考点13 电磁感应及其应用-【成功方案】2024年高考物理艺术生文化课总复习教师用书(Word)

考点13　电磁感应及其应用 1．如图所示，一个铝制天平左托盘内放置一个闭合铜线圈1，右托盘内放置砝码，调节天平使横梁平衡。在铜线圈1的正上方适当高度处固定另一线圈2，线圈2接入左侧电路，则以下判断可能正确的是(　　) A．闭合开关后，天平的平衡将被打破，最终左侧低于右侧 B．闭合开关后，由于铜线圈1受到向上的吸引力，最终左侧高于右侧 C．保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向左移动到某一位置，在此过程中，天平的平衡将被打破，最终左侧低于右侧 D．保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向右移动到某一位置，在此过程中，天平左侧应先上升后下降，最终恢复原状 [答案]　D [解析]　闭合开关瞬间，线圈2的电流变大，穿过线圈1的磁通量变大，为阻碍磁通量变大，线圈1产生感应电流，受到线圈2的斥力而远离线圈2，故天平左侧低于右侧。而当闭合开关稳定后，线圈1磁通量不变，不产生感应电流，不受线圈2的作用力而最终恢复原状。故A、B错误；保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向左移动过程中，线圈2中电流变大，线圈1中磁通量增加，线圈1受到线圈2的斥力向下运动，天平左低右高，而当滑片移到某位不动后，线圈2的电流不变，线圈1的磁通量不变，不产生感应电流，与线圈2无作用力，则天平恢复原状，故C错误；保持开关闭合，将滑动变阻器滑片向右移动过程中，线圈2中电流减小，线圈1的磁通量减小，线圈1受到线圈2的吸引力而向上运动，天平左高右低，最终当滑片转至某位置不动时，线圈1的磁通量不变，不产生感应电流，与线圈2无作用力，则线圈1下降，最终恢复原状，故D正确。 2．(多选)边长为a的闭合金属三角形轻质框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中，现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图像与这一拉出过程相符合的是(　　) [答案]　BC [解析]　框架匀速运动，外力F＝F安＝BIL，I＝，E＝BLv，得到外力为：F＝，L＝x，则：F＝，B、R、v一定，则F∝x2，故A错误；外力的功率为：P＝Fv＝，P∝x2，故B正确；感应电动势E＝BLv＝Bvx，则E与x成正比，故C正确，D错误。 3．(多选)如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，两导轨上端接有电阻R(其余电阻不计)，虚线MM′和NN′之间有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B1，虚线NN′与PP′之间也有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B2(B1>B2)。现将质量为m的金属杆ab。从MM′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，已知ab棒到达NN′和PP′之间已经匀速运动，则ab棒从MM′运动到PP′这段时间内的v－t图像可能正确的是(　　) [答案]　BC [解析]　导体棒ab到MM′切割磁感线时，若安培力大于重力，导体棒做加速度减小的减速运动，若安培力等于重力，导体棒一直做匀速运动，若安培力小于重力，则做加速度减小的加速运动；当导体棒ab到NN′时，由于磁感应强度减小，安培力变小，会小于重力，导体棒做加速度减小的加速运动，可知B、C正确，A、D错误。 4．(多选) 如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向右上方穿进磁场，当AC刚进入磁场时，线框的速度为v，方向与磁场边界成45°角，若线框的总电阻为R，则(　　) A．线框穿进磁场过程中，线框中电流的方向为DCBAD B．AC刚进入磁场时线框中感应电流为 C．AC刚进入磁场时线框所受安培力为 D．此时CD两端电压为Bav [答案]　CD [解析]　线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可以知道，感应电流的磁场方向向外，由安培定则可知感应电流的方向为ABCDA方向，故A错误；AC刚进入磁场时，CD边切割磁感线，AD边不切割磁感线，所以产生的感应电动势E＝Bav，则线框中感应电流I＝＝，故B错误；AC刚进入磁场时线框的CD边受到的安培力与v的方向相反，AD边受到的安培力的方向垂直于AD向下，它们的大小都是F＝BIa，由几何关系知，AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直，AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量和，F合＝F＝，故C选项正确；当AC刚进入磁场时，CD两端电压U＝I×＝Bav，故D选项正确。 5．(多选)如图甲所示，用一根导线做成一个半径为r的圆环，其单位长度的电阻为r0，将圆环的右半部分置于变化的匀强磁场中，设磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度大小随时间做周期性变化的关系如图乙所示，则(　　) A．在t＝π时刻，圆环中有顺时针方向的感应电流 B．在0～时间内圆环受到的安培力大小、方向均不变 C．在～π时间内通过圆环横截面的电量为 D．圆环在一个周期内的发热量为