（新课标）2022年高考物理一轮复习 高效课堂精讲精练38

新课标2022年高考一轮复习之高效课堂精讲精练38一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得6分，选错或不答的得0分．)1．(2022·合肥模拟)穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图1中①～④所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是(　　)图1A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中，回路产生的感应电动势先变小后变大【解析】　图①中穿过回路的磁通量Φ是一恒定值，所以回路中不产生感应电动势，选项A错；图②中穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t均匀变化，感应电动势是一恒定值，选项B错；图③中穿过回路的磁通量在0～t1时间内的变化率大于在t1～t2时间内的变化率，所以回路在0～t1时间内产生的感应电动势大于在t1～t2时间内产生的感应电动势，选项C错；图④中穿过回路的磁通量的变化率先变小后变大，所以回路产生的感应电动势先变小后变大，选项D正确．【答案】　D2．如图2所示，A，B为两个闭合金属环挂在光滑的绝缘杆上，其中A环固定．现给A环中分别通以如下图所示的四种电流，其中能使B环在0～t1时间内始终具有向右加速度的是(　　)图2【解析】　A环固定，当A环通以变化的电流，B环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍磁通量的变化，B环有向右的加速度，依据楞次定律得A环中的电流一定是增大的．故C正确．【答案】　C-8-\n3．(2022·枣庄模拟)图3长为a、宽为b的矩形线框有n匝，每匝线圈电阻为R.如图3所示，对称轴MN的左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，第一次将线框从磁场中以速度v匀速拉出，第二次让线框以ω＝2v/b的角速度转过90°角．那么(　　)A．通过导线横截面的电荷量q1∶q2＝1∶nB．通过导线横截面的电荷量q1∶q2＝1∶1C．线框发热功率P1∶P2＝2n∶1D．线框发热功率P1∶P2＝1∶2【解析】　首先，在第一、二次运动过程中，磁通量的减少量为ΔΦ1＝ΔΦ2＝B·ab/2.当回路为n匝，总电阻为nR时．由q＝·Δt＝·Δt＝·Δt＝ΔΦ/R.可得q1∶q2＝1∶1.故知A错B对．两种情况下线框电阻不变，由电(热)功率公式可得＝()2①E1＝nBav②E2＝nB··③联立①②③式，即可求出以下结果P1∶P2＝2∶1，故知C、D均错．【答案】　B图44．(2022·苏州模拟)如图4所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中．有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点．在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R，其余电阻不计．则(　　)A．该过程中导体棒做匀减速运动B．该过程中接触电阻产生的热量为mvC．开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为S＝-8-\nD．当导体棒的速度为v0时，回路中感应电流大小为初始时的一半【解析】　由＝ma可知该过程中l、v均在变化，故a变化，A错．由能量守恒可知Q热＝mv，B错．I＝，ΔΦ＝BS，Q＝IΔt，联立得S＝，C对．当v＝v0时，l<l0，由I＝＝知，I<，D错．【答案】　C二、双项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分．全部选对的得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分．)图55．(2022·丹东模拟)如图5所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1，方向由南向北，竖直分量大小为B2，方向竖直向下；自行车车把为直把、金属材质，两把手间距为L，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列结论正确的是(　　)A．图示位置中辐条A点电势比B点电势低B．图示位置中辐条A点电势比B点电势高C．自行车左车把的电势比右车把的电势高B2LvD．自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车车把两端电动势要降低【解析】　自行车车把切割磁感线，由右手定则知，自行车左车把的电势比右车把的电势高B2Lv；辐条旋转切割磁感线，由右手定则知，图示位置中辐条A点电势比B点电势低；自行车在十字路口左拐改为南北骑向，地磁场竖直分量始终垂直于自行车车把，则其两端电动势不变．正确答案为A、C两项．【答案】　AC图66．如图6所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框．现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行．已知AB＝BC＝l，线框导线的总电阻为R.则线框离开磁场的过程中(　　)-8-\nA．线框中的电动势随时间均匀增大B．通过线框截面的电荷量为C．线框所受外力的最大值为D．线框中的热功率与时间成正比【解析】　三角形线框向外匀速运动的过程中，由于有效切割磁感线的长度L＝vt，所以线框中感应电动势的大小E＝BLv＝Bv2t，故选项A正确；线框离开磁场的运动过程中，通过线圈的电荷量Q＝It＝×Δt＝，选项B正确；当线框恰好刚要完全离开磁场时，线框有效切割磁感线的长度最大，则F＝BIl＝，选项C错误；线框的热功率为P＝Fv＝BIvt×v＝，选项D错误．【答案】　AB图77．(2022·宜昌模拟)如图7所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为l.金属圆环的直径也是l.圆环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域．则下列说法正确的是(　　)A．感应电流的大小先增大后减小再增大再减小B．感应电流的方向先逆时针后顺时针C．金属圆环受到的安培力先向左后向右D．进入磁场时感应电动势平均值＝πBlv【解析】　在圆环进入磁场的过程中，通过圆环的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，感应电动势E＝Blv，有效长度先增大后减小，所以感应电流先增大后减小，同理可以判断出磁场时的情况，A、B两项正确；根据左手定则可以判断，进入磁场和出磁场时受到的安培力都向左，C项错误；进入磁场时感应电动势平均值＝＝＝πBlv，D项错误．【答案】　AB8．(2022·临沂模拟)如图8所示，一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处，使金属环在竖直线OO′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线的方向和水平面垂直．若悬点摩擦力和空气阻力均不计，则(　　)-8-\n图8A．金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反B．金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大，而且产生的感应电流越大C．金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小D．金属环在摆动过程中，机械能将全部转化为环中的电能【解析】　金属环每次进入和离开磁场，通过金属环的磁能量均发生变化，故有感应电流产生，但进入和离开过程中，磁通量变化趋势相反，故感应电流方向相反，A项正确；金属环在进入磁场区域后，磁通量不再发生变化，故无感应电流产生，B项错；当金属环摆角减小到不再离开磁场时，金属环机械能守恒，摆角不再减小，C项正确，D项错．【答案】　AC9．(2022·长春模拟)如图9所示，图9一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由图示位置自由下落．当bc边刚进入磁场时，线框恰好做匀速运动，线框边长L小于磁场宽度H，则(　　)A．线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB．线框离开磁场时，受到的安培力方向竖直向上C．线框bc边刚进入磁场时的感应电流，小于线框bc边刚离开时的感应电流D．线框穿过磁场的过程中机械能守恒【解析】　线框进入磁场时，线框的bc边切割磁感线由右手定则可知电流方向为：a→d→c→b→a，A选项错误；由楞次定律的推论“来拒去留”可得线框离开磁场时，安培力竖直向上，B选项正确；线框匀速进入磁场，由于L<H，故线框完全进入磁场后感应电流消失，线框仅受重力做加速度为g的匀加速运动，当bc边到达磁场下边界时，由于加速运动使线框ad边切割磁感线的速度增大了，电动势增大，感应电流增大，C选项正确；线框穿过磁场的过程中有感应电流产生，机械能部分转化为电能，D选项错误．【答案】　BC二、非选择题(本题共3小题，共46分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)-8-\n10．(12分)(2022·重庆高考)有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图10所示．该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R.绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻．若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：(1)橡胶带匀速运动的速率；(2)电阻R消耗的电功率；(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功．图10【解析】　(1)设电动势为ε，橡胶带运动速率为v.由：ε＝BLv，ε＝U得：v＝.(2)设电功率为P.P＝.(3)设电流强度为I，安培力为F，克服安培力做的功为W.由：I＝，F＝BIL，W＝Fd得：W＝.【答案】　(1)　(2)　(3)11．(16分)(2022·苏州模拟)如图11所示，正方形线框abcd放在光滑绝缘的水平面上，其质量m＝0.5kg、电阻R＝0.5Ω、边长L＝0.5m．M，N分别为线框ad，bc边的中点．图示两个虚线区域内分别有竖直向下和竖直向上的匀强磁场，磁感应强度均为B＝1T，PQ为其分界线．线框从图示位置以初速度v0＝2m/s向右滑动，当MN与PQ重合时，线框的瞬时速度方向仍然向右，求：(1)线框由图示位置运动到MN与PQ重合的过程中磁通量的变化量；(2)线框运动过程中最大加速度的大小．图11【解析】　(1)MN与PQ重合时，穿过线框的磁通量为零，故磁通量的变化量为ΔΦ＝BS＝BL2＝0.25Wb(ΔΦ＝－0.25Wb也可)-8-\n(2)cd边刚过PQ的瞬间，线框中的感应电动势最大E＝2BLv0＝2×1×0.5×2V＝2V感应电流的大小为I＝＝4A线框所受安培力的大小为F＝2BIL＝2×1×4×0.5N＝4N线框加速度的大小为a＝＝8m/s2.【答案】　(1)0.25Wb　(2)8m/s212．(18分)如图12所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，导轨间距离为L，导轨的电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面．质量分别为ma、mb的两根金属杆a、b跨搁在导轨上，接入电路的电阻均为R.轻质弹簧的左端与b杆连接，右端被固定．开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动，当a杆向右的速度为v时，b杆向右的速度达到最大值vm，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨良好接触．求当b杆达到最大速度vm时：图12(1)b杆受到弹簧的弹力；(2)弹簧具有的弹性势能．【解析】　(1)设某时刻a、b杆速度分别为v和vm，经过很短的时间Δt，a杆移动距离为vΔt，b杆移动距离为vmΔt，回路面积改变量ΔS＝L(v－vm)Δt.由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势E＝[或直接写为E＝BL(v－vm)]回路中的电流I＝b杆受到的安培力Fb＝BIL当b杆的速度达到最大值vm时，b杆的加速度为0，设此时b杆受到的弹簧弹力为FT，由牛顿第二定律得FT＝Fb，联立以上各式解得FT＝.(2)以a、b杆和弹簧为研究对象，设弹簧弹性势能为Ep，由能量转化与守恒定律得mav＝mav2＋mbv＋2Q＋Ep，故Ep＝mav－mav2－mbv－2Q.【答案】　(1)-8-\n(2)mav－mav2－mbv－2Q-8-