2018届高考物理一轮总复习第九章电磁感应章末检测卷.docx

第九章 电磁感应一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分)1(2015江苏卷)静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载春秋纬考异邮中有玳瑁吸衣若之说，但下列不属于静电现象的是()A梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉解析：小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生感应电流是电磁感应现象，不是静电现象，所以C正确答案：C2(2016威海模拟)如图所示，a、b是平行的金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d是分别串有电压表和电流表的金属棒，它们与导轨接触良好，当c、d以相同的速度向右运动时，下列说法正确的是()A两表均无读数B两表均有读数C电流表有读数，电压表无读数D电流表无读数，电压表有读数解析：当c、d以相同的速度向右运动时，穿过回路的磁通量没变，故无感应电流产生，所以电流表和电压表中的电流均为零，故选项A正确答案：A3(2016大连模拟)如图甲所示，面积为0.1 m2的10匝线圈EFG处在某磁场中，t0时，磁场方向垂直于线圈平面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示已知线圈与右侧电路接触良好，电路中的电阻R4 ，电容C10 F，线圈EFG的电阻为1 ，其余部分电阻不计则当开关S闭合，电路稳定后，在t0.1 s至t0.2 s这段时间内()A电容器所带的电荷量为8105 CB通过R的电流是2.5 A，方向从b到aC通过R的电流是2 A，方向从b到aDR消耗的电功率是0.16 W解析：线圈EFG相当于电路的电源，电动势EnS100.1 V10 V由楞次定律得，电动势E的方向是顺时针方向，故流过R的电流是ab，I A2 A，PRI2R224 W16 W；电容器UCUR，所带电荷量QCUC1010624 C8105 C，选项A正确答案：A4(2017西安模拟)在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为电阻可忽略不计的自感线圈，E为电源，S为开关关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是()A合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭B合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭C合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭D合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭解析：由于L是自感线圈，当合上S时，自感线圈L将产生自感电动势，阻碍电流的增加，故有b灯先亮，而a灯后亮；当S断开时，L、a、b组成回路，L产生自感电动势阻碍电流的减弱，由此可知，a、b同时熄灭，C正确答案：C5(2016东营模拟)如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()A导体框中产生的感应电流方向相反B导体框中产生的焦耳热相同C导体框ad边两端电势差相同D通过导体框截面的电量相同解析：根据右手定则可知，导体框中产生的感应电流均是沿顺时针方向，选项A错误；导体框中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，设导线框的边长为l，当以速度v匀速拉出时，Q1F安llv，所以导体框中产生的焦耳热不同，选项B错误；当以速度v匀速拉出时，cd边切割磁感线产生感应电动势，cd边相当于电源，导体框ad边两端电势差U1Blv，当以速度3v匀速拉出时，ad边切割磁感线产生感应电动势，ad边相当于电源，导体框ad边两端电势差等于路端电压，其大小为U2Bl3vBlv，选项C错误；两个过程中，通过导体框截面的电荷量均为q，选项D正确答案：D6(2016宝鸡模拟)如图所示，两根水平放置的相互平行的金属导轨ab、cd，表面光滑，处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒PQ垂直于导轨放在上面，以速度v向右做匀速运动，欲使棒PQ停下来，下面的措施可行的是(导轨足够长，棒PQ有电阻)()A在PQ右侧垂直于导轨再放上一根同样的金属棒B在PQ右侧垂直于导轨再放上一根质量和电阻均比棒PQ大的金属棒C将导轨的a、c两端用导线连接起来D将导轨的a、c两端和b、d两端分别用导线连接起来解析：在PQ棒右侧放金属棒时，回路中产生感应电流，使金属棒加速，PQ棒减速，当获得共同速度时，回路中感应电流为零，两棒都将匀速运动，A、B错误；当一端或两端用导线连接时，PQ的动能将转化为内能而最终静止，C、D正确答案：CD7(2017荆州模拟)如图所示，MN、PQ是与水平面成角的两条平行光滑且足够长的金属轨道，其电阻忽略不计空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B.导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与轨道接触良好，每根导体棒的质量均为m，电阻均为r，轨道宽度为L，与轨道平行的绝缘细线一端固定，另一端与ab棒中点连接，细线承受的最大拉力Tm2mgsin .今将cd棒由静止释放，则细线被拉断时，cd棒的()A速度大小是B速度大小是C加速度大小是2gsin D加速度大小是0解析：由静止释放后cd棒沿斜面向下做加速运动，随着速度的增大，EBLv变大，I也变大，FBIL也变大，对ab棒，当T2mgsin mgsin BIL时细线刚好被拉断，此时v，cd棒这时向上的安培力与沿斜面向下的重力的分力平衡，加速度大小是0，故选项A、D正确，选项B、C错误答案：AD二、非选择题(本题共5小题，共52分按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)8(10分)(2015江苏卷)做磁共振检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r5.0 cm，线圈导线的横截面积A0.80 cm2，电阻率1.5 m，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3 s内从1.5 T均匀地减小为零，求(计算结果保留一位有效数字)：(1)该圈肌肉组织的电阻R；(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E；(3)0.3 s内该圈肌肉组织中产生的热量Q.解析：(1)由电阻定律R，(2分)解得R6103 .(1分)(2)感应电动势Er2，(2分)解得E4102 V(1分)(3)由焦耳定律得Qt，(3分)解得Q8108 J(1分)答案：(1)6103 (2)4102 V(3)8108 J9(10分)(2015海南卷)如图所示，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略求：(1)电阻R消耗的功率；(2)水平外力的大小解析：(1)导体切割磁感线运动产生的电动势为EBlv，(2分)根据欧姆定律，闭合回路中的感应电流为I，(1分)电阻R消耗的功率为PI2R.(1分)联立可得P.(1分)(2)对导体棒受力分析，受到向左的安培力和向左的摩擦力，向右的外力，三力平衡，故有F安mgF，(2分)F安BIlBl.(2分)解得Fmg.(1分)答案：(1)P(2)Fmg10(12分)(2016唐山模拟)如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L1 m，上端接有电阻R3 ，虚线OO下方是垂直于导轨平面的匀强磁场现将质量m0.1 kg、电阻r1 的金属杆ab从OO上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的vt图象如图乙所示(取g10 m/s2)求：(1)磁感应强度B；(2)杆在磁场中下落0.1 s过程中电阻R产生的热量解析：(1)由图象知，杆自由下落0.1 s进入磁场后以v1.0 m/s做匀速运动产生的电动势EBLv，(2分)杆中的电流I，(2分)杆所受安培力F安BIL，(2分)由平衡条件得mgF安，(2分)解得B2 T(1分)(2)电阻R产生的热量QI2Rt0.075 J(3分)答案：(1)2 T(2)0.075 J11(12分)如图所示，间距l0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内在水平面a1b1b2a2区域内和倾角37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B10.4 T、方向竖直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场电阻R0.3 、质量m10.1 kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m20.05 kg的小环已知小环以a6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)小环所受摩擦力的大小；(2)Q杆所受拉力的瞬时功率解析：(1)设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律，有m2gFfm2a，(3分)代入数据，得Ff0.2 N(1分)(2)设通过K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有FfB1I1l，(1分)设回路总电流为I，总电阻为R总，有I2I1，R总R.(2分)设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有I，EB2lv，Fm1gsin B2Il，(3分)拉力的瞬时功率PFv.(1分)联立以上各式，代入数据得P2 W(1分)答案：(1)0.2 N(2)2 W12(14分)如图所示，水平放置的平行金属导轨宽度为d1 m，导轨间接有一个阻值为R2 的灯泡，一质量为m1 kg的金属棒跨接在导轨之上，其电阻为r1 ，且和导轨始终接触良好整个装置放在磁感应强度为B2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使金属棒从静止开始向右运动求：(1)若金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.2，施加的水平恒力为F10 N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？(2)若金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.2，施加的水平力功率恒为P6 W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？(3)若金属棒与导轨间是光滑的，施加的水平力功率恒为P20 W，经历t1 s的过程中灯泡产生的热量为QR12 J，则此时金属棒的速度v3是多少？解析：(1)由I和F安BId，(2分)可得F安，(1分)根据平衡条件可得FmgF安(1分)解得v1 m/s6 m/s.(1分)(2)稳定后Fmg，(2分)且PFv2，(1分)整理得2v3v290.(1分)解得v21.5 m/s.(1分)(3)金属棒和灯泡串联，由QI2Rt得灯泡和金属棒产生的热量比，(1分)根据能量守恒PtmvQRQr，(2分)解得v3 m/s2 m/s.(1分)答案：(1)6 m/s(2)1.5(3)2 m/s教师用书备选题13(2016赣州模拟)某同学将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时按照这种猜测()A在t0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化B在t0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化C在t0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值D