2020高考物理 高考频点模拟题精选分类解析39 电磁感应与电路

2020高考物理 高考频点模拟题精选分类解析39 电磁感应与电路

高考物理高频考点2020模拟题精选分类解析 高频考点39 电磁感应与电路 ‎ ‎14．（2020年3月河南焦作一模）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为L=1m，cd间、de间、cf间分别接着阻值为R=10Ω的电阻。一阻值为R=10Ω的导体棒ab以速度v=‎4m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场。下列说法中正确的是 A. 导体棒ab中电流的流向为由b到a B. cd两端的电压为1 V C. de两端的电压为1 V D. fe两端的电压为1 V ‎14.答案：BD解析：导体棒ab以速度v=‎4m/s匀速向左运动，由右手定则可判断出导体棒ab中电流的流向为由a到b，选项A错误；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势E=BLv=2V，感应电流I=E/2R=0.1A，cd两端的电压为U1=IR=1 V，选项B正确；由于de间没有电流，cf间没有电流，de两端的电压为零，fe两端的电压为1V，选项C错误D正确。‎ ‎1．（2020年5月湖北武汉模拟）如图所示是圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则：‎ A．由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流 B．回路中感应电流大小不变，为 C．回路中感应电流方向不变，为C→D→R→C D．回路中有周期性变化的感应电流 ‎1.答案：BC解析：把铜盘看作闭合回路的一部分，在穿过铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，选项A错误；铜盘切割磁感线产生感应电动势为E=BL2ω，根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流I=E/R=，由右手定则可判断出感应电流方向为C→D→R→C，选项BC正确D错误。‎ ‎15．（2020年3月江西省六校联考）粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框原先整个置于有界匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框沿四个不同方向以相同速率v匀速平移出磁场，如图所示，线框移出磁场的整个过程（　　　）‎ Ａ.四种情况下ａｂ两端的电势差都相同 Ｂ.①图中流过线框的电量与ｖ的大小无关 Ｃ.②图中线框的电功率与ｖ的大小成正比 Ｄ.③图中磁场力对线框做的功与成正比 ‎15.答案：B解析：由法拉第电磁感应定律E=△Ф/△t，闭合电路欧姆定律I=E/R，‎ ‎18.（20分）（2020年3月福州质检）如图所示，固定在水平桌面上平行光滑金属导轨cd、eg之间的距离为L，d、e两点接一个阻值为R的定值电阻，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中（磁场范围足够大）。有一垂直放在导轨上的金属杆ab。其质量为m、电阻值为r。在平行导轨的水平拉力F的作用下做初速度为零的匀加速直线运动，F随时间变化规律为F=F0+kt。其中F0和k为已知的常量。经过t0时间撤去拉力F，轨道电阻不计。求：‎ ‎（1）t0时金属杆速度的大小v0；‎ ‎（2）磁感应强度的大小B；‎ ‎（3）t0之后金属杆ab运动速度大小v随位移大小x变化满足：v=v0-x，试求撤去拉力F到金属杆静止时通过电阻R的电荷量q。‎ ‎18．（20分）‎ 解：（1）金属杆的加速度大小为，时刻速度大小为，电流为，则 ‎（2）由⑤得 ⑧（2分）‎ 把⑥代入得 ⑨（2分）‎ ‎（3）金属杆从撤去拉力F到静止时通过的距离满足 点评：此题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律、安培力、牛顿运动定律、及其相关知识。‎ ‎21．（15分）（2020年3月江苏省苏北四星级高中联考）如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L＝‎1m，导轨平面与水平面成＝30°角，上端连接的电阻．质量为m＝‎0.2kg、阻值的金属棒ab放在两导轨上，与导轨垂直并接触良好，距离导轨最上端d＝‎4m，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向上．‎ ‎⑴若磁感应强度B=0.5T，将金属棒释放,求金属棒匀速下滑时电阻R两端的电压；‎ ‎⑵若磁感应强度的大小与时间成正比，在外力作用下ab棒保持静止，当t＝2s时外力恰好为零.求ab棒的热功率；‎ ‎⑶若磁感应强度随时间变化的规律是，在平行于导轨平面的外力F作用下ab棒保持静止，求此外力F的大小范围.‎ ‎21．（15分）解题思路：由平衡条件、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及其相关知识列方程解答。‎ 解：（1）金属棒匀速下滑时， (2分)‎ ‎ (1分)‎ ‎ (1分)‎ 解得: (1分)‎ ‎8.（2020广州汕头二模）如图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻．一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上．在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B．对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动．不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力．求：‎ ‎（1）导轨对杆ab的阻力大小f．‎ ‎（2）杆ab中通过的电流及其方向．‎ ‎（3）导轨左端所接电阻的阻值R．‎ ‎8.解析：（1）杆进入磁场前做匀加速运动，有 ‎ ①（2分）‎ ‎ ②（2分）‎ 解得导轨对杆的阻力 ‎ ③（2分）‎ ‎（2）杆进入磁场后做匀速运动，有 ‎ ④（2分）‎ 杆ab所受的安培力 ‎ ⑤（1分）‎ 解得杆ab中通过的电流 ‎ ⑥（2分）‎ 杆中的电流方向自a流向b ⑦（2分）‎ ‎（3）杆产生的感应电动势 ‎ ⑧（1分）‎ 杆中的感应电流 ‎ ⑨（2分）‎ 解得导轨左端所接电阻阻值 ‎ ⑩（2分）‎ B A C D E F h L ‎8．(13分) （2020年4月上海闵行区调研）如图所示，水平方向有界匀强磁场的高度h=‎1m、磁感应强度B=T。竖直放置的“日”字型闭合导体线框ABFE，宽L=‎1m，质量m=‎‎0.25kg ‎，AC、CE的长度都大于h，AB边的电阻、CD边的电阻、EF边的电阻，其余电阻不计。线框由静止下落，AB边进入磁场时恰能匀速运动，不计空气阻力，g取‎10m/s2。求：‎ ‎（1）开始下落时，线框AB边离磁场上边界的高度h1为多少？‎ ‎（2）若线框CD边刚进入磁场时也做匀速运动，AB边与CD边的距离h2为多少？‎ ‎（3）在满足(1)(2)前提下,若线框EF边刚进磁场时也做匀速运动，则从开始下落到EF边离开磁场过程中，线框中产生的焦耳热Q为多少？‎ ‎8.解：（1）AB边匀速进磁场，设速度为 ‎ (4分)‎ ‎（2）CD边匀速进磁场，设速度为 ‎ （5分）‎ ‎（3）EF边匀速进磁场，设速度为 ‎ （4分）‎ ‎（3）另解： 只有AB边、CD边、EF边在磁场中运动时，线框中才产生热量，现在三个边在磁场中均做匀速运动， （2分）‎ 所以： ‎ R h0‎ L L ‎2‎ ‎1‎ ‎7.（20分）如图所示，竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L=‎0.5m，上方连接一个阻值R=1Ω的定值电阻，虚线下方的区域内存在垂直纸面向里的磁感应强度B=2T的匀强磁场。完全相同的两根金属杆1和2靠在导轨上，金属杆长与导轨等宽且与导轨接触良好，电阻均为r =0.5Ω。将金属杆1固定在磁场的上边缘（仍在此磁场内），金属杆2从磁场边界上方h0=‎0.8m处由静止释放，进入磁场后恰作匀速运动。（g取‎10m/s2）求：‎ ‎（1）金属杆的质量m；‎ ‎（2）若金属杆2从磁场边界上方h1=‎0.2m处由静止释放，进入磁场下落一段距离后做匀速运动。在金属杆2加速的过程中整个回路产生了1.4J的电热。求此过程中流过电阻R的电荷量q；‎ ‎（3）若金属杆2仍然从磁场边界上方h1=‎0.2m处由静止释放，在金属杆2进入磁场的同时释放金属杆1，试求两根金属杆各自的最大速度。‎ ‎7．（20分）解析：‎ ‎（1）金属杆2进入磁场前做自由落体运动，进入磁场的速度 v金属杆2进入磁场后切割磁感线，回路中产生感应电流，有 EBLvmgBILmhhmghhQh金属杆2进入磁场到匀速运动的过程中 qv金属杆2进入磁场同时释放金属杆1后，回路中有感应电流，两杆都受安培力和重力，且受力情况相同，都向下做加速运动，随速度增大，感应电流增大，安培力增大，直到安培力和重力相等时，速度达到最大。‎ 金属杆1和2产生的感应电动势为E1=BLv1，E2=BLv2‎ 达到最大速度时杆的重力等于安培力，mg=BIL 整理得到：v1+ v2=‎ 代入数据得v1+ v2=‎4 m/s……………… ①‎ ‎6.（19分）（2020年5月吉林市质检）如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m，导轨平面与水平面夹角，导轨电阻不计。磁感应强度为B1=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L=1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m1=2kg、电阻为R1=1Ω。两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为d=0.5m，定值电阻为R2=3Ω，现闭合开关S并将金属棒由静止释放，重力加速度为g=10m/s2，求：‎ ‎（1）金属棒下滑的最大速度为多大？‎ ‎（2）当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率P为多少？‎ ‎（3）当金属棒稳定下滑时，在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2=3T，在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m2=3×10—‎4kg、带电量为q=－1×10‎‎-4C 的液滴以初速度v水平向左射入两板间，该液滴可视为质点。要使带电粒子能从金属板间射出，初速度v应满足什么条件？‎ ‎6．（19分）解析：‎ 用其它方法解的只要过程和结果正确就给满分 ‎（3）金属棒下滑稳定时，两板间电压U=IR2=15V(1分)‎ 因为液滴在两板间有（2分）‎ 所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动，‎ 当液滴恰从上板左端边缘射出时：（2分）‎ 所以v1 = 0.5m/s.（1分）‎ 当液滴恰从上板右侧边缘射出时：（2分）‎ 所以v2 = 0.25m/s.（1分）‎ 初速度v应满足的条件是：v≤0.25m/s.或v≥0.5m/s（2分）‎ ‎8．（18分）（2020年5月江西上饶二模）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距ｌｍ， 导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0．2ｋg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0．25．‎ ‎（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；‎ ‎（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8Ｗ，求该速度的大小；‎ ‎（3）在上问中，若R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．‎ ‎（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）‎ ‎8．（18分）解析：‎ ‎（1）金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律 ‎ ⑥（2分）‎ P＝I2R ⑦（2分）‎ 由⑥、⑦两式解得 ⑧（2分）‎ 磁场方向垂直导轨平面向上（2分）‎ 第15题 ‎26．（16分）（2020南京一模）如图所示，光滑水平面上有正方形线框，边长为L、电阻为R、质量为m。虚线和之间有一竖直向上的匀强磁场，磁感应强为B，宽度为H，且H＞L。线框在恒力作用下开始向磁场区域运动，边运动S后进入磁场，边进入磁场前某时刻，线框已经达到平衡状态。当边开始离开磁场时，撤去恒力，重新施加外力 ‎，使得线框做加速度大小为的匀减速运动，最终离开磁场。‎ ‎（1）边刚进入磁场时两端的电势差；‎ ‎（2）边从进入磁场到这个过程中安培力做的总功；‎ ‎（3）写出线框离开磁场的过程中，随时间变化的关系式。‎ ‎26．(16分)‎ 解析：（1）线圈进入磁场前……………（1分）‎ ‎…………………………………………………（1分）‎ ‎……………………………………（1分）‎ ‎…………………………………（1分）‎ cd边进入磁场时产生的感应电动势 ‎（3）平衡后到开始离开磁场时，设线圈开始离开磁场时速度为  ‎……………………（2分）‎ 此时的安培力…………………………（1分）‎ 所以，离开磁场时……………（1分）‎ ‎……（1分）‎ 代入得 …（1分）‎ ‎27．（浙江省2020年2月四校联考）如图所示，水平设置的三条光滑平行金属导轨、、位于同一水平面上，与、与相距均为=1m，导轨间横跨一质量为=1kg的金属棒MN，棒与三条导轨垂直，且始终接触良好。棒的电阻=2Ω，导轨的电阻忽略不计。在导轨间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动。试求：‎ ‎（1）若施加的水平恒力F=8N，则金属棒达到稳定时速度为多大？‎ V L M N F B a b c d d ‎（2）若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5m/s，则水平外力的功率为多大？此时电压表读数为多少？‎ ‎（3）若施加的水平外力使棒MN由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，且经历=1s时间，灯泡中产生的热量为12J，试求此过程中外力做了多少功？‎ ‎27．解析（20分）：（1）设金属棒稳定时速度为v1，有： F-F安=0 ‎ ‎（1分）‎ ‎（3）设小灯泡和金属棒产生的热量分别为Q1，Q2，有 Q1∶Q2=R∶r/2=2∶1 （1分）‎ 解得：Q总=18J。 （1分）‎ 由功能关系得： （2分）‎ v=at， （1分）‎ 解得：WF=20J。 （1分）‎