（新课标）高考物理一轮复习 第九章 电磁感应综合能力测试.doc

电磁感应时间：60分钟分值：100分一、单项选择题(每小题6分，共30分)1很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐让条形磁铁从静止开始下落，条形磁铁在圆筒中的运动速率()a均匀增大 b先增大，后减小c逐渐增大，趋于不变 d先增大，再减小，最后不变解析：竖直圆筒相当于闭合电路，磁铁穿过闭合电路，产生感应电流，根据楞次定律，磁铁受到向上的阻碍磁铁运动的安培力，开始时磁铁的速度小，产生的感应电流也小，安培力也小，磁铁加速运动，随着速度的增大，产生的感应电流增大，安培力也增大，直到安培力大小等于磁铁重力的时候，磁铁匀速运动，c正确答案：c2.如图所示，一根长导线弯成如图abcd的形状，在导线框中通以图示直流电，在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环p，环与导线框处于同一竖直平面内，当电流i增大时，下列说法中正确的是()a金属环p中产生顺时针方向的电流b橡皮筋的长度增大c橡皮筋的长度不变d橡皮筋的长度减小解析：导线框中的电流所产生的磁场在金属环p内的磁通量方向垂直于纸面向里，当电流i增大时，金属环p中的磁通量向里且增大，由楞次定律和右手定则可知金属环p中产生逆时针方向的感应电流，a错误；根据对称性及左手定则可知金属环p所受安培力的合力方向向下，并且随电流i的增大而增大，所以橡皮筋会被拉长，b正确，c、d错误答案：b3电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器如图甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为选项中的()解析：对应感应电流为in，可见，感应电流与磁通量的变化率有关，类比vt图象斜率的物理意义，不难发现，t图线上各点处切线的斜率的绝对值表示感应电流的大小，斜率的正负表示电流的方向，根据题图乙，在0t0时间内，感应电流i的大小先减小到零，然后再逐渐增大，电流的方向改变一次，据此可知，b正确，a、c、d错误答案：b4如图所示，电阻r1 、半径r10.2 m的单匝圆形导线框p内有一个与p共面的圆形磁场区域q，p、q的圆心相同，q的半径r20.1 mt0时刻，q内存在着垂直于圆面向里的磁场，磁感应强度b随时间t变化的关系是b2t(t)若规定逆时针方向为电流的正方向，则线框p中感应电流i随时间t变化的关系图象应该是下图中的()解析：由b2t(t)知，1 t/s，且磁感应强度逐渐减小，由楞次定律得p内电流沿顺时针方向，为负值，故a、d错误；由闭合电路的欧姆定律得i0.01(a)，故b错误，c正确答案：c5如图甲所示，电阻不计且间距l1 m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值r2 的电阻，虚线oo下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量m0.1 kg、电阻不计的金属杆ab从oo上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平已知杆ab进入磁场时的速度v01 m/s，下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示，g取10 m/s2，则()a匀强磁场的磁感应强度为1 tb杆ab下落0.3 m时金属杆的速度为1 m/sc杆ab下落0.3 m的过程中r上产生的热量为0.2 jd杆ab下落0.3 m的过程中r上产生的热量约为0.29 j解析：在杆ab刚进入磁场时，有mgma，由题图乙知，a的大小为10 m/s2，解得b2 t，a错误；杆ab下落0.3 m时杆开始做匀速运动，则有mg，解得v0.5 m/s，b错误；在杆ab下落0.3 m的过程中，根据能量守恒得，r上产生的热量为qmghmv20.287 5 j，c错误，d正确答案：d二、多项选择题(每小题8分，共24分)6.如图所示，水平放置的相距为l的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab.导轨的一端连接电阻r，其他电阻均不计，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力f作用下由静止开始向右运动则()a随着ab运动速度的增大，其加速度也增大b外力f对ab做的功等于电路中产生的电能c当ab做匀速运动时，外力f做功的功率等于电路中的电功率d无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能解析：设ab的速度为v，运动的加速度a，随着v的增大，ab由静止先做加速度逐渐减小的加速运动，当a0后做匀速运动，则a选项错误；由能量守恒知，外力f对ab做的功等于电路中产生的电能和ab增加的动能之和，ab克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，则b选项错误，d选项正确；当ab做匀速运动时，fbil，外力f做功的功率等于电路中的电功率，则c选项正确答案：cd7.如图，倾角为的斜面上放置着光滑导轨，金属棒kn置于导轨上，在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上在cd左侧的无磁场区域cdpm内有一半径很小的金属圆环l，圆环与导轨在同一平面内当金属棒kn在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后，则下列说法正确的是()a圆环l有收缩趋势b圆环l有扩张趋势c圆环内产生的感应电流变小d圆环内产生的感应电流不变解析：由于金属棒kn在重力的作用下向下运动，则knmp回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场，随着金属棒向下加速运动，圆环的磁通量将增加，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增加；又由于金属棒向下运动的加速度agsin减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小答案：ac8.如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为l，右端接有阻值为r的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为b的匀强磁场质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上初始时刻，弹簧恰处于自然长度给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触已知导体棒的电阻r与定值电阻r的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是()a导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左b导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压ublv0c导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能epmvd金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻r上产生的焦耳热qmv解析：根据楞次定律，导体棒向右运动，感应电流的方向为a到b，再根据左手定则，导体棒受到的安培力方向水平向左，选项a正确；导体棒开始运动的初始时刻，导体棒产生的感应电动势为blv0，而导体棒两端的电压为路端电压，大小为，选项b错误；根据动能定理，w安w弹mv，所以w弹mv，而w弹等于弹簧的弹性势能，故epmv，选项c错误；最终机械能全部转化为电阻的内能，导体棒r和电阻r产生的内能都是mv，选项d正确答案：ad三、非选择题(共46分)9.(12分)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨mn、pq竖直放置，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端m与p间连接阻值为r0.40 的电阻，质量为m0.01 kg、电阻为r0.30 的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，重力加速度g取10 m/s2.试求：时间t(s)00.10.20.30.40.50.60.7下滑距离s(m)00.10.30.71.42.12.83.5(1)当t0.7 s时，重力对金属棒ab做功的功率；(2)金属棒ab在开始运动的0.7 s内，电阻r上产生的焦耳热；(3)从开始运动到t0.4 s的时间内，通过金属棒ab的电荷量解析：(1)由表格中数据可知：金属棒先做加速度减小的加速运动，最后以7 m/s的速度匀速下落，则t0.7 s时，重力对金属棒ab做功的功率为pgmgv0.7 w.(2)根据动能定理wgw安mv2mvw安mv2mvmgh0.105 jqr|w安|0.06 j.(3)当金属棒ab匀速下落时，mgf安，则mgbil解得bl0.1 tm则电荷量qit0.2 c.答案：(1)0.7 w(2)0.06 j(3)0.2 c10.(10分)如图所示，一与水平面成37角的倾斜导轨下半部分有足够长的一部分(cd、ef虚线之间)处在垂直轨道平面的匀强磁场中，轨道下边缘与一高为h0.2 m光滑平台平滑连接，平台处在磁场外轨道宽度l1 m，轨道顶部连接一阻值为r1 的电阻，现使一质量m0.3 kg、电阻为r0.2 的导体棒pq从距磁场上边界l3 m处自由下滑，导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，导体棒离开磁场前恰好达到匀速运动导体棒离开平台后做平抛运动，落至水平面时的速度方向与水平方向成53角不计一切摩擦，g取10 m/s2.(1)求磁场的磁感应强度的大小；(2)pq从距磁场上边界l3 m处自由下滑，请分析进入磁场后的运动情况，并求刚进入磁场时通过电阻r的电流解析：(1)设导体棒离开磁场前恰好达到匀速运动时的速度为v1，由题意知离开平台的水平速度也为v1.则根据平抛运动的特点：vygt，hgt2，tan.所以v11.5 m/s导体棒离开磁场时满足：mgsinbil，又eblv1i，解得b1.2 t.(2)设导体棒进入磁场时的速度为v，则由机械能守恒定律得mglsin37mv2所以v6 m/s这时通过r的电流为i6 a，而这时安培力fbil7.2 n重力的分力mgsin371.8 n，因此导体棒进入磁场后先做加速度越来越小的减速运动，最终匀速运动，滑上平台后仍匀速运动，离开平台后做平抛运动答案：(1)1.2 t(2)见解析11(12分)如图，匀强磁场垂直铜环所在的平面，导体棒a的一端固定在铜环的圆心o外，另一端紧贴铜环、可绕o匀速转动通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板p、q连接成如图所示的电路，r1、r2是定值电阻带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间m点，被拉起到水平位置；合上开关k，无初速度释放小球，小球沿圆弧经过m点正下方的n点的另一侧已知：磁感应强度为b；a的角速度大小为，长度为l，电阻为r；r1r22r，铜环电阻不计；p、q两板间距为d；带电小球的质量为m、电量为q；重力加速度为g.求：(1)a匀速转动的方向；(2)p、q间电场强度e的大小；(3)小球通过n点时对细线拉力ft的大小解析：(1)依题意，小球从水平位置释放后，能沿圆弧向下摆动，故小球受到电场力的方向水平向右，p板带正电，q板带负电由右手定则可知，导体棒a顺时针方向转动(2)导体棒a转动切割磁感线，由法拉第电磁感应定律得电动势大小e0bl2由闭合电路欧姆定律得i由欧姆定律可知，pq的电压为upqir2故pq间匀强电场的电场强度大小e联立，代入r1r22r，可得e.(3)设细线长度为l，小球到达n点时速度为v，由动能定理可得mgleqlmv2又ftmg由得ft3mg.答案：(1)顺时针转动(2)(3)3mg12(12分)如图甲是半径为a的圆形导线框，电阻为r，虚线是圆的一条弦，虚线左右