【南方新课堂】高考物理总复习 专题十 电磁感应课时检测(1).doc

专题十电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律 知能训练 一、单项选择题1在匀强磁场中，a、b是两条平行金属导轨，而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒，如图k1011所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是()a电压表有读数，电流表没有读数b电压表有读数，电流表也有读数c电压表无读数，电流表有读数d电压表无读数，电流表也无读数 图k1011 图k10122如图k1012所示，一个u形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为b的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是() aab向右运动，同时使减小b使磁感应强度b减小，角同时也减小cab向左运动，同时增大磁感应强度bdab向右运动，同时增大磁感应强度b和角(00)随时间变化，t0时，p、q两极板电势相等两极板间的距离远小于环的半径，则经时间t电容器p板() a不带电b所带电荷量与t成正比c带正电，电荷量是d带负电，电荷量是4如图k1024所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为w1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力做的功为w2，通过导体截面的电量为q2，则()图k1024aw1w2，q1q2bw1w2，q1q2dw1w2，q1q2二、双项选择题5某单匝线圈电阻是1 ，当穿过它的磁通量始终以每秒2 wb速率减小时，则()a线圈中感应电动势一定每秒降低2 vb线圈中感应电动势一定是2 vc线圈中感应电流一定每秒减少2 ad线圈中感应电流一定是2 a6如图k1025所示，l1、l2、l3是完全相同的灯泡，l为直流电阻可忽略的自感线圈，电源内阻不计，开关s原来接通现将开关s断开，则() 图k1025al1点亮，l2变暗，最终两灯一样亮bl2闪亮一下后恢复到原来的亮度cl3变暗一下后恢复到原来的亮度dl3闪亮一下后恢复到原来的亮度7如图k1026所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流若图中铜盘半径为l，匀强磁场的磁感应强度为b，回路总电阻为r，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为.则下列说法正确的是() a回路中有大小和方向周期性变化的电流 b回路中电流大小恒定，且等于 c回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘 d若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过 图k1026 图k10278如图k1027所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为b，方向相反且垂直纸面，mn、pq为其边界，oo为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于oo对称的位置时()a穿过回路的磁通量为零b回路中感应电动势大小为2blv0c回路中感应电流的方向为顺时针方向d回路中ab边与cd边所受安培力方向相反9如图k1028所示，金属三角形导轨cod上放有一根金属棒mn，mn垂直于od.拉动mn，使它以速度v向右匀速运动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都相同，那么在mn运动的过程中，闭合回路的()图k1028a感应电动势保持不变b感应电流保持不变c感应电动势逐渐增大d感应电流逐渐增大三、非选择题10如图k1029所示，mn、pq是两根竖直放置的间距为l的足够长的光滑平行金属导轨，虚线以上有垂直纸面向外的匀强磁场，虚线以下有垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场区域的磁感应强度均为b.金属棒ab质量为m，电阻为r，静止放在中导轨上的水平突起上；金属棒cd质量为 m，电阻也为r.让cd在中某处无初速度释放，当cd下落距离为h时，ab恰好对突起没有压力已知两根金属棒始终水平且与金属导轨接触良好，金属导轨的电阻不计，重力加速度为g.求：(1)当cd下落距离为h时，通过ab的电流i.(2)当cd下落距离为h时，cd的速度大小v.(3)从cd释放到下落距离为h的过程中，ab上产生的焦耳热qab.(结果用b、l、m、 m、r、h、g表示)图k102911把总电阻为2r的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下、磁感应强度为b的匀强磁场中，如图k10210所示一长度为2a、电阻等于r、粗细均匀的金属棒mn放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心o时，求：(1)流过金属棒的电流的大小、方向及金属棒两端的电压umn.(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率图k1021012如图k10211甲所示，一个横截面积为s0.10 m2，匝数为120匝的闭合线圈放在平行于线圈轴线的匀强磁场中，线圈的总电阻为r1.2 .该匀强磁场的磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示求：(1)从t0到t0.3 s时间内，通过该线圈任意一个横截面的电荷量q为多少？(2)从t0到t0.3 s这段时间内线圈中产生的电热q为多少？图k10211 真题回放 13(2013年广东卷)如图k10212甲所示，在垂直于匀强磁场b的平面内，半径为r的金属圆盘绕过圆心o的轴转动，圆心o和边缘k通过电刷与一个电路连接，电路中的p是加上一定正向电压才能导通的电子元件流过电流表的电流i与圆盘角速度的关系如图乙所示，期中ab段和bc段均为直线，且ab段过坐标原点0代表圆盘逆时针转动已知：r3.0 ，b1.0 t，r0.2 m忽略圆盘、电流表和导线的电阻(1)根据图乙写出ab、bc段对应i与的关系式(2)求出图乙中b、c两点对应的p两端的电压ub、uc.(3)分别求出ab、bc段流过p的电流ip与其两端电压up的关系式甲乙图k1021214(2011年广东卷)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()a感应电动势的大小与线圈的匝数无关b穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同15(2011年北京卷)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈l、小灯泡a、开关s和电池组e，用导线将它们连接成如图k10213所示的电路检查电路后，闭合开关s，小灯泡发光；再断开开关s，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()图k10213a电源的内阻较大b小灯泡电阻偏大c线圈电阻偏大d线圈的自感系数较大第3讲电磁感应定律的综合应用 知能训练 一、单项选择题1一环形线圈放在匀强磁场中，设第1 s内磁感线垂直线圈平面(即垂直于纸面)向里，如图k1031甲所示若磁感应强度b随时间t变化的关系如图乙所示，那么第3 s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是()图k1031a大小恒定，沿顺时针方向与圆相切b大小恒定，沿着圆半径指向圆心c逐渐增加，沿着圆半径离开圆心d逐渐增加，沿逆时针方向与圆相切2如图k1032所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻r，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力f作用下加速上升的一段时间内，力f做的功与安培力做的功的代数和等于()图k1032a棒的机械能增加量b棒的动能增加量c棒的重力势能增加量d电阻r上放出的热量3一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图k1033甲所示)，磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示以i表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则下列选项中能正确表示线圈中电流i随时间t变化规律的是() 甲 乙图k1033 a b c d4如图k1034所示，质量为m的条形磁铁与质量为m的铝环，都静止在光滑的水平面上，当在极短的时间内给铝环以水平向右的冲量i，使环向右运动，则下列说法不正确的是()图k1034a在铝环向右运动的过程中磁铁也向右运动b磁铁运动的最大速度为c铝环在运动过程中，能量最小值为d铝环在运动过程中最多能产生的热量为二、双项选择题5如图k1035所示，闭合线圈从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场，在ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，线圈运动的速度时间图象可能是选项中的() a b c d 图k1035 图k10366如图k1036所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒ab与电路接触良好当导体棒ab在外力f作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡l未被烧毁，电容器c未被击穿，则该过程中()a感应电动势将变大b灯泡l的亮度变大c电容器c的上极板带负电d电容器两极板间的电场强度将减小7如图k1037所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻r，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力f的作用金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是()图k1037a作用在金属棒上各力的合力做功为零b重力做的功等于系统产生的电能c金属棒克服安培力做的功等于电阻r上产生的焦耳热d金属棒克服恒力f做的功等于电阻r上产生的焦耳热8如图k1038所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且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()图k1038a导体框中产生的感应电流方向相同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荷量相同9如图k1039所示，光滑的“”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒mn与框架接触良好磁感应强度分别为b1、b2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域现从图示位置由静止释放金属棒mn，当金属棒进入磁场b1区域后，恰好做匀速运动以下说法中正确的有()图k1039a若b2b1，金属棒进入b2区域后将加速下滑b若b2b1，金属棒进入b2区域后仍将保持匀速下滑c若b2b1，金属棒进入b2区域后可能先加速后匀速下滑d若b2b1，金属棒进入b2区域后可能先减速后匀速下滑三、非选择题10(2011年茂名一模)如图k10310所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距l1 m，导轨平面与水平面成37角，导轨上端接一阻值为r0.80 的电阻轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度b0.50 t现有一质量为m0.20 kg、电阻r0.20 的金属棒放在导轨最上端，棒与导轨垂直并始终保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.棒ab从最上端由静止开始释放(g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)棒在下滑的过程中最大速度是多少？(2)当棒的速度v2 m/s时，它的加速度是多少？图k1031011(2011年海南卷)如图k10311所示，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，mn和mn是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m.竖直向上的外力f作用在杆mn上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触； 两杆的总电阻为r，导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直导轨电阻可忽略，重力加速度为g.在t0时刻将细线烧断，保持f不变，金属杆和导轨始终接触良好求：(1)细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比(2)两杆分别达到的最大速度图k1031112如图k10312甲所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距为d，右端通过导线与阻值为r的小灯泡l连接；在面积为s的cdef矩形区域内有竖直向上匀强磁场，磁感应强度b随时间t变化如图乙所示在t0时刻，一阻值为r的金属棒在恒力f作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动，当tt0时恰好运动到cd位置，并开始在磁场中匀速运动求：(1)0t0时间内通过的小灯泡的电流(2)金属棒在磁场中运动速度的大小(3)金属棒的质量m.图k10312 真题回放 13(2013年北京卷)如图k10313所示，在磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆mn在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动， mn中产生的感应电动势为e1；若磁感应强度增为2b，其他条件不变，mn中产生的感应电动势变为e2.则通过电阻r的电流方向及e1与e2之比e1: e2分别为()图k10313aca,21 bac,21cac,12 dca,1214(2012年广东卷)如图k10314所示，质量为m的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上，导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为b、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，r和rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻(1)调节rxr，释放导体棒，当导体棒沿导轨匀速下滑时，求通过导体棒的电流i及导体棒的速率v.(2)改变rx，待导体棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电荷量为q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的rx.图k1031415(2011年海南卷)如图k10315所示，eof和eof为空间一匀强磁场的边界，其中eoeo，of of，且eoof；oo为eof的角平分线，oo间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里一边长为l的正方形导线框沿oo方向匀速通过磁场，t0时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()图k10315专题十电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律1d解析：由于c、d以相同的速度向右运动，穿过闭合电路的磁通量不变，在闭合电路中没有感应电流产生，所以，没有电流通过电流表和电压表，故电流表和电压表均无示数2a3.c4.c5bc解析：由条形磁铁磁场分布特点可知，穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为零，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，圆环只受重力，则环下落时机械能守恒，故a、d错误，b、c正确6ad7.ad8bd解析：ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，l1中磁通量不变，穿过l2的磁通量不变，l2中无感应电流产生，cd杆保持静止，a错误；ab向右加速运动时，l2中的磁通量向下增大，由楞次定律知l2中感应电流产生的磁场方向向上，故通过cd的电流方向向下，cd向右移动，b正确；同理可得c错误，d正确9cd解析：若保持电键闭合，磁通量不变，感应电流消失，所以铝环跳起到某一高度后将回落；正、负极对调，同样磁通量增加，由楞次定律，铝环向上跳起10解：bs0.8 t0.05 m20.04 wb磁通量与匝数无关，故50匝时，磁通量仍为0.04 wb线圈转过53时磁通量为bscos530.8 t0.05 m20.60.024 wb.11解：(1)线框沿垂直于导线方向向下运动，穿过它的磁通量减小，有感应电流产生，恒定电流产生的磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律，感应电流的磁场方向也应垂直纸面向里，再由右手螺旋定则可判断感应电流为顺时针方向；线框沿平行导线方向运动，与导线距离不变，穿过线框的磁通量不变，因此线框中无感应电流产生；线框绕oo轴转动过程中，穿过它的磁通量不断变化，在转动过程中线框中有感应电流产生，其方向是周期性改变的(2)从磁通量变化的角度考虑，图示位置是线框中磁通量从增加到最大之后开始减小的转折点，此位置感应电流的方向要发生变化，故此时线圈无感应电流产生12解：(1)线框进入磁场阶段：t为0.线框进入磁场中的面积线性增加，slvt，线框磁通量最后为0bsbl2；线框在磁场中运动阶段：t为，线框磁通量为0bsbl2，保持不变；线框离开磁场阶段，t为，线框磁通量线性减少，最后为零图象如图d81所示图d81(2)线框进入磁场阶段，感应电流方向为逆时针方向线框在磁场中运动阶段，无感应电流产生线框离开磁场阶段，感应电流方向为顺时针方向13ad解析：电磁感应现象的发现者是法拉第，故选项a正确；惯性是物体本身固有的属性，质量是物体惯性大小的唯一量度，故选项b错误；伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，故选项c错误；楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的表现，故选项d正确14ad解析：分两组研究先看感应电流方向，根据法拉第电磁感应定律，铜制圆环内磁通量先向里并增大，铜制圆环感应电流的磁场向外，感应电流为逆时针；铜制圆环越过最低点过程中，铜制圆环内磁通量向里的减小，向外的增大，所以铜制圆环感应电流的磁场向里，感应电流为顺时针；越过最低点以后，铜制圆环内磁通量向外并减小，所以铜制圆环感应电流的磁场向外，感应电流为逆时针再看安培力方向，根据左手定则，铜制圆环所受安培力因为左右不等，合力方向始终沿水平方向a、d正确15b第2讲法拉第电磁感应定律自感1d解析：在电路甲中，灯a和线圈l串联，它们的电流相同，断开s时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，但流过灯a的电流仍逐渐减小，从而灯a只能渐渐变暗在电路乙中，电阻r和灯a串联，灯a的电阻大于线圈l的电阻，电流则小于线圈l中的电流，断开s时，电源不再给灯供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过r、a形成回路，灯a中电流突然变大，灯a变得更亮，然后渐渐变暗，故d正确2d3d解析：磁感应强度以bb0kt(k0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律得esks，而s，经时间t电容器p板所带电荷量qec；由楞次定律知，如果圆环闭合则产生的感应电流方向为逆时针方向，圆环作为一个电源，p为负极，电容器p板带负电，故d选项正确4c解析：线框被拉出磁场的过程中，产生的电动势由法拉第电磁感应定律得e，回路的电流由欧姆定律可得i，通过线框横截面的电量为qit；由于线框被匀速拉出，从能量的转化和能量守恒定律可知，拉力做的功全部转化为回路中的焦耳热，拉力做的功wi2rt，可以判断选项c正确5bd6ad解析：当s闭合时，l把灯l1短路，l1不亮，il3il2；将s断开时，l1与l2串联，电流变小，l2变暗，l1被点亮，最终两灯一样亮s断开瞬间，自上而下线圈l上的电流全部通过l3，因此l3要闪亮一下，然后恢复到原来的亮度因此正确选项为ad.7bc解析：把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，中心为电源正极，盘边缘为负极，若干个相同的电源并联对外供电，电流方向由b经灯泡再从a流向铜盘，方向不变，c正确，a错误回路中感应电动势为eblvbl2，所以电流i，b正确当铜盘不动，磁场按正弦规律变化时，铜盘中形成涡流，但没有电流通过灯泡，d错误8ab9bc解析：根据eblv，可知金属棒mn向右匀速运动过程中，其切割磁感线的有效长度l逐渐增大，故e逐渐增大；设导体的单位长度电阻为r0，则根据i，得i，可以判断出感应电流保持不变10解：(1)由题意知，ab受重力和安培力作用处于平衡状态，有mgbil解得i.(2)设cd切割磁感线产生的感应电动势为e，有eblvi联立以上各式解得v.(3)由能量守恒定律得 mghqabqcd mv2因ab与cd串联，且电阻相等，故qabqcd联立解得qab mgh.11解：(1)棒mn右移时，切割磁感线，产生感应电动势，棒mn相当于一个电源，流过棒的电流即为电源内的电流，当棒过圆心o时，棒两端的电压即为路端电压，其等效电路如图d82所示图d82金属棒经过环心o时，棒中产生的感应电动势为e2bav此时，圆环的两部分构成并联连接，且r左r右r，故并联部分的电阻为r并由全电路欧姆定律得流过金属棒的电流为i由右手定则可判断出金属棒上的电流方向由nm.棒两端的电压umnir并ibav.(2)圆环和金属棒上消耗的总功率等于电路中感应电流的电功率，即pei.12解：(1)从t0到t0.2 s时间内，由法拉第电磁感应定律知回路中的电动势为e1n电路中的电流为i1这段时间内通过的电量为q1i1t11 c同理，从t0.2 s到t0.3 s时间内通过的电量为q2i2t21 c从t0到t0.30 s时间内，通过该线圈任意一个横截面的电荷量qq1q22 c.(2)从t0到t0.20 s时间内，电路中的电流为i15 a此时电路中产生的热量为q1irt16 j从t0.2 s到t0.30 s时间内，电路中的电流为i210 a此时电路中产生的热量为q2irt212 j从t0到t0.3 s时间内线圈中产生的总热为q总q1q218 j.13解：(1)由图象得出三点坐标o(0,0)、b(15,0.1)、c(45,0.4)，由直线的两点式得i与的关系i(2)圆盘切割磁感线产生的电动势为ebr2当15 rad/s时e0.3 v，当45 rad/s时e0.9 v电源没有内阻，upe，可得ub0.3 v，uc0.9 v.(3)渡过电阻r的电流irab段：ipiabirip与up关系为ip0bc段：ipibcirip与up关系为ipup.14c15c解析：本题考查断电的自感现象断电时电感线圈与小灯泡组成回路，电感线圈储存磁能转化为电能，电感线圈相当于电源，其自感电动势e自l，与原电源无关，a错误；小灯泡电阻偏大，分得的电压大，可能看到显著的延时熄灭现象，b错误；线圈电阻偏大，相当于电源内阻大，使小灯泡分得的电压小，可看到不显著的延时熄灭现象，c正确；线圈的自感系数较大时，自感电动势较大，可能看到显著的延时熄灭现象，d错误第3讲电磁感应定律的综合应用1b2a解析：棒受重力g、拉力f和安培力fa的作用，由动能定理有wfwgw安ek，得wfw安ekmgh，即力f做的功与安培力做的功的代数和等于机械能的增加量3c解析：01 s内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值，a、b错误；45 s内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感应电流，c正确，d错误4d5ad解析：ab边刚进入磁场时安培力f可能等于、大于或小于mg，并在该时间内不可能做匀加(减)速运动6ab7ac解析：根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故a对；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服f所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻r上产生的焦耳热，所以b、d错，c对8ad解析：由右手定则可得两