【2021届备考】2020全国名校物理试题分类解析汇编(11月第二期)L单元-电磁感应.docx

L单元 电磁感应

L2 法拉第电磁感应定律、自感

【【 原创精品解析纯word版】物理卷·2021届云南省玉溪一中高三上学期期中考试（202211）】19．（9分）如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面对上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。

（1）调整Rx=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v。
（2）转变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。
【答案】【学问点】电磁感应现象L2 L3
【答案解析】（1）（2）解析：（1）当Rx=R棒沿导轨匀速下滑时，由平衡条件，安培力，解得
感应电动势，电流，解得
（2）微粒水平射入金属板间，能匀速通过，由平衡条件
棒沿导轨匀速，由平衡条件，金属板间电压
解得.
【思路点拨】本题考查了电磁感应现象中有关感应电流的计算，通过平衡条件求出金属棒的速度.

【【 原创精品解析纯word版】物理卷·2021届云南省玉溪一中高三上学期期中考试（202211）】14.半径为右端开小口的导体圆环和长为2的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开头，杆的位置由确定，如图所示,则（ ）
A．=0时，杆产生的电动势为
B． =0时，杆受的安培力大小为
C．时，杆产生的电动势为
D．时，杆受的安培力大小为

【答案】【学问点】法拉第电磁感应定律 安培力 L2 K1
【答案解析】AD 解析：A、θ=0时，杆产生的电动势E=BLv=2Bav，故A正确
B、θ=0时，由于单位长度电阻均为R0．所以电路中总电阻（2+π）aR0．
所以杆受的安培力大小F=BIL= ，故B错误
C、θ=时，依据几何关系得出此时导体棒的有效切割长度是a，所以杆产生的电动势为Bav，故C错误
D、θ=时，电路中总电阻是（）aR0，所以杆受的安培力大小F′=BI′L′=，故D正确
故选AD．
【思路点拨】依据几何关系求出此时导体棒的有效切割长度，依据法拉第电磁感应定律求出电动势．留意总电阻的求解，进一步求出电流值，即可算出安培力的大小．电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后依据电学学问进一步求解．

【【 原创纯word版精品解析】物理卷·2021届云南省玉溪一中高三上学期其次次月考（202210）】14．(15分)如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1＝1m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R＝1．5Ω的电阻；质量为m＝0．2kg、阻值r＝0．5Ω的金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L2＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的状况如图乙所示。为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F， g=10m/s2求：
（1）当t＝2s时，外力F1的大小；
（2）当t＝3s前的瞬间，外力F2的大小和方向；
（3）请在图丙中画出前4s外力F随时间变化的图像（规定Ｆ方向沿斜面对上为正）；

【答案】【学问点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律；电磁感应中的能量转化．J2 L2 L3
【答案解析】（1）0；（2）0.5N，方向沿斜面对下；（3）如图所示．解析：（1）当t=2s时，回路中产生的感应电动势为：
E=，
B2=1T，应电流为：
I=；
依据楞次定律推断可知，ab所受的安培力沿轨道向上；
ab棒保持静止，受力平衡，设外力沿轨道向上，则由平衡条件有：
mgsin30°-B2IL1-F1=0
可解得：F1=mgsin30°-B2IL1=0.2×10×sin30°-1×1×1=0
（2）当t=3s前的瞬间，由图可知，B3=1.5T，设此时外力沿轨道向上，则依据平衡条件得：
F2+B3IL1-mg sin30°=0
则得：F2=mg sin30°-B3IL1=0.2×10×sin30°-1.5×1×1=-0.5N，负号说明外力沿斜面对下．
（3）规定F方向沿斜面对上为正，在0-3s内，依据平衡条件有：
mgsin30°-BIL1-F=0而B=0.5t（T）
则得：F=mgsin30°-BIL1=0.2×10×sin30°-0.5T×1×1=1-0.5T（N）
当t=0时刻，F=1N．在3-4s内，B不变，没有感应电流产生，ab不受安培力，则由平衡条件得：F=mgsin30°=0.2×10×sin30°N=1N
画出前4s外力F随时间变化的图象如图所示．

【思路点拨】（1）由图知，0-3s时间内，B均匀增大，回路中产生恒定的感应电动势和感应电流，依据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求出感应电流，由平衡条件求解t=2s时，外力F1的大小．（2）与上题用同样的方法求出外力F2的大小和方向．（3）由B-t图象得到B与t的关系式，依据平衡条件得到外力F与t的关系式，再作出图象．解决本题的关键把握法拉第电磁感应定律、平衡条件、安培力公式和能量守恒定律等等电磁学和力学规律，得到解析式，再画图象是常用的思路，要多做相关的训练．

L3 电磁感应与电路的综合

【【 原创精品解析纯word版】物理卷·2021届云南省玉溪一中高三上学期期中考试（202211）】19．（9分）如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面对上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。

（1）调整Rx=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v。
（2）转变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。
【答案】【学问点】电磁感应现象L2 L3
【答案解析】（1）（2）解析：（1）当Rx=R棒沿导轨匀速下滑时，由平衡条件，安培力，解得
感应电动势，电流，解得
（2）微粒水平射入金属板间，能匀速通过，由平衡条件
棒沿导轨匀速，由平衡条件，金属板间电压
解得.
【思路点拨】本题考查了电磁感应现象中有关感应电流的计算，通过平衡条件求出金属棒的速度.

【【 原创精品解析纯word版】理综（物理）卷·2021届广西柳州市、玉林市、贵港市、百色市高三10月联考（2022[1]10）word版】20.如图11所示，平行金属导轨MN和PQ，他们的电阻可忽视不计，在M和P之间接有阻值R=3.0的定值电阻，导体棒ab长l=0.5m，其电阻不计，且与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁场强度B=0.4T，现使ab以v=10m/s的速度向右匀速运动，以下推断正确的是

A．导体棒ab中的感应电动势E=2.0V
B．电路中的电流I=0.5A
C．导体棒ab所受安培力方向向右
D．拉力做功的功率为
【答案】【学问点】导体切割磁感线时感应电动势；闭合电路欧姆定律；安培力；功率.K1 L3 J2
【答案解析】ＡＤ 解析：A、ab棒切割产生的感应电动势：E=BLV=04×05×10V=2V.故Ａ正确．
B、依据右手定则推断ab中的电流方向由b到a.电流大小为I=A，故B错误
C、由左手定则推断安培力的方向向左，故C错误
D、由公式P=ＵＩ，Ｐ＝２Ｖ×W，故Ｄ正确.
【思路点拨】依据E=BL求出ab棒切割产生的感应电动势；依据右手定则推断ab中的电流方向；由左手定则推断安培力的方向；由功率公式P=ＵＩ，求功率.