【高考導航】2013屆高考物理一輪復習單元過關(guān)檢測(九)電磁感應(yīng)

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1、《高考導航》2013屆高考物理一輪復習單元過關(guān)檢測（九）：電磁感 應(yīng)（人教版） （時間：90分鐘滿分：100分） 、單項選擇題（本題共7小題，每小題 5分，共計35分，在每小題給出的四個選項中, 只有一個選項符合題意） 1. （2012年揚州模擬）如圖所示，每米電阻為 1 Q的一段導線被彎成半徑 一 一—一，、人 一―一…- 1 r = 1m的三段圓弧組成閉合回路.每段圓弧都是 :圓周，位于空間直角 4 坐標系的不同平面內(nèi)； ab段位于xOy平面內(nèi)，bc段位于yOz平面內(nèi), ca段位于zOx平面內(nèi).空間內(nèi)存在著一個沿十 x軸方向的磁場，其磁感應(yīng)強度隨時間

2、變 3 化的關(guān)系式為 B = 0.7+0.6t（T）.則（ ） A.導線中的感應(yīng)電流大小是 0.1 A ,方向是a-—b-a B.導線中的感應(yīng)電流大小是 0.1 A ,方向是a-b^cfa C.導線中的感應(yīng)電流大小是 兀 、，一 . 20 A ,萬向是 a-c—b-a D.導線中的感應(yīng)電流大小是 兀 、，一 20 A ,萬向是 a-b—c-a 一 ., . 1 解析：由于空間存在一個沿+ x軸萬向的磁場，因此廣生磁通量的有效面積為4圓b0G 根據(jù)楞次定律可判定導線中的感應(yīng)電流方向是 a c-b-a, B D兩項錯誤；再由法拉 第電磁感

3、應(yīng)定律E=加和閉合電路的歐姆定律I=&R可求得導線中的感應(yīng)電流大小 是0.1 A , A項正確、C項錯誤. 答案：A 2.如圖，一磁鐵用細線懸掛，一個很長的銅管固定在磁鐵的正下方，開 始時磁鐵上端與銅管上端相平.燒斷細線，磁鐵落入銅管的過程中， 下列說法正確的是（ ） ①磁鐵下落的加速度先增大，后減小 ②磁鐵下落的加速度恒定 ③磁鐵下落的速度先增大后減小 ④磁鐵下落的加速度一直減小最后為零 ⑤磁鐵下落的速度逐漸增大，最后勻速運動 A.只有②正確 B.只有①③正確 C.只有①⑤正確 D.只有④⑤正確 解析：剛燒斷細線時，磁鐵只受重力，向下加速運動，銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，對磁鐵

4、  的下落產(chǎn)生阻力，故磁鐵速度增大，加速度減小，當阻力和重力相等時，磁鐵加速度 為零，速度達到最大，可見 D正確. 答案：D 3.如圖所示，Q是單匝金屬線圈，MN是一個螺線管，它的繞線方法沒有畫 出，Q的輸出端a、b和MN勺輸入端c、d之間用導線相連，P是在MN勺 正下方水平放置的用細導線繞制的軟彈簧線圈.若在 Q所處的空間加上 與環(huán)面垂直的變化磁場， 發(fā)現(xiàn)在ti至12時間段內(nèi)彈簧線圈處于收縮狀態(tài)， 則所加磁場的磁感應(yīng)強度的變化情況可能是 （ ） 解析：在ti至12時間段內(nèi)彈簧線圈處于收縮狀態(tài)，說明此段時間內(nèi)穿過彈簧線圈的磁 通量變大，即穿過彈簧線圈的磁場的磁感應(yīng)強度變

5、大，則螺線管中電流變大，單匝金 屬線圈Q產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變大，所加磁場的磁感應(yīng)強度的變化率變大，即 B—t圖線 的斜率變大，選項 D正確. 答案：D 4 . （2011年上海單科）如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán) a與金屬圓環(huán)b同心 了—、 共面放置，當a繞O點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時， b中產(chǎn)生順時針方向的 j 感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán) a（ ） A.順時針加速旋車專 B.順時針減速旋轉(zhuǎn) C.逆時針加速旋車專 D.逆時針減速旋轉(zhuǎn) 解析：由楞次定律，欲使 b中產(chǎn)生順時針電流，則 a環(huán)內(nèi)磁場應(yīng)向里減弱或向外增強， a環(huán)的旋轉(zhuǎn)情況應(yīng)該是順時針減速或逆時針加速， 由于b環(huán)又有

6、收縮趨勢，說明a環(huán)外 部磁場向外，內(nèi)部向里，故選 B. 答案：B 5 .如圖所示，矩形線框 abcd通過導體桿搭接在金屬導軌 EF和MN上, 整個裝置放在如圖所示的勻強磁場中. 當線框向右運動時，下面說法 A. R中無電流 B. R中有電流，方向為 C. ab中無電流 D. ab中有電流，方向為 a-b 正確的是（ ） 解析：由于線框向右運動，所以 ab兩端和cd兩端存在著相同大小的電動勢， ab中有 電流，方向為b-a, cd中也有電流，方向為 c-d.同樣R的回路內(nèi)有電流，電流方向 為E- M 答案：B 6.兩塊水平放置的金屬板間的距離為 圈中有豎直方

7、向的磁場，電阻 一個質(zhì)量為 d,用導線與一個 n匝線圈相連，線圈電阻為 r,線 R與金屬板連接，如圖所示，兩板間有 m^電量+ q的油滴恰好處于靜止，則線圈中的磁感應(yīng)強度 （ ） A. 磁感應(yīng)強度 B豎直向上且正增強, B. 磁感應(yīng)強度 B豎直向卜且正增強, C. 磁感應(yīng)強度 B豎直向上且正減弱, D. 磁感應(yīng)強度 B豎直向卜且正減弱, B的變化情況和磁通量的變化率分別是 A ① dmg 解析：由平衡條件知，下金屬板帶正電, 判定磁感應(yīng)強度 B豎直向上且正減弱或豎直向下且正增強, A t — nq A ① dmg ——=— A t nq

8、A ① dmg R+ r A t nRq A ① dmgr R+ r At — nRq 故電流應(yīng)從線圈下端流出，由楞次定律可以 -- U A、D錯誤；因mg=%，U E A ① A ① dmg R+ r , 人 = ET7R, E= n~rr^聯(lián)立可求得 ~rr= ，故只有 C項正確. rRr r △ t △ t nqR 答案：C 7.如圖所示，一閉合直角三角形框以速度 v勻速穿過勻強磁場區(qū)域. 從 BC邊進入磁場區(qū)開始計時，到A點離開磁場區(qū)為止的過程中，線框 內(nèi)感應(yīng)電流的情況 （以逆時針方向為電流的正方向 ）是圖中的 解析：BC邊剛進入磁場時，產(chǎn)生的感應(yīng)

9、電動勢最大，由右手定則可判定電流方向為逆 時針方向，是正值，隨線框進入磁場，有效長度 L逐漸減小，由E= Blv得電動勢均勻 減小，即電流均勻減小；當線框剛出磁場時，切割磁感線的有效長度 l最大，故電流 最大，且為順時針方向，是負值，此后電流均勻減小，故只有 A圖象符合要求. 答案：A 二、多項選擇題（本題共5小題，每小題5分，共計25分，每小題有多個選項符合題意， 全部選又?的得7分，選對但不全的得 4分，錯選或不答的得 0分） 8. （2011年山東理綜）了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程， 學會像科學家那樣觀察和思考， 往往比掌 握知識本身更重要.以下符合史實的是 （ ） 焦耳發(fā)現(xiàn)了電

10、流熱效應(yīng)的規(guī)律 B. 庫侖總結(jié)出了點電荷間相互作用的規(guī)律 解析：焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，通常稱此為焦耳熱, A正確.庫侖研究電荷間作用的 規(guī)律，得出庫侖定律，B正確.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了磁場產(chǎn)生電 流，打開電氣時代的大門， C錯誤.伽利略做斜面實驗，研究自由落體運動, D錯誤. 答案：AB 9.如圖所示，在邊長為 a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場 紙面向外，一個邊長也為 a的等邊三角形導線框架 場區(qū)域的邊界重合.現(xiàn)使導線框以周期 T繞其中心 轉(zhuǎn)動，經(jīng)過T導線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置, 則在這和間內(nèi)（ ） B,其方向垂直 EFG正好與上述

11、磁 O點在紙面內(nèi)勻速 B. C. D. 平均感應(yīng)電動勢大小等于一黑 八 3a2B 平均感應(yīng)電動勢大小等于 -T- 逆時針方向轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流方向為 順時針方向轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流方向為 解析：由E= _ _ Bx 3x -x -x -sin 60 A ① B,AS 2 3 3 TT= At = T/6 3a2B 烽 W2T , A正確、 T B錯誤;6時間 內(nèi)磁通量減少, 由楞次定律知：感應(yīng)電流為逆時針方向, C錯誤、D正確. C. 楞次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，拉開了研究電與磁相互關(guān)系的序幕 D. 牛頓將斜面實驗的結(jié)論合理外推，間接證明了自由落體運動是勻

12、變速直線運動 答案：AD 10. (2010年全國I ）某地的地磁場磁感應(yīng)強度的豎直分量方向向下, 大小為4.5 X10 5T. 靈敏電壓表連接在當?shù)厝牒：佣蔚膬砂叮訉? 100 m,該河段漲潮和落潮時有海水 （視 為導體）流過.設(shè)落潮時, 海水自西向東流，流速為 2 m/s.下列說法正確的是（ ） 電壓表記錄的電壓為 5 mV B. 電壓表記錄的電壓為 9 mV C. 河南岸的電勢較高 D. 河北岸的電勢較高 解析：由 E= BLv= 4.5 X 10 5X 100X2=9X 10 —3V可知A項錯誤、B項正確.再由右手 定則可

13、判斷河北岸電勢高，故 C項錯誤、D項正確. 答案：BD 11. （2012年泰州模擬）如圖所示，在水平桌面上放置兩條相距 l的平 行粗糙且無限長的金屬導軌 ab與cd,阻值為R的電阻與導軌的a、c端相連.金屬滑 桿MN@直于導軌并可在導軌上滑動，且與導軌始終接觸良好.整個裝置處于勻強磁場 中，磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強度的大小為 B.滑桿與導軌電阻不計，滑桿的中點 系一根不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為 m的物塊相 Ff,則在物塊 連，拉滑桿的繩處于水平拉直狀態(tài).現(xiàn)若由靜止開始釋放物塊，用 I表示穩(wěn)定后回路 中的感應(yīng)電流，g表示重力加速度，設(shè)

14、滑桿在運動中所受的摩擦阻力恒為 卜落過程中（ ） A.物塊的最終速度為 mg- Ff R B2l2 B.物塊的最終速度為 I2R mg- Ff 9 C.穩(wěn)定后物塊重力的功率為 I2R D.物塊重力的最大功率可能大于 mg mg- Ff R B2P 解析：由題意分析可知，由靜止釋放物塊，它將帶動金屬滑桿 MNH起運動，當它們穩(wěn) 定時最終將以某一速度做勻速運動而處于平衡狀態(tài)， 設(shè)M弼最終速度為v,對MNFU平 2. 2 衡方程：一+Ff = mg所以v= mg212f R所以A項正確；從能量守恒角度進行分 R B l 析，物塊的重力的功率轉(zhuǎn)化為因克服安培力

15、做功而產(chǎn)生的電熱功率和克服摩擦力做功 產(chǎn)生的熱功率，所以有: 。 一I2R 一 I R+Esmgv所以v=mg^f所以一項正確、 C項錯誤; 物塊重力的最大功率為 mg- Fr R ~ …- Pm= mgv= mg Bp ,所以 D 錯誤. 答案：AB 12.在光滑的水平地面上方，有兩個磁感應(yīng)強度大小均為 B,方向相 反的水平勻強磁場，如圖所示， PQ為兩個磁場的邊界，磁場范圍 足夠大.一個半徑為 d,質(zhì)量為E電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場 方向，以速度 v從如圖位置運動，當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界 v 線PQ重合時，圓環(huán)的速度為 2,則下列說法正確的是（ ） A

16、. , 4B2d2v2 此時圓環(huán)中的電功率為 一-- R B. t 匚 +、 4B2d2v 此時圓環(huán)的加速度為FR C. 此過程中通過圓環(huán)截面的電荷量為 2 兀Bd R D. 此過程中回路產(chǎn)生的電能為 0.75 2 mv 解析：當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線 PQ重合時，圓環(huán)左右兩半環(huán)均產(chǎn)生感應(yīng)電動勢, 根據(jù)右手定則可知，其感應(yīng)電動勢大小相等，方向相反，而整個回路組成串聯(lián)電動勢, v E 2Bdv 則總電動勢為 E= 2BX2dx^=2Bdv,此時回路中的電流為 I =3=一丁，圓環(huán)中的電功 2 R R 4 4E2d2v P=

17、Fv= BIlv =1.6 W P= I2R總=1.6 W, P機=P電 答案：(1)0.8 A b-a (2)1.6 W (3)1.6 W 相等 14. (9分)如圖(甲)所示，一正方形金屬線框位于有界勻強磁場區(qū)域內(nèi), 邊界.t=0時刻對線框施加一水平向右的外力 F,讓線框從靜止開始做勻加速直線運 率為P= IE = -F—,即選項A正確.根據(jù)左手定則可判斷，圓環(huán)左右兩半環(huán)均受到大 R 8^d2v 小相等、方向向左的安培力作用，合力為 F=2BIX2d=Y—,因此，此時圓環(huán)的加速 R 、 F 8B2d2v 一， ，，，， ， 『， Btt d2 度為a=

18、m= —mR"故選項b錯誤.在這一過程中，線圈向里的磁通量減少 一2—，而 _ 2 Btt d2 - 2 線圈向外的磁通量增加 一2一，則通過線圈的磁通量的變化量為 A①=Btt d2,此過程中 2 通過圓環(huán)截面的電荷量為 q=^^ = JLBd,故選項 C正確.根據(jù)能量守恒定律可知， R R 在這一過程中，線圈中產(chǎn)生的熱量為 Q= 2mV—1mV)= 0.375 mV,則選項D錯誤. 答案：AC 三、計算題(本題共4小題，共計40分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步 驟.只寫出最后答案的不能得分. 有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位. )

19、 13. (9分)如圖所示，在磁感應(yīng)強度為 0.4 T的勻強磁場中，讓長為 0.5 m、電阻為0.1 Q的導體棒ab在金屬中g(shù)上以10 m/s的速 度向右勻速滑動，電阻 R=6 R=4 Q,其他導線上的電 阻可忽略不計.求： (1) ab棒中的電流大小與方向； (2)為使ab棒勻速運動，外力的機械功率； (3) ab棒中轉(zhuǎn)化成電能的功率，并比較機械功率與轉(zhuǎn)化成電能的功率是否相等. 解析：(1)由右手定則可以判定，電流方向 b-a E= Blv = 2 V _RR_ R+R + r = 2.5 =0.8 A 線框的右邊緊貼著  動.經(jīng)過時間t0穿出磁場

20、.圖（乙）所示為外力F隨時間t變化的圖象.若線框質(zhì)量 電阻R及圖象中的F。、to均為已知量，則根據(jù)上述條件，請你推出： （乙） （1）磁感應(yīng)強度B的表達式; （2）線框左邊剛離開磁場前瞬間的感應(yīng)電動勢 E的表布式. 解析：（1）線框運動的加速度大小為: a=F0P ,,一， 1 公 線框邊長：l = ]at。② 線框離開磁場前瞬間速度: v= at o ③ 由牛頓第二定律知： B2l 2V 3F。一 r-= mOD （2）線框離開磁場前瞬間感應(yīng)電動勢. E= Blv ⑥ 解①②③⑤⑥式得： 15. （10分）一個質(zhì)量

21、為 m直彳至為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍足 夠大的磁場中豎直向下下落，磁場的分布情況如圖所示.已知磁感 應(yīng)強度豎直方向分量 By的大小只隨高度y變化，其隨高度y變化關(guān) 系為By= Bo（1 + ky）（此處k為比例常數(shù)，且k>0）,其中沿圓環(huán)軸線 的磁場方向始終豎直向上.金屬圓環(huán)在下落過程中的環(huán)面始終保持 水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度.求: （1）圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向; （2）圓環(huán)收尾速度的大小. 解析：（1）根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向為順時針 （俯視觀察）. （2）圓環(huán)下落高度為y時的磁通量為 d2 d2 ①=BS>= Btt —= Bo（1

22、 + ky）兀— 4 4 設(shè)收尾速度為Vm,以此速度運動 At時間內(nèi)磁通量的變化為 d2 "①: aBs= E0k兀4VmAt 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有 E= Eok兀 gvm At 4 ,、 、 E2 圓環(huán)中感應(yīng)電流的電功率為 IPh= — R 重力做功的功率為 Pg= mgv. 根據(jù)能量守恒定律有 Pe= PG 16mgR 解得Vm=兀2k2的4. 答案：（1）順時針（俯視） (2) 16mgR 7TS? 11 16. （12分）（2011年四川理綜）如圖所示，間距l(xiāng)=0.3 m 的平行金屬導軌 abc和a2b2c2分別固定在兩個

23、豎直 面內(nèi).在水平面 a1bb2a2區(qū)域內(nèi)和傾角 。=37的斜 面ebb2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強度 B=0.4 T、方向 豎直向上和 E2= 1 T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場.電阻 R= 0.3 ◎、質(zhì)量m= 0.1 kg、長為l的相同導體桿 K、S Q分別放置在導軌上，S桿的兩端固定在 b、b2點，K Q桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好. 一端系于 K桿中點的輕繩平行于導軌繞過 輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量 m=0.05 kg的小環(huán).已知小環(huán)以 a= 6 m/s2的加 速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力 F作用下勻速運 動.不計導軌電阻和滑

24、輪摩擦， 繩不可伸長.取g=10 m/s2, sin 37 =0.6, cos 37 = 0.8.求 （1）小環(huán)所受摩擦力的大?。? （2） Q桿所受拉力的瞬時功率. 解析：（1）設(shè)小環(huán)受到的摩擦力大小為 Ff,由牛頓第二定律，有 mg —Ff = ma① 代入數(shù)據(jù)，得 Fr= 0.2 N ② (2)設(shè)通過K桿的電流為Ii, K桿受力平衡，有 R= BI il ③ 設(shè)回路總電流為I ,總電阻為R總，有 I =211④ 3? R總=2RD 設(shè)Q桿下滑速度大小為 v,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E,有 E= BJv ⑦ F+ mg sin e=BJl ⑧ 拉力的瞬時功率為 P= Fv⑨ 聯(lián)立以上方程，代入數(shù)據(jù)得 P= 2 W 答案：(1)0.2 N (2)2 W