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文檔簡介
\\五年真題(202L2025)
與題09電磁感成
(五年考情?探規(guī)律)
考點五年考情(2021-2025)命題趨勢
考點1法拉第命題逐漸引入非線性元件的數(shù)學(xué)化處
2021、2022、2023
電磁感應(yīng)定律理,如通過二極管的伏安特性曲線分析非
理想電路的動態(tài)響應(yīng),結(jié)合分段函數(shù)思想
i一算不同電壓區(qū)間的電流分布。實驗探究
方面,常設(shè)計驗證法拉第電磁感應(yīng)定律的
數(shù)字化實驗,利用電壓傳感器測量U-I曲
線,結(jié)合線性擬合方法求解電源電動勢與
內(nèi)阻并評估系統(tǒng)誤差,體現(xiàn)理論與實證的
深度融合。
能力要求上,突出數(shù)學(xué)工具的工程化
應(yīng)用與邏輯推理的嚴(yán)謹(jǐn)性??忌枋炀氝\
用導(dǎo)數(shù)分析瞬時電動勢的變化率,或通過
考點2法拉第積分計算非勻強磁場中的磁通量變化量;
電磁感應(yīng)定律2022、2023剖分試題引入有限差分法,如通過分段線
的應(yīng)用性擬合處理復(fù)雜電路中的暫態(tài)過程。實驗
設(shè)計能力的考查力度顯著增強,例如設(shè)計
測量半導(dǎo)體熱敏電阻溫度系數(shù)的實驗方案
時,需綜合考慮溫控系統(tǒng)精度、電路結(jié)構(gòu)
優(yōu)化與數(shù)據(jù)修正方法。部分試題還引入多
維度動態(tài)建模能力,如通過“場-路-
能”轉(zhuǎn)化鏈分析智能電網(wǎng)中的咬率分配問
題,或利用傅里葉變換簡化周期性交變電
流的諧波分析,全面檢驗考生對物理規(guī)律
的遷移能力與創(chuàng)新應(yīng)用水平。
(:五年真題?分點精準(zhǔn)練)
考點01法拉第電磁感應(yīng)定律
1.(2023?重慶?高考)某小組設(shè)計了一種呼吸監(jiān)測方案:在人身上纏繞彈性金屬線圈,觀察人呼吸時處于
勻強磁場中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓,了解人的呼吸狀況。如圖所示,線圈P的匝數(shù)為M磁場的磁
感應(yīng)強度大小為4,方向與線圈軸線的夾角為伍若某次吸氣時,在/時間內(nèi)每匝線圈面積漕加了S,則
線圈P在該時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢為()
*NBScoaO
A.--------
cBSsinO口BScosf)
C.--------Lz?
【答案】A
【詳解】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有聲喏=小3斗一
故選A。
2.(2022?重慶?高考)某同學(xué)以金屬戒指為研究對象,探究金屬物品在變化磁場中的熱效應(yīng)。如圖所示,
戒指可視為周氏為〃橫截面積為S、電阻率為9的單匝圓形線圈,放置在勻強磁場中,磁感應(yīng)強度方向
垂直于戒指平面。若磁感應(yīng)強度大小在加時間內(nèi)從。均勻增加到區(qū),求:
(I)戒指中的感應(yīng)電動勢和電流:
(2)戒指中電流的熱功率。
【答案】(1)E=^,4生;
4即A/
【詳解】(1)設(shè)戒指的半徑為廣,則有L=24磁感應(yīng)強度大小在加時間內(nèi)從。均勻增加到斗,產(chǎn)生的
感應(yīng)電動勢為七=,冗/可得七=絆戒指的電阻為/?=儀則戒指中的感應(yīng)電流為/=白”
加4*加SR4印&
(2)戒指中電流的熱功率為P=FR=呼:,
l&r勿(A//
3.(2021?重慶?高考)某眼動儀可以根據(jù)其微型線圈在磁場中隨眼球運動時所產(chǎn)生的電流來追蹤眼球的運
動。若該眼動儀線圈面積為S,匝數(shù)為M處于磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中,線圈平面最初平行于磁
場,經(jīng)過時間/后線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為。處,則在這段時間內(nèi),線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電
動勢的大小和感應(yīng)電流的方向(從左往右看)為()
ANBSstnf)*
A.--------,逆時針
C.坐包匕順時針
【答案】A
【詳解】經(jīng)過時間,,面積為S的線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為。處,磁通量變化為A①=8Ssin。
由法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小為后"芋=竺吧由楞次定律可判斷出感
zI
應(yīng)電流方向為逆時針方向。
故選A。
考點02法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用
4.(2023?重慶?高考)如圖所示,馬水平面夾角為0的絕緣斜面上固定有光滑U型金屬導(dǎo)軌。質(zhì)量為〃?、電
阻不可忽略的導(dǎo)體桿MN沿導(dǎo)軌向下運動,以大小為v的速度進入方向垂直于導(dǎo)軌平面向二的勻強磁場
區(qū)域,在磁場中運動一段時間/后,速度大小變?yōu)?%運動過程中桿與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,導(dǎo)軌的電
阻忽略不計,重力加速度為桿在磁場中運動的此段時間內(nèi)()
A.流過桿的感應(yīng)電流方向從N到M
B.桿沿軌道下滑的距離為海
C.流過桿感應(yīng)電流的平均電功率等于重力的平均功率
D.桿所受安培力的沖量大小為mgts\n0-mv
【答案】D
【詳解】A.根據(jù)右手定則,判斷知流過桿的感應(yīng)電流方向從/到N,故A錯誤;
故選c。
1年模擬?精選模考題
1.(2025?重慶一中?三模)如圖所示,三根完全相同的電阻絲一端連在一起并固定在轉(zhuǎn)軸。二,另一端分
別固定于導(dǎo)體圓環(huán)上的力、C、。點,并互成120。角,導(dǎo)體圓環(huán)的電阻不計。轉(zhuǎn)軸的右側(cè)空間有垂直于
紙面向里的勻強磁場,范圍足夠大,現(xiàn)讓圓環(huán)繞轉(zhuǎn)軸。順時計勻速轉(zhuǎn)動,在連續(xù)轉(zhuǎn)動的過程中,下列說
法正確的是()
XXXXX
XXX\XX
XXXx\x
XXX
XXXXX
A.A點的電勢可能低于。點的電勢
B.流過04的電流方向始終不變
C.流過04的電流大小始終不變
D.流過。月的電流大小有2人不同值
【答案】D
【詳解】A.當(dāng)04在磁場中時,力為電源正極,0為電源負(fù)極,力點的電勢高于。點的電勢,當(dāng)。力在
磁場外時,電流從4到。,4點的電勢高于。點的電勢,故A錯誤;
B.當(dāng)04在磁場中時,根據(jù)右手定則可知,電流從。到兒當(dāng)6M在磁場外時,電流從力到O,故B
錯誤;
CD.如圖所示
對于連續(xù)轉(zhuǎn)動的不同時刻,電路有兩種不同情形,圖甲為只有一根電阻絲在磁場中的情形,圖乙為兩根
電阻絲在磁場中的情形。兩電路中的電動勢相同,總電阻相同,所以總電流相同,但流過圖甲中的一個
電阻和圖乙中的一個電源的電流均為總電流的一半,故流過。月中的電流大小有兩個不同值,故C錯誤,
D正確。
故選Do
2.(2025?重慶育才中學(xué)?二模)如題圖甲所示,整個空間有豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為心
兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平固定放置,間距為,左端連接阻值為及的定值電阻。一質(zhì)量為,〃
的金屬桿垂直放置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌和金屬桿電阻不計。金屬桿與質(zhì)量為川的重物用絕
緣細(xì)線繞過定滑輪連接,左邊細(xì)線與導(dǎo)軌平行。金屬桿的圖像如圖乙所示,片r時剪斷細(xì)線,t=2T
B.o?r過程中電阻及上產(chǎn)生的熱量為得察
C.卜27過程中通過電阻/?的電荷量為寤
D.從片0開始金屬桿的最大位移大小為黑+禁
B山iri.
【答案】ACD
【詳解】AB.設(shè)金屬桿勻速運動時的速度為%,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流/。=3=等受到
的安培力尸=81也=牛由于物體勻速運動,故后7〃g解得功=黑電阻R產(chǎn)生的熱量。尸/初7=甯金
屬桿移動的位移占=%7=詈誨/=27時,由于速度減半,電動勢減半,電流減半,安培力減些,金屬桿的
加速度大小為f,故A正確,B錯誤;
CD.27過程中,對金屬棒運用動量定理-8〃片〃?〃叫其中,=7/解得%喏;從剪斷繩子到停
止運動,對金屬棒運用動量定理-87ZJ=O-"”O(jiān)其中9=%="=斗=怨~一得必=故金屬桿最大位移
AnnnL
大小為%1=勺+、2=鬻?+方各故CD止確;
故選ACD。
3.(2025?重慶南開中學(xué)?質(zhì)檢八)如圖甲所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上,勻強磁
場垂直于導(dǎo)軌平面向下,導(dǎo)軌電阻不計,其左側(cè)接阻值R=12C的定值電阻。質(zhì)量m=lkg,限值色=6。的
金屬桿46置于軌道上,與軌道垂直且接觸良好,桿受到水立拉力戶的作用,力/隨時間;變化的圖像
如圖乙所示。桿由靜止開始做勻加速直線運動,片2s時撤去凡關(guān)于桿從靜止開始的整個運動過程,下
列說法正確的是()
A.金屬桿做勻加速運動的加速度大小為2m*B.整個過程金屬桿的位移為8m
C.整個過程金屬桿產(chǎn)生的熱量為午JD.整個過程通過定值電阻的電量為2c
【答案】AD
【來源】2025屆重慶市南開中學(xué)高三下學(xué)期5月質(zhì)量檢測(八)物理試卷
【詳解】A.金屬桿由靜止做勻加速直線運動,故有F-BIL=ma又1=下一~,E=BLv求得QU—,+ma結(jié)
K\^A2K|十?2
合圖像知a=2m/s2,BL=3T-m故A正確;
B.撤去產(chǎn)前,金屬桿的位移產(chǎn)=4m速度v=M=4m/s撤去產(chǎn)后在一段極短的時間對金屬桿由
動量定理有-8〃加=/必丫其中/=/-,E=BLV得-乎4=〃⑶撤去產(chǎn)后?直到金屬桿停止運動的過程,
將上式兩邊求和得->3=/〃(0-)解得x)=8m故整個過程桿的位移為尸X1+x)=12m故B錯誤;
陽一卅2
D.整個過程磁通量變化量AgEkbeWb又qd,7=一,E=—得故D正確:
1K[+&IR\+R218
C.由于盧所以,整個過程金屬桿產(chǎn)生的熱量為b做功的g若尸始終為最大值4N,其做功為
n?33
g&i=16J
金屬桿產(chǎn)生的熱量為中J,故整個過程金屬桿產(chǎn)生的熱量小于?,故C錯誤。
故選ADo
4.(2025-重慶八中-全真???電磁俘能器可利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)發(fā)電,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示。把〃匝
邊長為L的正方形線圈豎直固定在裝置上。永磁鐵可隨裝置一起上下振動,旦振動時磁場分界線不會離
開線圈。圖乙為某時刻線圈位置與磁場分布圖,此時磁場分界線恰好把線框平分為上下兩部分,分界線
L
A.圖乙時刻穿過線圈的磁通量0
B.永磁鐵上升得越高,線圈中感應(yīng)電動勢越大
C.圖乙中當(dāng)永磁鐵相對線圈上升時,線圈中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向
D.圖乙中當(dāng)磁鐵相對于線圈的速度大小為n時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為〃8小
【答案】AC
【詳解】A.圖乙時刻穿過線圈的磁通量為①=8三-6二=0,故A正確;
B.永磁鐵上升得越快,磁通量變化得越快,線圈中感應(yīng)電動勢越大,故永磁鐵上升得越高,線圈中感
應(yīng)電動勢不一定越大,故B錯誤;
C.磁鐵相對線圈上升時,線圈相對磁場向下運動,根據(jù)楞次定律和安培定則,則圖乙中感應(yīng)電流的方
向為逆時針方向,故C正確;
D.當(dāng)磁鐵相對于線圈的速度大小為丫時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為2〃4”,故D錯誤。
故選ACo
5.(2025?重慶九龍坡?二模)如圖所示是一裝置的俯視圖,電阻不計的、足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌由和
EFGH對稱固定在同一絕緣水平面內(nèi),窄處48與"'間距為乙,寬處CD和GH間距為3心金屬直
棒6始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,兩棒長度均為北、電阻均為R,a棒質(zhì)量為6、b棒質(zhì)量為2加。
整個系統(tǒng)處于豎直向下、磁感應(yīng)強度為3的勻強磁場中。初始時棒靜止于寬軌上某位置,。棒從窄軌
上某位置以初速度均向右運動,且a棒距窄軌右端足夠遠。下列說法正確的是()
XXXx(XXX°x
X.XXXXX~~X
A___________D
xx-
X£^<_-X~xp
XXXXGXxx//x
A.。棒剛開始運動時回路中感應(yīng)電流方向為順時針
B.經(jīng)過足夠長的時間,4、8棒的速度相等
C.整個過程中通過。棒的電荷量為需
1\DL
D.整個過程中a棒產(chǎn)生的焦耳熱為萼
44
【答案】ACD
【來源】2025屆重慶市九龍坡區(qū)高三下學(xué)期二模物理試題
【詳解】A.根據(jù)右手定則,a棒向右切割磁感線,磁場方向豎直向卜,可判斷出〃棒中感應(yīng)電流方向
為由月到底整個回路中感應(yīng)電流方向為順時針,故A正確;
B.a棒進入窄軌后,設(shè)經(jīng)過足夠長時間,。棒速度為修,力棒速度為嶺。最終回路中磁通量不變,感應(yīng)
電流為0,即出八2可得力=3>所以。、b棒速度不相等,故B錯誤:
C.對a棒,根據(jù)動量定理-初/=〃八,]-〃巾o其中7是平均電流./是時間,則夕=7/所以-"7=〃八,|-利丫0對
b棒由x3Lt=2〃n>2HP3BLq=2mv2最終回路中磁通量不變,感應(yīng)電流為0,此時5”=8*3£吟即片=3也解
得看需所以整個過程中通過〃棒的電荷量為翟,故C正確;
11oL11DL
D.根據(jù)能量守恒,整個回路產(chǎn)生的焦耳熱0=)汨-/把匕也代入可得。=胃
窄軌道上有效電阻為%寬軌道上電阻為A,根據(jù)焦耳定律6=/2府,兩棒電流相等,時間相同,所以a
棒產(chǎn)生的焦耳熱&=:0=誓故D正確。
故選ACDo
6.(2025?重慶?高考模擬調(diào)研)如圖所示,水平面內(nèi)固定一間距L=lm、電阻不計且足夠長的光滑平行金屬
導(dǎo)軌,整個導(dǎo)軌處于豎直向下、磁感應(yīng)強度大小8=1T的勻強磁場中。兩根相距很遠且長度也為乙=lm
的細(xì)直金屬桿。、b靜置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,。、質(zhì)量均為1kg、電阻均為1Q。片0時
亥IJ,給a一水平向右、大小vo=K)ni/s的初速度,第1s末人的速度大小為3.2m/s,第Is內(nèi)8的位移為1.8m。
不計空氣阻力,則()
X“XXXXXX4XX
XXXXXXXXX
—?%B
XXXXXXXXX
XXXXXXXXX
A.第1s末,Q的速度大小為6.8m/s
B.第Is內(nèi),。、匕的位移之比為32:9
C.第1s內(nèi),。、b的間距減小了6.4m
D.第Is內(nèi),??朔才嗔ψ龅墓Φ扔谙到y(tǒng)的發(fā)熱量
【答案】AC
【詳解】A.6組成的系統(tǒng)動量守恒M%=加W+好7>已知glOm/s,第Is末b的速度大小吵為3.2m/s,
解得第1s末Q的速度大小w=6.8m/s,故A正確;
BC.根據(jù)題意,對方由動量定理有點〃△片切心又用=黑=^^整理可得使7AP*加=加以解
得與F=6.4m又Xb=L8m得xa=8.2m故.%*=821.8=41:9,故B錯誤,C正確;
D.由能量守恒定律,第1s內(nèi),??朔才嗔ψ龅墓Φ扔谙到y(tǒng)的發(fā)熱量和力的動能增加量,故D錯誤。
故選ACo
7.(2025?重慶南開中學(xué)-第七次模擬預(yù)測)如圖所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水
平地面上,導(dǎo)軌MN上有一電鍵K,導(dǎo)軌MN、PQ間有磁感應(yīng)強度為4的豎直向下的勻強磁場,導(dǎo)軌
間距為3d?,F(xiàn)有一間距為"、電容為C的平行金屬板(厚度不計)電容器,兩金屬板間用一絕緣細(xì)桿連
按并固定,金屬板兩側(cè)用金屬桿從。垂直相迷,它們總質(zhì)量為〃?,并垂直于導(dǎo)軌靜置于電鍵K左端的
導(dǎo)軌上;電鍵K右端的導(dǎo)軌上垂直放置另一質(zhì)量為m的金屬桿a。若電容器的帶電最為刖,閉合電鍵K,
當(dāng)整個系統(tǒng)達到穩(wěn)定后(桿均未經(jīng)過電鍵K)()
N
XbXXXXXXX
a
C看xXXXXXX
xjxXXXXXX
c
XXXXXXXX
~p~~Q
A.電容器最終帶電量為流力
B.電容器最終帶電量為
C.金屬桿。的最終速度為:
D.金屬桿。的最終速度為一^
m+BCW-
【答案】BD
【詳解】由動量定理,對。有8(3,/)(q()-q)=〃7%-0對8、。及電容器系統(tǒng)有8(2</)(<70-9)=”h-0又因
行。山(3心》8(2辦總聯(lián)立解之得片察簿,然故選BD。
8.(2025?聿慶名校聯(lián)盟?3月考)如圖所示,間距41m的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、P。固定在水平面內(nèi),
垂直于導(dǎo)軌的虛線48的左、右兩側(cè)存在垂直于導(dǎo)軌平面向二的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小分別為
4/=0.5T、&=1T,質(zhì)量〃〃=lkg、阻值H/=1.5Q的金屬棒a靜止在虛線AB左側(cè)足夠遠的位置,質(zhì)量〃LIkg、
阻值&=0.5。的金屬棒匕靜止在虛線43的右側(cè),()時刻,金屬棒。以初速度丫片2m/s、金屬棒人以初速
度2"尸4mzs沿導(dǎo)軌運動,,時刻,金屬棒b達到最小速度匕加,已知。、Z)兩棒的長度均為d,且始終與
導(dǎo)軌垂直并接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計,則在。、/)棒的運動過程中,卜列說法正確的是()
N
Q
A.通過金屬棒a的最大電流為1.5AB.金屬棒b的最小速度vWf,r=3.2in/s
C.07時間內(nèi)通過金屬棒a的電荷量為2.4CD.07時間內(nèi)金屬棒a上產(chǎn)生的焦耳熱為3.6J
【答案】AC
【詳解】A.金屬棒a”剛釋放時,通過回路的電流最大,由法拉第電磁感應(yīng)定律得:E『2B2dvo~B向g3Y
由閉合電路歐姆定律得:&=#"=1.5A故A正確;
B.金屬棒6速度達到最小時,回路中的感應(yīng)電動勢為0,即有:0=B2dvb-B90
由于安培力公式:F=BId可知金屬棒b受到的安培力為金屬棒。受到的安培力的2倍,以向右為正,根
據(jù)動量定理可知,運動過程中金屬棒力的動量變化量的大小為金屬棒。動量變化量的大小的2倍,即:
xx
m22vo-m2Vb=2(m/va-niivo)
聯(lián)立代入解得:va=3.2m/s,w=1.6m/s金屬棒b的最小速度i加”=L6m/s,故B錯誤;
C.對金屬棒a以向右為正,由動量定理得:當(dāng)7力=”71%-%"其中<7=7/代入數(shù)據(jù)解得<7=2.4《故C正確:
D.由能量守恒定律得:0+4=如4+/2⑵o)2一如歸一12G又根據(jù)焦耳定律可知:
Qa:Qb=Ri:RJ=3:1
聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得:Qa=2.7J故D錯誤。
故選ACo
9.(2025?重慶西大附中??診)如圖甲所示,一傾角為0、上端接有阻值為R的定值電阻的光滑導(dǎo)軌,處于
磁感應(yīng)強度大小為8、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中,導(dǎo)軌間距為3導(dǎo)軌電阻忽略不計、且仍
兩點與導(dǎo)軌上端相距足夠遠。一質(zhì)量為m的金屬棒,在棒中點受到沿斜面旦平行于導(dǎo)軌的拉力下作用,
由靜止開始從砧處沿導(dǎo)軌向上加速運動,金屬棒運動的速度一位移圖像如圖乙所示“點位置為坐標(biāo)原
點)。金屬棒在導(dǎo)軌間連接的阻值為R,且重力加速度為g,則金屬棒從起點〃沿導(dǎo)軌向上運動xo的過
程中()
A.金屬桿所受安培力的大小與速率成正比
B.金屬棒做勻加速直線運動
C.定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱為絲詈
4R
11
D.拉力廣做的功為;/??vg+wgAsin^+
2O":4K:"'
【答案】AD
【詳解】B.根據(jù)圖乙可知y-x圖像為一條傾斜的直線,若金屬棒做勻加速直線運動,金屬棒運動的速
度位移之間的關(guān)系為乒-4=2公此時丫-x圖像應(yīng)該為曲線,所以金屬棒做變加速宜線運動,故B錯誤;
A.金屬桿所受安培力的大小為%=8〃=兒蕓=等故金屬桿所受安培力的大小與速率成正比,故A
正確;
CD.金屬棒從靜止開始從附處沿導(dǎo)軌向卜.加速運動過程必棒產(chǎn)生a流向6的感應(yīng)電流,受到沿斜面
向下的安培力,從開始到向上運動X。的過程中,根據(jù)動能定理得小安+協(xié)4這段時間y-%
圖像與橫軸圍成圖形的面積為竽,所以%>吟聲-弟.苧=-空羅解得
Z乂2.K2.KZ4A
沙產(chǎn)?〃詔+〃?gxosin出勺如電路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功,所以定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱為
。住二一段^安二號2故C錯誤,D正確。
故選ADo
10.(2025?重慶?3月聯(lián)考)如圖所示,絕緣水平面上固定有兩根足夠長的光滑平行導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為力
左端連接阻值為A的定值電阻,一質(zhì)量為小、有效電阻為〃的導(dǎo)體棒附垂直導(dǎo)軌放置,空間存在豎直
向上、磁感應(yīng)強度大小為8的勻強磁場,現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個水平向右的初速度即,導(dǎo)體棒在運動過程中
始終與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計,下列說法正確的是()
A.導(dǎo)體棒。端的電勢較低
B.導(dǎo)體棒產(chǎn)生的熱量為呼
C.導(dǎo)體棒受到的最大安培力為萼
R+r
D.導(dǎo)體棒向右運動的最大距離為寫等
B-cr
【答案】BCD
【詳解】A.根據(jù)右手定則可知,導(dǎo)體棒中的電流由力流向〃,則a端電勢較高,故A錯誤;
B.根據(jù)能量守恒定律可知,回路中產(chǎn)生的熱量為。=?小石所以導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為。產(chǎn)窘0=會
故B正確;
C.初始時導(dǎo)體棒受到的安培力最大,即簪d=…故C正確;
/?+rR'rr
D.設(shè)導(dǎo)體棒向右運動的最大距離為x,則有一4力=0-〃八,0,7片等片警聯(lián)立解得a寫等故D正確。
uR+rR+rB~d~
故選BCD.,
11.(2025?重慶西南大附中?全真??迹┠惩瑢W(xué)探究“影響感應(yīng)電動勢大小的因素”,所用器材與裝置如圖
甲所示:玻璃管豎直固定,外面套有線圈,線圈兩端與時間.電壓測量系統(tǒng)(內(nèi)阻可視為無窮大)相連。
把三塊強磁薄圓片會加成一個圓柱形磁鐵,在玻璃管正上方釋放,測量系統(tǒng)測出磁鐵下端經(jīng)過線圈中
某兩個位置(圖中沒畫出)的時間4與該段時間線圈中的平均電動勢改變磁鐵的秣放位置,測得
多組數(shù)據(jù),畫出£加圖線如圖乙中實線所示。
昌磁鐵
強磁薄網(wǎng)片
時
測
間
量
系
、
電
統(tǒng)
壓U線圈
時間A//s
甲乙
(1)實驗表明,磁鐵經(jīng)過兩個位置的時間越長,穿過線圈的磁通量變化率越(選填"大''或"小”),
線圈中的平均感應(yīng)電動勢越(選填“大”或“小”。
(2)改變某個因素,重新實驗,得到另一條反加圖線(圖乙中虛線),則改變的因素可能是()
A.更多塊強磁薄圓片疊加在一起
B.從更高的位置釋放磁鐵
C.換成匝數(shù)更多的線圈
D.磁鐵上下顛倒后釋放
(3)為驗證平均感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率是否成正比,需要以平均感應(yīng)電動勢E為縱坐標(biāo),
為橫坐標(biāo)畫出圖線,如果圖線是一條過原點的直線,則表明平均感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比。
(4)寫一條影響實驗準(zhǔn)確度的因素<,
【答案】(1)小小
(2)ABC
*
(4)線圈的匝數(shù)不能太少
【詳解】(1)[1北2]實驗表明.磁鐵經(jīng)過兩個位置的磁通量的變化量相同,時間越長,磁通量變化越慢,
穿過線圈的磁通量變化率越小,線圈中的平均感應(yīng)電動勢越小。
(2)A.更多塊強磁薄圓片疊加在一起,磁場增強,磁通量變化率增大,平均感應(yīng)電動勢增大,A正
確;
B.從更高的位置釋放磁鐵,磁鐵通過線圈時的速度增大,磁通量變化率增大,平均感應(yīng)電動勢增大,
B正確;
C.換成匝數(shù)更多的線圈,平均感應(yīng)電動勢增大,C正確;
D.磁鐵上下顛倒后釋放,平均感應(yīng)電動勢大小不變,D錯誤。
故選ABC。
(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律£=〃羋為驗證平均感應(yīng)電切勢與磁通策的變化率是否成正比,需要以
平均感應(yīng)電動勢£為縱坐標(biāo)為橫坐標(biāo)畫出圖線,如果圖線是一條過原點的直線,則表明平均感應(yīng)電
動勢與磁通量變化率成正比。
<4)寫一條影響實驗準(zhǔn)確度的因素:線圈的匝數(shù)不能太少。線圈的匝數(shù)太少,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢太小,
不易測量,影響實驗的準(zhǔn)確度。
12.(2025?重慶育才?全真??迹┤鐖D所示,一閉合矩形單匝導(dǎo)線框Med放在水平面內(nèi),其質(zhì)量為小
阻值為R,ab邊長為L;左、右兩邊界平行的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度大小為4、方向豎直向下的勻強磁場。
當(dāng)線框邊進入磁場左邊界時速度為山,當(dāng)〃邊離開磁場右邊界時線框速度恰好為三。已知運動中H
邊始終與磁場左邊界平行?,忽略導(dǎo)線框受到的地面阻力、空氣阻力及導(dǎo)線框的自感,求:
XXXX
XXXX
XXXX
XX
(1)線框附邊進入磁場時,線框的加速度的大??;
(2)ab邊進入磁場到〃邊離開磁場的過程中,導(dǎo)線框〃產(chǎn)生的焦耳熱。
【答案】⑴4
rnR
⑵詞
【詳解】(1)M進入磁場時,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有七=4人0根據(jù)閉合電路歐姆定律有/=:安
A
培力大小為F=BIL由牛頓第二定律有戶=ma聯(lián)立解得所聆
(2)對全過程,根據(jù)能量守恒定律有0=]鬲《加(三)2解得0=)說
13.(2025?重慶西南大附中?全真模考)如圖,高為力的絕緣水平桌面上固定有間距為L的U形金屬導(dǎo)
軌,導(dǎo)軌一端接有阻值為H的電阻。質(zhì)量均為小的導(dǎo)體棒口和人靜止在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好且始
終與導(dǎo)軌垂直,接入電路的阻值均為上與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為〃(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦
力)。整個空間存在豎直方向的勻強磁場(圖中未畫出),磁感應(yīng)強度大小為瓦現(xiàn)用大小為人沿導(dǎo)
軌水平向右的恒力拉。,當(dāng)。運動到導(dǎo)軌最右端時,剛要滑動,此時撤去拉力,。離開導(dǎo)軌后落到水
平地面上。重力加速度為g,不計空氣阻力,不計導(dǎo)軌電阻。求:
⑴當(dāng)。運動到導(dǎo)軌最右端時,b受到的安培力大小和方向;
(2)。運動至導(dǎo)軌最右端時(撤去E前)的加速度大?。?/p>
(3)4的落地點與導(dǎo)軌最右端的水平距離X。
【答案】(1)「安="〃嚕,安培力方向向左
⑵許勺儂
⑶卡后
【詳解】(1)力剛要滑動時芍?安="〃.根據(jù)楞次定律“來拒去留”可知,人受到的安培力方向向左。
(2)對〃分析,根據(jù)牛頓第二定律有Q?安-卬陽=儂/根據(jù)并聯(lián)電路電流關(guān)系可知,經(jīng)過。的電流是〃
的2倍,則尸安'=2"安=2〃〃?g解得
(3)根據(jù)安培力公式有產(chǎn)安其中/=三”=《-此后。做平拋運動,則有尸M〃=馥產(chǎn)解得
3/ungR忸
尸擊[7
14.(2025?重慶巴蜀中學(xué)?三診)如圖所示,固定在同一水平面內(nèi)的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌間距為近
導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面,方向豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為以導(dǎo)考L左側(cè)連接一阻值為R
的定值電阻,右側(cè)用導(dǎo)線分別與處于磁場外的平行板電容器的M板和N板相連,電容器兩極板間的距高
為d,在兩極板間放置水平臺面/久仇演,并在臺面上安裝一直線形擋板P』2P3并與半徑為,,的圓弧形
擋板心尸4P5平滑連接,擋板與臺面均固定且絕緣。金屬桿EF傾斜放置于導(dǎo)軌.匕始終與導(dǎo)軌成。角,
桿接入電路的電阻也為凡保持金屬桿以速度',沿平行于源的方向勻速滑動(桿始終與導(dǎo)凱接觸良好)。
質(zhì)量為用、帶電量為式夕>())的滑塊,在水平臺面上以初速度%從P1位置出發(fā),沿?fù)醢暹\動并通過25位
置。電容器兩板間的電場視為勻強電場(不考慮臺面及擋板對電場的影響),圓弧形擋板處在電場中。P,
與修間距為/且僅片與P2間臺面粗糙,其間小滑塊與臺面的動摩擦因數(shù)為〃,其余部分的摩擦均不計,
導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計,
(1)小滑塊通過P2位置時的速度大小;
(2)保證滑塊能完成上述運動的電容器兩極板間電場強度的最大值;
(3)保證滑塊能完成上述運動的金屬桿EF的最大速度大小。
【答案】(1)
M(謚-240)
(2>
5qr
2MdM-2*g/)
⑶
SqBhr
【詳解】⑴小滑塊運動到位置時速度為修,由動能定理得~7〃咕/=,??3-"鬲解得力=
(2)由題意可知,電場方向如圖
電場強度最大時,小滑塊恰能通過位置P,后沿?fù)醢寤列?,設(shè)小滑塊在位置尸的速度為V,設(shè)勻強電
場的電場強度為E由動能定理得-2尸"八,-]扁恰能通過圖示位置產(chǎn)時N=0,則有
qE=m-聯(lián)立解得E=M可期
r5c/r
(3)設(shè)金屬棒產(chǎn)生的電動勢為力,平行板電容器兩端的電,玉為U,則有“&/導(dǎo)體棒切割磁感線有
E、=BlVm
由全電路的歐姆定律得昂=/(加十)根據(jù)U=IR聯(lián)立可得“產(chǎn)》¥
bqnhr
15.(2025?重慶?高三學(xué)業(yè)質(zhì)量調(diào)研抽測(三))如圖,平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平桌面上,右端連
接光滑傾斜軌道,導(dǎo)軌間距為乙導(dǎo)軌左側(cè)接有電阻,。。力力與ccdd區(qū)域間存在豎直向上與豎直向下
的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為4,必與協(xié)、帚與而的距離均為2以M導(dǎo)體棒質(zhì)量為3加N絕緣
棒質(zhì)量為2〃?,兩棒垂直導(dǎo)軌放置。現(xiàn)N棒靜止于仍當(dāng)4之間某位置,M棒在,“邊界靜止,某時刻
M棒受到水平向右的恒力廠作用開始運動。已知尸=窸,當(dāng)運動到從‘邊界時撤去后此時M棒已達
到勻速運動。已知整個過程中兩棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好,導(dǎo)軌左側(cè)電阻和M棒接入導(dǎo)軌的電阻
均為R,其他導(dǎo)體電阻不計,所有碰撞均為彈性碰撞,首次碰撞之后N與M每次碰撞前M均已靜止,
且碰撞時間極短,M、N始終與導(dǎo)筑垂直且接觸良好,求:
(1)撤去F時M棒的速度大小P以及M棒穿過adb'b區(qū)域過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q
(2)從M棒開始進入cctdd區(qū)域到M棒第一次靜止,通過電阻R的電荷量q;
(3)自發(fā)生第一次碰撞后到最終兩棒都靜止,導(dǎo)體棒M在磁場中運動的總位移大小xo
【答案】⑴尸得。=寒
⑵「哈
(3厘
【詳解】(1)由于撤去尸時M棒已經(jīng)達到勻速運動,則有產(chǎn)=分=8〃乂石=松%/=£則/=絆丫整
Zr\
理得v=W其中F=-^—解得尸三對M棒,由能量守恒有/X2乙=0+93〃小解得0=^—
(2)兩棒發(fā)生完全彈性碰撞,根據(jù)動量守恒及機械能守恒可得3〃?呻=3/叫+2〃八,2,
解得片v2=^v0M棒進入ccZ/d區(qū)域磁場中到停下,由動顯定理得-872乙加]=-8功=0-3加1解得
通過電阻H的電荷量片饕
I\)f\
(3)M棒進入C區(qū)域磁場運動”后停下,則^^=二已解得x『0.2L絕緣棒N第二次與導(dǎo)體棒
M碰前速度大小為電,碰后速度為小2,方向水平向右,導(dǎo)體棒M的速度為\|2,由彈性碰撞可得
+
2/77V2=2WvN23wvM2?92爪=;2〃?扁2+:川次,12解得埒12=一(嶺,咻12=卜2林導(dǎo)體棒M,由動吊:定理
-萼為辿2=-華解得修=€幺同理可得絕緣棒N第三次與導(dǎo)體棒M碰前速度大小為咋?,
碰后的速度為\火3,方向水平向右,導(dǎo)體棒M的速度為1,M3,由彈性碰撞可得2〃7弧2=2加巾3+3加以43,
92加鼎2=;2〃7扁3十:加片12解得小3=-1、2,訃43=9餉2對導(dǎo)體棒M,由動量定理有
一手="3=-匕二=O-3/"M3解得工2=倍£=(4依次類推力=("):
解得X左』:,所以導(dǎo)體棒在磁場中的運動位移為X=X左-x右=L
16.(2025?重慶八中-全真模擬強化訓(xùn)練(三))如圖為我國自主研發(fā)高層建筑逃生磁力緩降裝置,可
簡化為圖a的模型:中間柱體為固定絕緣細(xì)桿,細(xì)管內(nèi)沿管均勻安裝了圓柱形磁極,磁極周圍存在聚
集狀的水平磁場,俯視圖如圖(b)。載人逃生裝置上安裝了一周長為乙、匝數(shù)為N、總電阻為H的圓
形線圈,該線圈套在絕緣細(xì)桿上。已知線圈所在處的磁感應(yīng)強度大小始終為從線圈和載人逃生裝置的
質(zhì)量股,運動過程中線圈始終保持水平且不與磁極接觸,重力加速度取g,除了磁場力外,不計任何其
它力。求:
(1)線圈下落速度穩(wěn)定時其內(nèi)部電流的大小和方向(俯視為順時針或逆時針)
(2)若線圈和載人逃生裝置從初始位置靜止下滑了〃后恰好平衡,求此過程中線圈上產(chǎn)生的焦耳熱。
【答案】⑴/=整,逆時針
Q)Q=MgH-繇
【詳解】(1)線圈F落速度穩(wěn)定即整體處于平衡狀態(tài),重力和安培力相等/傷沏比則電流為/=含
由右手定則可知電流方向為:俯視圖逆時針
(2)線圈下落速度穩(wěn)定即整體處于平衡狀態(tài),重力和安培力相等由法拉第電磁感應(yīng)定律有
感應(yīng)電動勢為E=NBLv由歐姆定律有/=5從靜止開始下落到穩(wěn)定狀態(tài)過程中由動能定理有
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