专题11+电磁感应-新题快递物理之2018全国高三一模和期末新题精选

专题11+电磁感应-新题快递物理之2018全国高三一模和期末新题精选

一、 选择题 ‎1．（2018洛阳一模）为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U，若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），下列说法中正确的是（ ）‎ A．M板电势一定高于N板的电势 ‎ B．污水中离子浓度越高，电压表的示数越大 C．污水流动的速度越大，电压表的示数越大 ‎ D．电压表的示数U与污水流量Q成正比 ‎【参考答案】ACD ‎【命题意图】本题考查电磁流量计、复合场、洛伦兹力、电场力及其相关的知识点。‎ ‎【解法探讨】对于含有正负粒子的离子束垂直磁场方向运动，可利用左手定则判断出正负粒子所受的洛伦兹力方向。正负粒子偏转到磁场两侧的极板上形成电压U，若粒子直线通过匀强磁场区域，则有qvB=qU/d，解得由于正负离子偏转到极板上形成的电压U=Bdv。‎ ‎2．（2018贵阳期末）如图甲所示．在同一平面内有两个绝缘金属细圆环A、 B,两环重叠部分的面积为圆环A面积的一半，圆环B中电流i随时间t的变化关系如图乙所示，以甲图圆环B中所示的电流方向为负，则A环中 A．没有感应电流 B．有逆时针方向的感应电流 C．有顺时针方向的感应电流 D．感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向 ‎【参考答案】B ‎【命题意图】本题考查电磁感应、楞次定律及其相关的知识点。‎ ‎3.（2018洛阳一模）如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0～t2时间(　　)‎ A．电容器C的电荷量大小始终没变 B．电容器C的a板先带正电后带负电 C．MN所受安培力的大小始终没变 D．MN所受安培力的方向先向右后向左 ‎【参考答案】AD ‎【命题意图】本题考查电磁感应、磁感应强度随时间变化的图线、含电容器电路及其相关的知识点。‎ ‎【解题思路】由图乙可知，回路内磁感应强度变化率不变，根据法拉第电磁感应定律，E=S，为恒定值，电容器C两端的电压值不变，根据C=Q/U可知，电容器C的电荷量大小始终没变，选项A正确B错误；根据闭合电路欧姆定律，MN中电流恒定不变，由于磁感应强度B变化，MN所受安培力的大小变化，选项C错误；利用楞次定律可判断出MN中感应电流的方向为从M到N，根据左手定则，MN所受安培力的方向为先向右后向左，选项D正确。‎ 二．计算题 ‎1．(12分) （2018洛阳一模）如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L＝1 m，导轨间连接的定值电阻R＝3 Ω，导轨上放一质量为m＝0.1 kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r＝1 Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝1 T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g取10 m/s2。现让金属杆从AB水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响，求：‎ ‎(1)金属杆的最大速度；‎ ‎(2)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝0.6 J，此时金属棒下落的高度为多少？‎ ‎(3)达到最大速度后,为使ab棒中不产生感应电流，从该时刻开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？推导这种情况下B与t的关系式．‎ ‎【命题意图】本题考查电磁感应、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、能量守恒定律、平衡条件、安培力及其相关的知识点。‎ ‎②③④联立解得： ⑤………… … （2分）‎ ‎①⑤联立解得：＝4 m/s ………………………… （1分）‎ ‎(2)电路中产生的总焦耳热： …… （1分） ‎ 由能量守恒得 ‎ ………………………… （2分） ‎ 联立解得：h＝1.6 m ………………………… （1分） ‎ ‎2.（2018贵阳期末） 如图所示，两光滑平行金属导轨置于水平面（纸面）内，轨道间距为l，左端连有阻值为R的电阻，一金属杆置于导轨上静止，金属杆右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场区域，现给金属杆施加一水平向右的恒力，使其进入磁场区域做初速度为零的变加速直线运动，到达图中虚线位置（仍在磁场中）时速度达到最大，最大值为，金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好，除左端所连电阻外，其他电阻忽略不计．求：‎ ‎(1)给金属杆施加的水平向右恒力的大小； ‎ ‎(2)金属杆达到最大速度时，电阻R的热功率。‎ ‎【命题意图】本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力、平衡条件、热功率及其相关的知识点。‎ ‎【解题思路】解：（1）当安培力等于水平恒力 F 时速度为最大，设此时的电流为 I，则 F=F安 1 分 F安=BIl 1 分 ‎ 1 分 ‎ 1 分 联立解得：F= 1 分 ‎(2) 设金属杆达到最大速度时，电阻 R 的热功率为 P，则 P=I2R 2 分 联立解得：P=‎ ‎3.（2018上海黄浦期末）如图，两根足够长且平行的金属杆制成光滑金属导轨，导轨平面与水平面成α角，导轨宽为L，电阻忽略不计。空间有一足够大、与导轨所在平面垂直的匀强磁场。开始时导轨顶端接一不计内阻的稳压电源，电动势为E，如图（a）所示。导体棒P垂直于导轨放置并始终与导轨接触良好，P的质量为m、电阻为R。‎ ‎（1）释放P，它恰能静止在导轨上，求匀强磁场的磁感应强度的大小与方向；‎ ‎（2）若去掉稳压电源，用一根不计电阻的导线连接两根导轨的顶端，如图（b）。再次由静止释放导体棒P ‎。请通过分析，从速度、加速度的角度描述导体棒的运动；‎ ‎（3）设导轨顶端接稳压电源时，通过静止导体棒的电流为I1；顶端接导线时，导体棒运动时其中的电流会无限逼近I2。请讨论I1、I2的大小分别由哪些因素决定。‎ ‎【名师解析】‎ ‎（1）（4分）根据闭合电路欧姆定律有： I= （1分）‎ P静止在光滑的导轨上，受到重力、斜面弹力和安培力作用，其中安培力与重力沿斜面方向的分力为一对平衡力。有： mgsinα=F安=BIL （1分）‎ 由以上二式可得： B= （1分）‎ 根据左手定则，可以判定匀强磁场的磁感应强度的方向为垂直于斜面向下。（1分）‎ 所以，导体棒做加速度减小的加速度运动；加速度的大小从gsinα 开始减小，最后趋近于零；速度的大小从0开始逐渐增大，最后趋近于 ‎ ‎（3）（5分）I1是由稳恒电源在闭合回路中产生的电流，I1=，所以它的大小由稳恒电源的电动势E和电路中的总电阻R决定。（2分）‎ 导体棒切割磁感线产生感应电动势在闭合回路中产生的电流，I== 当速度v趋近于时，导体棒中的电流趋近于I2=，所以I2的大小由导体棒的质量m、斜面倾角α、磁感应强度B和轨道宽度L共同决定。（3分）‎ ‎4．（10分）‎ ‎（2018北京朝阳期末）电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为θ。一条形磁铁滑入两铝条间，恰好以速度v0匀速下滑，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动、铝条相对磁铁运动相同。磁铁端面是底边为2d，高为d的长方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，铝条的高度大于d，宽度为b，电阻率为ρ。为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为g。‎ ‎（1）求一侧铝条中与磁铁正对部分的感应电动势E；‎ ‎（2）求条形磁铁的质量m；‎ ‎（3）在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度（）为的铝条，磁铁仍以速度v0进入铝条间，请在图2中定性画出磁铁速度v随时间t变化关系的图线（规定沿斜面向下为正方向）。‎ 图2‎ 根据牛顿第三定律有，一侧铝条对磁铁的作用力，此力阻碍磁铁的运动，方向沿斜面向上。取磁铁为研究对象，根据牛顿第二定律 ‎ ‎ 所以…………………（5分）‎ ‎（3）磁铁速度v随时间t变化关系的图线如图所示……………………………（3分）‎ ‎ ‎