专题4.2 电磁感应（练）-2023年高考物理二轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测（新高考专用）
专题四 电路和电磁感应（练）
专题4.2 电磁感应
第一部分：练真题
【2022年真题】
1、（2022·重庆卷·T13）某同学以金属戒指为研究对象，探究金属物品在变化磁场中的热效应。如图所示，戒指可视为周长为L、横截面积为S、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求：
（1）戒指中的感应电动势和电流；
（2）戒指中电流的热功率。
【答案】（1），；（2）
【解析】
（1）设戒指的半径为，则有
磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，产生的感应电动势为
可得
戒指的电阻为
则戒指中的感应电流为
（2）戒指中电流的热功率为
2、（2022·重庆卷·T7）如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为F0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为2F0，两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n，则k、m、n可能为（ ）
A. k = 2、m = 2、n = 2 B.
C. D.
【答案】C
【解析】
由题知杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，则在v = 0时分别有
，
则第一次和第二次运动中，杆从静止开始运动相同位移的时间分别为
，
则
第一次和第二次运动中根据牛顿第二定律有，整理有
则可知两次运动中F—v图像的斜率为，则有
故选C。
3、（2022·海南卷·T18）光滑的水平长直轨道放在匀强磁场中，轨道宽，一导体棒长也为，质量，电阻，它与导轨接触良好。当开关与a接通时，电源可提供恒定的电流，电流方向可根据需要进行改变，开关与b接通时，电阻，若开关的切换与电流的换向均可在瞬间完成，求：
①当棒中电流由M流向N时，棒的加速度的大小和方向是怎样的？
②当开关始终接a，要想在最短时间内使棒向左移动而静止，则棒的最大速度是多少？
③要想棒在最短时间内向左移动7m而静止，则棒中产生的焦耳热是多少？
【解析】①当棒中电流由M流向N时，所受安培力F=BIL=0.25×1×0.4N=0.1N
由左手定则可判断出安培力方向为向右。
由牛顿第二定律，F=ma，解得a=1m/s2。方向水平向右。
②要想在最短时间内使棒向左移动而静止，导体棒应该先加速后减速，设导体棒的最大速度为v1，
由=x1，v1=at1/2，联立解得v1=2m/s。
③要想棒在向左移动7m而静止，可以采取两种方法，
一种是开关始终接a，导体棒应该先加速后减速，设导体棒的最大速度为v2，
由=x1，v2=at2/2，联立解得t2=2s。棒中产生的焦耳热Q=I2rt2=0.1J。
另一种是开关先接a，当导体棒加速到某一速度v3后开关与b接通，导体棒做减速运动，直到静止。
导体棒加速运动v3= at3，加速运动位移x1= at32，联立消去t3，得v32=2 x1。①
开关与b接通，导体棒做减速运动，导体棒中产生的感应电动势e=BLv，感应电流i=
由动量定理，BLi△t=m△v，
即v△t=m△v，
两边求和，Σv△t=mΣ△v，
注意到Σv△t=7- x1，Σ△v = v3，
则有（7- x1）= mv3，
代入相关数据得7- x1=v3②
联立①②解得v3=（-1）m/s，x1=（8-）m
导体棒加速运动时间t3= v3/a=（-1）s，加速运动过程导体棒中产生的焦耳热Q1= I2r t2=J
导体棒减速过程，由能量守恒定律，Q2+QR=mv32，
又R=r，导体棒与定值电阻串联，所以Q2=QR解得 Q2 =J
棒中产生的焦耳热是Q= Q1+Q2 =J+J=J。
4、（2022·江苏卷·T5）如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为（　　）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由题意可知磁场的变化率为
根据法拉第电磁感应定律可知
故选A。
5、（2022·上海卷·T20）宽L=0.75m的导轨固定