【三维设计】高考物理二轮复习 电磁感应定律及应用课时达标自测（含试题含详解）.doc

【三维设计】2014年高考物理二轮复习 电磁感应定律及应用课时达标自测（含2013试题，含详解）一、单项选择题1(2013山东高考)将一段导线绕成图1甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度b随时间t变化的图像如图乙所示。用f表示ab边受到的安培力，以水平向右为f的正方向，能正确反映f随时间t变化的图像是()图1图2解析：选b本题考查电磁感应中的图像问题，意在考查考生利用法拉第电磁感应定律及楞次定律、左手定则处理电磁感应综合问题的能力。0时间内，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律可得回路的圆环形区域产生大小恒定的、顺时针方向的感应电流，根据左手定则，ab边在匀强磁场中受到水平向左的恒定的安培力；同理可得t时间内，ab边在匀强磁场中受到水平向右的恒定的安培力，故b项正确。2(2013吉林省实验中学模拟)如图3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灯闪亮后缓慢熄灭图3bb点电势高于a点，b、c灯闪亮后缓慢熄灭ca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解析：选bk闭合时流过l的电流方向由ab，k打开瞬间，由于自感作用，l相当于电源对a、b、c供电，此时b相当于电源正极，b比a电势高，因l中电流比b、c原来稳定时电流大，故将看到a灯逐渐熄灭，b、c灯闪亮后缓慢熄灭，b正确。3(2013新课标全国卷)如图4，在光滑水平桌面上有一边长为l、电阻为r的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(dl)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v t图像中，可能正确描述上述过程的是() 图4图5解析：选d本题考查电磁感应、安培力、速度图像及其相关知识，意在考查考生分析解决问题的能力和应用图像描述物理过程的能力。由于导线框闭合，导线框以某一初速度向右运动，其右侧边开始进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势和感应电流，右侧边受到安培力作用，做减速运动；导线框完全进入磁场中时，导线框中磁通量不变，不产生感应电流，导线框不受安培力作用，做匀速运动；导线框右侧边开始出磁场时，左侧边切割磁感线产生感应电动势和感应电流，左侧边受到安培力作用，导线框做减速运动；导线框进、出磁场区域时，受到的安培力不断减小，导线框的加速度不断减小，所以可能正确描述导线框运动过程的速度图像是d。4(2013黄山模拟)如图6所示，竖直放置的平行金属导轨ef和gh两部分导轨间距为2l，ij和mn两部分导轨间距为l。整个装置都处在磁感应强度为b，方向水平向里的匀强磁场中，两金属杆ab、cd可在导轨上无摩擦滑动，且与导轨接触良好。平行金属导轨之间还连接一个电容为c的电容器，如图8所示。已知金属杆ab质量为2m，电阻为2r；金属杆cd的质量为m，电阻为r；金属导轨电阻忽略不计。现对金属杆ab施加一个竖直向上的作用力f使其以速度v匀速向上运动，此时cd处于静止状态，则下列说法正确的是() 图6a电容器左极板堆积电子b电容器极板上的电荷量为cblvc匀强磁场对两个金属杆施加安培力大小相等d竖直向上的力f4mg解析：选d由右手定则可判断电流由cd，故电容器左极板带正电，a错误；由ucr，qcuc可得，电容器的电荷量qblvc，b错误；ab受的安培力fabb2li，cd受的安培力fcdbli，故c错误；由f2mgfab，fcdmg，fab2fcd，可解得：f4mg，d正确。5.(2013泰安模拟)如图7所示，间距为l、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为r的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为r的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为b的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是() 图7a金属棒在导轨上做匀减速运动b整个过程中金属棒克服安培力做功为mv2c整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为d整个过程中电阻r上产生的焦耳热为mv2解析：选b由fbil，i，fma可得：a，故金属棒的加速度随v的减小而减小，a错误；金属棒克服安培力做的功为mv2，转化为电阻r和金属棒的焦耳热，故b正确，d错误；由q可得，金属棒的位移x，c错误。二、多项选择题6(2013韶关模拟)在相关坐标系中，关于曲线在p点切线的斜率所表示的物理意义，正确的说法是()a位移时间图像中表示速度图8b速度时间图像中表示加速度c磁通量时间图像中表示感应电动势d电压电流图像中表示电阻解析：选abc在ui图像中，p点的坐标为(ip，up)，则电阻rp，而不是p点切线的斜率，故d错误，由图像切线斜率的物理意义可知，a、b、c均正确。7(2013惠州模拟)如图9所示平行的金属双轨与电路处在竖直向下的匀强磁场b中，一金属杆放在金属双轨上在恒定外力f作用下作匀速运动，则在开关s()图9a闭合瞬间通过金属杆的电流增大b闭合瞬间通过金属杆的电流减小c闭合后金属杆先减速后匀速d闭合后金属杆先加速后匀速解析：选ac开关s闭合瞬间，因回路总电阻变小，流过金属杆的电流增大，a正确，b错误；金属杆受到的安培力f安f，故金属杆开始减速，随着f安逐渐变小，当f安f时金属杆开始匀速前进，故c正确，d错误。8(2013淄博模拟)如图10所示，光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝矩形导线框，线框的边长lab0.3 m，lad0.2 m，总电阻为r0.1 。在直角坐标系xoy中，有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合，上边界满足曲线方程y0.2sinx(m)，磁感应强度大小b0.2 t。线框在沿x轴正方向的拉力f作用下，以速度v10 m/s水平向右做匀速直线运动，则下列判断正确的是()图10a线框中的电流先沿逆时针方向再沿顺时针方向b线框中感应电动势的最大值为0.4 vc线框中感应电流有效值为4 ad线框穿过磁场区域的过程中外力做功为0.048 j解析：选abd线框的cb边到x0.3 m前线框中的磁通量增加，电流方向为逆时针方向，线框的da边进入磁场到x0.3 m前线框中的磁通量减小，电流方向为顺时针方向，a正确；当cb边到x0.15 m处时线框中的感应电动势最大，emblcbvbladv0.4 v，b正确；由ebyv0.4sin vt0.4sin t(v)，可知回路中电流为正弦交流电，电流的有效值为i2 a，c错误；线框穿过磁场区域的过程中外力做功wi2r0.048 j，d正确。三、计算题9(2013江苏高考)如图11所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数n100，边长ab1.0 m、bc0.5 m，电阻r2 。磁感应强度b在01 s内从零均匀变化到0.2 t。在15 s内从0.2 t均匀变化到0.2 t，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求：(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小e和感应电流的方向；图11(2)在15 s内通过线圈的电荷量q；(3)在05 s内线圈产生的焦耳热q。解析：本题考查电磁感应与电路的综合，意在考查考生对法拉第电磁感应定律的理解及应用能力。(1)感应电动势e1，磁通量的变化1b1s解得e1n，代入数据得e110 v，感应电流的方向为adcba(2)同理可得e2n，感应电流i2，电荷量qi2t2，解得qn，代入数据得q10 c(3)01 s内的焦耳热q1i12rt1，且i1，15 s内的焦耳热q2i22rt2由qq1q2，代入数据得q100 j答案：(1)10 v，感应电流的方向为adcba(2)10 c(3)100 j10(2013广州模拟)如图12所示，足够长平行金属导轨内有垂直纸面向里的匀强磁场，金属杆ab与导轨垂直且接触良好，导轨右端通过电阻与平行金属板ab连接。已知导轨相距为l；磁场磁感应强度为b；r1、r2和ab杆的电阻值均为r，其余电阻不计；平行金属板ab间距为d、板长为4d；重力加速度为g，不计空气阻力。如果ab杆以某一速度向左匀速运动时，沿两板中心线水平射入质量为m、带电量为q的微粒恰能沿两板中心线射出；如果ab杆以同样大小的速度向右匀速运动时，该微粒将射到b板距左端为d的c处，求：(1)ab杆匀速运动的速度大小v；(2)微粒水平射入两板时的速度大小v0；(3)如果以v0沿中心线射入的上述微粒能够从两板间射出，试讨论ab杆向左匀速运动的速度范围。图12解析：(1)设ab杆的速度为v，则ab杆产生的电动势为：eblvab两板间的电压为：u0eab杆向左运动时：mg联立得：v(2)ab杆向右运动时，带电微粒射入两极板时的