高频考点11 电磁感应的规律及动力学-（Word教参）-【精讲精练】2024年高考物理二轮专题辅导与训练

高频考点11　电磁感应的规律及动力学、图像问题 1．(2023·宁波模拟)如图所示，当有电流I垂直于磁场方向通过半导体板时，连接在半导体板两侧的电压表指针发生偏转，说明半导体板两侧之间存在霍尔电压UH。用同种材料制成的不同规格的半导体板进一步实验，记录数据结果如表格所示。由于粗心，表格第一行没有记录全部相关的物理量，只记得第一列为实验次数，第三列为通入的电流强度，第五列为霍尔电压，已知，一块厚度(ab边长)为h、宽度(bc边长)为l，长度(be边长为d)。请用你学过的物理知识并结合表中数据，判断表格中空格处应填写的物理量(　　) 实验次数 通入电流强度I/A 霍尔电压UH/V 1 2.0×10－4 1.0×10－3 4.0×10－1 1.4×10－2 2 4.0×10－4 1.0×10－3 4.0×10－1 7.0×10－3 3 2.0×10－4 1.0×10－3 2.0×10－1 7.0×10－3 4 2.0×10－4 4.0×10－1 7.0×10－3 A．第二列为板的bc边长度l B．第四行数据为0.5×10－3 A C．霍尔电压正负与半导体中导电粒子正负无关 D．只要其尺寸相同，在相同电流、磁感应强度下，更换另一种材料，霍尔电压一定不变 解析　当半导体中带电粒子的洛伦兹力与电场力平衡时Bvq＝q，化简则UH＝Bvl，通电导线电流I＝nqvhl，化简则UH＝，在电流强度相等时，霍尔电压与磁感应强度成正比，与宽度h成反比，所以第二列为ab边厚度h，第四列为磁感应强度B，A错误；根据UH＝可知，在h不变，磁感应强度B增加到原先2倍时，霍尔电压不变，说明通入电流只有原来一半，即0.5×10－3 A，B正确；半导体导电粒子为正，带电粒子在磁场中所受洛伦兹力与半导体导电粒子的洛伦兹力方向是不同的，所以霍尔电压正负与半导体中导电粒子正负有关，C错误；根据公式可知，尺寸相同下，在相同电流、磁感应强度下，更换材料，则单位体积粒子个数n会发生变化，霍尔电压不能一定不变，D错误。 答案　B 2．(多选)(2023·新疆二模)如图甲所示，粗细均匀的矩形金属线框abcd定于磁场中，磁场方向垂直线框所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。以垂直于线框所在平面向里为磁感应强度B的正方向，则关于ab边的感应电流I(以向下为正方向)和受到的安培力F(以向右为正方向)随时间t变化的规律正确的是(　　) 解析　I＝＝nS＝，由乙图可知斜率大小不变，电流的大小不变，在0到0.5 s斜率为正，则电流为正，0.5 s到1.5 s，斜率为负，则电流为负方向，故A正确，B错误；根据安培力公式F＝BIL，因为电流大小不变、ab边的长度不变，安培力力与磁感应强度成正比，根据楞次定律判断感应电流方向，再根据左手定则判断安培力方向得出D正确，C错误。 答案　AD 3．(多选)如图(a)，由水平、竖直两段构成的“”形平行金属导轨固定，处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化的关系如图(b)(B向上为正)。两端打有小孔的导体棒PQ水平套在竖直导轨上并与导轨保持良好接触，PQ中点与物块A用轻绳经光滑定滑轮相连。已知导轨间距d＝0.5 m，导轨水平段长L＝2 m；A的质量m＝0.09 kg，PQ的质量M＝0.11 kg；PQ与导杆间的动摩擦因数μ＝0.25(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，回路总电阻R＝0.5 Ω；竖直导杆，轻绳足够长，重力加速度g＝10 m/s2。若t＝0时刻将PQ静止释放，则(　　) A．t＝0时刻，通过PQ棒的电流为2.5 A B．0.2 s末，PQ棒开始运动 C．0～2 s内，PQ棒的最大加速度为1.818 m/s2 D．2 s末，PQ棒的速率为0.775 m/s 解析　t＝0时刻，回路中的感应电动势E＝＝＝1×2×0.5 V＝1 V，通过PQ棒的电流为I＝＝ A＝2 A，A错误；PQ与导杆间的弹力等于PQ所受的安培力FN＝BId，当满足下面条件时，PQ棒开始运动Mg＝μFN＋mg，解得B＝0.8 T。磁感应强度B随时间t变化的关系图像可得B＝1－t，即t＝0.2 s时，B＝0.8 T，PQ棒开始运动。B正确。0～2 s内，PQ棒受的安培力为零时，PQ与导杆间的弹力为零，摩擦力为零。此时PQ棒的最大加速度最大，又(M－m)g＝(M＋m)am，得am＝＝1 m/s2，C错误；0.2 s到2 s，对PQ和物块A为整体，由动量定理得(M－m)gt1－If＝(M＋m)v，又t1＝2 s－0.2 s＝1.8 s，f＝μBId＝0.25B＝|0.25－0.25t|(0.2 s<t<2 s)。当t＝0.2 s，f＝0.2 N；当t＝1 s，f＝0；当t＝2 s，f＝0.25 N；则If＝×0.