上海市2024届高三下学期二模（等级考）物理试题分类汇编 专题12 电磁感应定律

高考物理2024二模 电磁感应定律 专题12 电磁感应定律 一、填空题 1．(2024松江二模·四·第1题)如图为最早的发电机装置，由_____（选涂：A．法拉第 B．奥斯特）发明；当圆盘向同一方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流是_____（选涂：A．交流电；B．直流电）。 ( A B ω 黄铜电刷 黄铜电刷 ) 2．(2024崇明二模·五·第25题)电动汽车在正常行驶时靠电源通过电动机提供动力，在减速或刹车时，又可以将汽车的动能通过发电机反馈给电源充电，实现能量回收目的。小敏同学为了研究电动汽车这一工作原理，设计了一个小实验。如图，两根相距为 L 的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间分布着竖直向下的匀强磁场，其磁感强度为 B，一导体棒 AB 垂直置于导轨上，其电阻为 R，并与金属导轨接触良好．图左侧为充、放电电路，已知电源的电动势为 E，内电阻为 r。电容器的电容为 C。除了电源、金属棒的电阻外，不计其它电阻。 ( B L A R B E r S C 1 2 ) （1）在模拟汽车启动时，将开关 S 接到 1 位置，电源对外放电，导体棒受到安培力相当于汽车的牵引力。此时电源的电能主要被转化为_______能和_______能，某时刻电流强度为 I，则此时导体棒的速度为 v1 =__________。在图上标出导体棒速度方向。 （2）在模拟汽车减速时，将开关 S 接到 2 位置，电路与电源脱开，和电容器联接，导体棒对电容充电。充电过程中，电容器上极板带________电。在导体棒速度减速为 v2 时，充电电流为 I，此时电容器的所带的电量为__________。 二、计算题 1.(2024普陀二模·四·第15题)某风速测量装置由风杯组系统和电磁信号产生系统组成，如图 a、b 所示。电磁信号产生系统由半径为 L 圆形区域的匀强磁场，阻值为 r 固定于风轮转轴的导体棒 OA（导体棒长度大于 L），以及测量电路共同组成。匀强磁场的磁感应强度大小为 B、方向竖直向下。 （1）风推动风杯绕轴逆时针匀速转动，A 端与弹性簧片接触时，流经电流表的电流方向是（ ） A．a→b B．b→a （2）（计算）若导体棒 A 端与弹性簧片接触时流过电路的电流强度恒为 I，测量电路中保护电阻的阻值为 R，其余电阻不计。求风杯转动的角速度 ω。 ( 图 a 风杯组系统 风杯 转轴 O A O A 弹性簧片 A a b R 图b 电磁信号产生系统（俯视图） ) 2．(2024奉贤二模·五·第5题)某兴趣小组设计了一种火箭电磁发射装置，简化原理如图所示。恒流电源能自动调节其输出电压确保回路电流恒定。弹射装置处在垂直于竖直金属导轨平面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小与回路中电流成正比，比例系数为 k（k 为常量）。接通电源，火箭和金属杆 PQ 一起，由静止起沿导轨以大小等于 g 的加速度匀加速上升到导轨顶端，火箭与金属杆分离，完成弹射。已知火箭与金属杆的总质量为 M，分离时速度为 v0，金属杆电阻为 R，回路电流为 I。金属杆与导轨接触良好，不计空气阻力和摩擦，不计导轨电阻和电源的内阻。在火箭弹射过程中，求： （1）金属杆 PQ 的长度 L； （2）金属杆 PQ 产生的电动势 E 与运动时间 t 的关系； （3）恒流电源的输出电压 U 与运动时间 t 的关系； （4）整个弹射过程电源输出的能量 W。 ( P Q 恒流电源 火箭 ) 3．(2024杨浦二模·五·第2题)（计算）如图所示，在竖直平面内有一半径为 R 的圆形导线框，导线框内有一垂直导线框向内的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 均匀增大。导线框的右端通过导线连接一对水平放置的平行金属板 a、b，两板间距为 d。一质量为 m、电荷量大小为 q 的带电小球 P 从左侧两板中央以初速度 v0 水平向右射入。重力加速度为 g。 （1）要使 P 沿直线飞出金属板，判断 P 所带电荷量的正负并求磁感应强度 B 随时间 t 的变化率 k； （2）当磁感应强度 B 随时间 t 的变化率变为原来的一半时 P 恰好能从 b 板右侧边缘飞出，求板长 L。 ( B P v 0 a b d ) 4．(2024杨浦二模·五·第3题)（计算）如图所示，两根光滑平行金属导轨间距为 L，与水平面夹角为 θ，两导轨上端用阻值为 R 的电阻相连，该装置处于方向垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。质量为 m 的金属杆 ab 以沿导轨平面向上的初速度 v0 从导轨底端上滑，ab 运动到最高点的时间为 t1，ab 从最高点返回到出发位置的下滑时间为 t2。运动过程中 ab 与导轨始终垂直且接触良好，不计 ab 和导轨的电阻及空气阻力。重力加速度为 g