【三维设计】高三物理一轮夯实基础 阶段验收评估《电磁感应》（含解析）.doc

验收评估(九)电 磁 感 应(时间：90分钟满分：100分)(因受版面所限，计算题部分请自备答题纸)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题至少有一个选项正确，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1(2012无锡二模)在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列说法正确的是()a牛顿首创了将实验和逻辑推理和谐结合起来的物理学研究方法b卡文迪许总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量的数值c法拉第提出了场的概念从而使人类摆脱了超距作用观点的困境d奥斯特最早发现了电磁感应现象为发明发电机提供了理论依据2.如图1所示，在磁感应强度大小为b、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为r的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在o点，并可绕o点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是()aabcdabdcbad 图1c先是dcbad，后是abcdad先是abcda，后是dcbad3如图2所示，小圆圈表示处于匀强磁场中的闭合电路一部分导线的横截面，速度v在纸面内，关于感应电流的有无及方向的判断正确的是()图2a(甲)图中有感应电流，方向向里b(乙)图中有感应电流，方向向外c(丙)图中无感应电流d(丁)图中a、b、c、d四位置上均无感应电流4(2012湖南期末)如图3所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度h处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是()图3a三者同时落地b甲、乙同时落地，丙后落地c甲、丙同时落地，乙后落地d乙、丙同时落地，甲后落地5. (2012安徽期末)如图4所示，在匀强磁场b中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟固定的大导体矩形环m相连接，导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触，磁感线垂直于导轨所在平面。若导体棒向右匀速地做切割磁感线的运动，且不考虑ab中电流对导体环的影响， 图4则在此过程中m所包围的固定闭合小矩形导体环n中电流表内()a有自下而上的恒定电流b产生自上而下的恒定电流c电流方向周期性变化d没有感应电流6. (2013漳州模拟)如图5所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨a、b，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是() 图5a一起向左运动b一起向右运动cab和cd相向运动，相互靠近dab和cd相背运动，相互远离7.如图6所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒pq、mn，mn的左边有一闭合电路，当pq在外力的作用下运动时，mn向右运动，则pq所做的运动可能是()a向右加速运动b向左加速运动 图6c向右减速运动d向左减速运动8.如图7所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒ab、cd的质量之比为21。用一沿导轨方向的恒力f水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后()a金属棒ab、cd都做匀速运动 图7b金属棒ab上的电流方向是由b向ac金属棒cd所受安培力的大小等于2f/3d两金属棒间距离保持不变9. (2012江西调研)如图8所示电路中，l是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为l上的左右两端点，a、b、c为完全相同的三个灯泡，原来电键k是闭合的，三个灯泡均在发光。某时刻将电键k打开，则下列说法正确的是()aa点电势高于b点，a灯闪亮后缓慢熄灭bb点电势高于a点，b、c灯闪亮后缓慢熄灭 图8ca点电势高于b点，b、c灯闪亮后缓慢熄灭db点电势高于a点，b、c灯不会闪亮只是缓慢熄灭10. (2012福建四校联考)如图9所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为l。金属圆环的直径也是l。自圆环从左边界进入磁场开始计时，以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域。规定逆时针方向为感应电流i的正方向，则圆环中感应电流i随其移动距离x的i x图象最接近图10中的() 图9图1011. (2013云南模拟)一导线弯成如图11所示的闭合线圈，以速度v向左匀速进入磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外。线圈总电阻为r，从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是() 图11a感应电流一直沿顺时针方向b线圈受到的安培力先增大，后减小c感应电动势的最大值ebrvd穿过线圈某个横截面的电荷量为12(2012广西期末)在如图12甲所示的电路中，螺线管匝数n1 500匝，横截面积s20 cm2。螺线管导线电阻r1.0 ，r14.0 ，r25.0 ，c30 f。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度b按如图乙所示的规律变化。则下列说法中正确的是()图12a螺线管中产生的感应电动势为1 vb闭合s，电路中的电流稳定后，电阻r1的电功率为5102 wc电路中的电流稳定后电容器下极板带正电ds断开后，流经r2的电量为1.8105 c二 、计算题(本题共4小题，共52分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13(12分)如图13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：图13(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。14. (12分)(2012哈尔滨期末)两根相距为l1 m的足够长的金属导轨如图14所示放置，一组导轨水平，另一组平行导轨与水平面成37角，拐角处连接一阻值为r1 的电阻。质量均为m1 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆 图14与导轨之间的动摩擦因数均为0.5，导轨电阻不计，两杆的电阻均为r1 。整个装置处于磁感应强度大小为b1 t，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，静止的cd杆所受摩擦力为最大静摩擦力，方向沿斜面向下。求此拉力的功率。(重力加速度g10 m/s2。可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)15(14分) (2012江苏苏北四市一模)两根足够长的光滑平行直导轨mn、pq与水平面成角放置，两导轨间距为l，m、p两点间接有阻值为r的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计。 图15现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。(1)求ab杆下滑的最大速度vm；(2)ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻r产生的焦耳热为q，求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻r的电量q。16(14分) (2012湖南模拟)如图16所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1.0 m，导轨平面与水平面成37角，下端连接阻值为r1.5 的电阻。匀强磁场大小b0.4 t、方向与导轨平面垂直。质量为m0.2 kg、电阻r0.5 的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25(已知 图16sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2)。(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)求金属棒稳定下滑时的速度大小及此时ab两端的电压uab为多少；(3)当金属棒下滑速度达到稳定时，机械能转化为电能的效率是多少(保留2位有效数字)。答 案阶段验收评估(九) 电 磁 感 应1选c伽利略首创了将实验和逻辑推理和谐结合起来的物理学研究方法，选项a错误；牛顿总结出了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量的数值，选项b错误；法拉第提出了场的概念从而使人类摆脱了超距作用观点的困境，选项c正确；法拉第最早发现了电磁感应现象为发明发电机提供了理论依据，选项d错误。2选b线框从右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为dcbad，从最低点摆到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为dcbad，所以选b。3选ac(甲)图中导线切割磁感线，根据右手定则，可知电流方向向里，a正确；(乙)、(丙)图中导线不切割磁感线，无感应电流，b错误，c正确；(丁)图中导线在b、d位置切割磁感线，有感应电流，在a、c位置速度与磁感线方向平行，不切割磁感线，无感应电流，d错误。4选d甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙是没有闭合的回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故d正确。5选d导体棒向右匀速运动的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，m中产生稳定的电流，则通过n中的磁通量保持不变，故n中无感应电流产生，选项d正确。6选c电流增强时，电流在abcd回路中产生的垂直向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据楞次定律推论，可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加，因此，两导体要相向运动，相互靠拢。故c正确。7选bcmn向右运动，说明mn受到向右的安培力，因为ab在mn处的磁场垂直纸面向里左手定则,mn中的感应电流由mnl1中感应电流的磁场方向向上。若l2中磁场方向向上减弱pq中电流为qp且减小向右减速运动；若l2中磁场方向向下增强pq中电流为pq且增大向左加速运动。8选bc对两金属棒ab、cd进行受力和运动分析可知，两金属棒最终将做加速度相同的匀加速直线运动，且金属棒ab速度小于金属棒cd速度，所以两金属棒间距离是变大的，由楞次定律判断金属棒ab上的电流方向是由b到a，a、d错误，b正确；以两金属棒整体为研究对象有：f3ma，隔离金属棒cd分析：ff安ma，可求得金属棒cd所受安培力的大小f安f，c正确；因此答案选b、c。9选b电键k闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻较b、c灯支路电阻小，故流过a灯的电流i1大于流过b、c灯的电流i2。且电流方向由a到b，a点电势高于b点。当电键k打开，由于与电源断开，但电感线圈会产生自感现象，相当于电源，b点电势高于a点，阻碍流过a灯的电流减小，瞬间流过b、c灯支路的电流为i1i2。故b、c灯闪亮一下后再缓慢熄灭，故b正确。10选a金属圆环进入磁场时，如图所示，则由法拉第电磁感应定律知回路电动势的大小与移动位移x的关系是eblv2bv2bv2bv(0xl)，由楞次定律知回路中感应电流方向是逆时针。当金属圆环完全进入磁场后又离开磁场时，同理由对称性可分析回路电动势大小变化规律与0xl过程相同，只是回路中感应电流方向为顺时针，a正确。11选ab在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向，a正确；导体切割磁感线的有效长度先变大后变小，感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，b正确；导体切割磁感线的有效长度最大值为2r，感应电动势最大值e2brv，c错误；穿过线圈某个横截面的电荷量为q，d错误。12选cd根据法拉第电磁感应定律ens求出e1.2 v，选项a错；根据全电路欧姆定律i0.12 a，根据pi2r1，求出p5.76102 w，选项b错；由楞次定律得选项c对；s断开后，流经r2的电量即为s闭合时c板上所带的电量q，电容器两端的电压uir20.6 v，流经r2的电量qcu1.8105 c，选项d对。13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杆中的电流i杆所受安培力f安bil由平衡条件得mgf安解得b2 t(2)电阻r产生的热量qi2rt0.075 j答案：(1)2 t(2)0.075 j14解析：由平衡条件可得bilcos 37mgsin 37fnfnmgcos 37bilsin 37解得i20 a由闭合电路欧姆定律：2i解得：v60 m/s所以fmg2bil45 n即pfv2 700 w答案：2 700 w15解析：(1)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式和牛顿第二定律有eblvifabilmgsin fama即mgsin ma当加速度a为零时，速度v达最大，速度最大值vm(2)根据能量守恒定律有mgxsin mvm2q得x根据电磁感应定律有根据闭合电路欧姆定律有感应电量qt得q