。‎ ‎【命题意图】 本题主要考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电流定义、绳端速度分解、安培力、摩擦力、牛顿运动定律等知识点，意在考查考生综合应用知识分析相关问题的的能力。‎ ‎【解题思路】（1）滑杆由AA’滑到OO’的过程中切割磁感线，‎ 产生的平均感应电动势E=△Φ/△t=BLd/△t。（2分）‎ 平均电流I=E/R，（2分）‎ 通过电阻R的电荷量q=I△t ‎ 联立解得q= BLd/R。（2分）‎ 代入数据，可得 q=1.25C。（1分）‎ ‎（4）滑杆通过OO’位置时所受摩擦力 f=μmgcosθ=×0.8×10×/2N=3N。（1分）‎ 由F-mgsinθ-f- F安=ma，解得加速度a=2m/s2。（2分）‎ www.ks5u.com ‎ D θ B U1‎ U2‎ 图16‎ ‎7．(19分)（2020宝鸡质检）‎ 如图16所示，一个质量为kg，电荷量q=+1．0×10‎-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，上极板带正电。金属板长L=‎20cm，两板间距。求：‎ ‎（1）微粒进入偏转电场时的速度是多大? ‎ ‎（2）若微粒射出偏转电场时的偏转角为，则两金属板间的电压U2是多大? ‎ ‎（3）若微粒射出偏转电场又进入一个方向垂直于纸面向里、宽度的匀强磁场区，为使微粒不会由磁场右边界射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大? ‎ ‎（3）带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，微粒不会由磁场右边界射出的临界轨道半径为R，由几何关系知：‎ D θ B U1‎ U2‎ v L ‎ 即： 2分 ‎ 设微粒进入磁场时的速度为v/，则：‎ ‎ 2分 ‎ 由牛顿运动定律及运动学规律：‎ 即有： ， 2分 ‎ 得：B=0.2T 1分 ‎ 若带电粒子不由磁场右边界射出，磁感应强度B至少为0.2T。‎