（全国通用）2019版高考物理一轮复习 精选提分综合练 单元检测十 电磁感应.doc

单元检测十电磁感应考生注意：1.本试卷共4页.2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.3.本次考试时间90分钟，满分100分.4.请在密封线内作答，保持试卷清洁完整.一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确，选对得4分，选错得0分)1.如图1所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈.工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向(从左向右看)均匀增大的电流，则()图1a.无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针b.无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大c.有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针d.有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化2.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不变的单匝金属圆形线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图2甲所示，取线圈中磁场b的方向向上为正，当磁场中的磁感应强度b随时间t如图乙变化时，下列各图中能正确表示线圈中感应电流变化的图象是()图23.如图3所示，a、b是两盏完全相同的白炽灯，l是直流电阻不计、自感系数很大的自感线圈，如果断开开关s1，闭合s2，a、b两灯都能同样发光.如果最初s1是闭合的，s2是断开的.那么不可能出现的情况是()图3a.刚一闭合s2，a灯立即就亮，而b灯延迟一段时间才亮b.刚闭合s2时，线圈l中的电流为零c.闭合s2以后，a灯变亮，b灯由亮变暗d.闭合s2稳定后再断开s2时，a灯立即熄灭，b灯先亮一下然后熄灭4.如图4所示，螺线管与灵敏电流计相连，条形磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管.下列说法正确的是()图4a.电流计中的电流先由a到b，后由b到ab.a点的电势始终低于b点的电势c.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量d.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度5.矩形线圈abcd，长ab20 cm，宽bc10 cm，匝数n200，线圈回路总电阻r5 .整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的磁场穿过.若磁感应强度b随时间t的变化规律如图5所示，则()图5a.线圈回路中感应电动势随时间均匀变化b.线圈回路中产生的感应电流为0.5 ac.当t0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 nd.在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 j6.在垂直纸面的匀强磁场中，有不计重力的甲、乙两个带电粒子，在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图6.则下列说法中正确的是()图6a.甲、乙两粒子所带电荷种类不同b.若甲、乙两粒子的动量大小相等，则甲粒子所带电荷量较大c.若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等，则甲粒子的质量较大d.该磁场方向一定是垂直纸面向里7.(2017重庆模拟)如图7所示，lom为一45角折线，折线内有一方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一边长为l的正方形导线框沿垂直于om的方向以速度v做匀速直线运动，在t0时刻恰好位于图中所示位置.以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流时间(it)关系的是(时间以为单位)()图7 8.如图8所示，虚线两侧的磁感应强度大小均为b，方向相反，电阻为r的导线弯成顶角为90，半径为r的两个扇形组成的回路，o为圆心，整个回路可绕o点转动.若由图示的位置开始沿顺时针方向以角速度转动，则在一个周期内电路消耗的电能为()图8a. b.c. d.二、多项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)9.如图9所示，圆形导体线圈a平放在绝缘水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管、电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片p向上滑动，下列表述正确的是()图9a.穿过线圈a的磁通量增大b.线圈a对水平桌面的压力小于其重力c.线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流d.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流10.如图10所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为l，其下端与电阻r连接.导体棒ab长为l，电阻为r，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上.若导体棒ab以一定初速度v下滑，则关于ab棒的下列说法中正确的是()图10a.所受安培力方向水平向右b.可能以速度v匀速下滑c.刚下滑的瞬间ab棒产生的感应电动势为blvd.减少的重力势能等于电阻r上产生的内能11.如图11所示，固定于水平面上宽为l的光滑金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为b，左端接一定值电阻r，质量为m的金属棒mn沿框架以初速度v0向右运动，接入电路的有效电阻为r，若导轨足够长，其电阻不计，对整个运动过程下列说法正确的是()图11a.电阻r上产生的焦耳热为mvb.金属棒mn上产生的焦耳热为mv02c.通过导体棒mn的电荷量为d.最终mn停靠的位置距离其初始位置为12.(2017湖北黄冈综训)如图12所示，竖直平面(纸面)内两水平线间存在宽度为d的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里.一质量为m、边长也为d的正方形线框从磁场上方某处自由落下，t1时刻线框的下边进入磁场，t2时刻线框的上边进入磁场，t3时刻线框上边离开磁场.已知线框平面在下落过程中始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场边界平行，不计空气阻力，则线框下落过程中的vt图象可能正确的是()图12 13.(2018黑龙江齐齐哈尔模拟)如图13所示，在水平光滑绝缘桌面上建立直角坐标系xoy，第一象限内存在垂直桌面向上的磁场，磁场的磁感应强度b沿x轴正方向均匀增大且k，一边长为a、电阻为r的单匝正方形线圈abcd在第一象限内以速度v沿x轴正方向匀速运动，运动中ab边始终与x轴平行，则下列判断正确的是()图13a.线圈中的感应电流沿逆时针方向b.线圈中感应电流的大小为c.为保持线圈匀速运动，可对线圈施加大小为的水平外力d.线圈不可能有两条边所受安培力大小相等14.如图14所示，质量为m的带电小球以初速度v水平抛出，经过时间t后进入方向竖直向下的匀强电场，再经过时间t速度方向重新变为水平，已知初、末位置分别为a点和c点，经b点进入电场.不计空气阻力，下列分析正确的是()图14a.电场力大小为3mgb.从a到c的运动过程，小球动量守恒c.小球从a到b与从b到c的速度变化相同d.从a到c的高度hgt2三、非选择题(本题共4小题，共38分)15.(8分)如图15所示，两根相距l1 m的足够长的光滑金属导轨组成两组导轨，一组导轨水平，另一组导轨与水平面成37角，拐角处连接一阻值r1 的电阻.质量均为m2 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，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b1 t、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中.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，cd杆静止.g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：图15(1)水平拉力的功率；(2)现让cd杆固定，求撤去拉力后ab杆产生的焦耳热.16.(10分)如图16所示，光滑导轨ef、gh等高平行放置，eg间宽度为fh间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高.ab、cd是质量均为m的金属棒，现让ab从离水平轨道h高处由静止下滑，设导轨足够长.求：图16(1)ab、cd棒的最终速度的大小；(2)全过程中感应电流产生的焦耳热.17.(10分)如图17所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角30的斜面上，导轨电阻不计，间距l0.4 m，导轨所在空间被分成区域和，两区域的边界与斜面的交线为mn.中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为b0.5 t.在区域中，将质量m10.1 kg、电阻r10.1 的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑.然后，在区域中将质量m20.4 kg、电阻r20.1 的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g10 m/s2，问：图17(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向；(2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v为多大；(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x3.8 m，此过程中ab上产生的热量q是多少.18.(10分)(2017天津理综12)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器.电磁轨道炮示意图如图18，图中直流电源电动势为e，电容器的电容为c.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计.炮弹可视为一质量为m、电阻为r的金属棒mn，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触.首先开关s接1，使电容器完全充电.然后将s接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为b的匀强磁场(图中未画出)，mn开始向右加速运动.当mn上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，mn达到最大速度，之后离开导轨.问：图18(1)磁场的方向；(2)mn刚开始运动时加速度a的大小；(3)mn离开导轨后电容器上剩余的电荷量q是多少.答案精析1.d2.a3.a4.d5.d6.c两粒子均逆时针运动，根据左手定则可知有两种情况：磁场垂直纸面向里，粒子均带正电；磁场垂直纸面向外，粒子均带负电，故a、d错误；根据洛伦兹力提供向心力得qvbm，可得r，分析可知当速率v、电荷量q、磁感应强度b均相等时，半径r越大的粒子质量m就越大，根据r可知，磁感应强度b相同，当两粒子动量pmv相等时，半径r越小的粒子电荷量q越大，所以乙粒子电荷量较大，故b错误，c正确.7.c在0时间内线框上边框进入磁场，切割磁感线产生的电动势大小恒定，感应电流沿逆时针方向，可排除d项；在3时间内，线框穿出磁场，磁通量一直减少，感应电流均沿顺时针方向，电流为负值，可排除a、b两项，故c项正确.8.c从图示位置开始计时，一个周期t内，在0、t内没有感应电流产生，在，tt内有感应电流产生，在，tt内线框产生的总的感应电动势e4br22br2，则在一周期内电路消耗的电能为q，t，解得q，c项正确.9.bd10.ab导体棒ab以一定初速度v下滑，切割磁感线产生感应电动势和感应电流，由右手定则可判断出电流方向为从b到a，由左手定则可判断出ab棒所受安培力方向水平向右，选项a正确.当mgsin bilcos 时，ab棒沿导轨方向合外力为零，可以以速度v匀速下滑，选项b正确.由于速度方向与磁场方向夹角为(90)，刚下滑的瞬间ab棒产生的感应电动势为eblvcos ，选项c错误.由能量守恒定律知，ab棒减少的重力势能不等于电阻r上产生的内能，选项d错误.11.ac12.ab进入磁场前和通过磁场后，线框只受重力，加速度恒为g.设线框下边进入磁场时速度为v，则线框中感应电动势ebdv，由闭合电路欧姆定律有i，安培力fbid，解得f，若fmg，则线框匀速穿过磁场，a项正确；若fmg，则线框减速通过磁场，由牛顿第二定律有mgma1，可知线框加速度不断减小，b项正确；若fmg，线框在磁场中刚开始做加速运动，由牛顿第二定律有mgma2，所以线框加速度不断减小，当fmg时线框匀速运动，故c、d项错.13.bc由楞次定律得感应电流沿顺时针方向，a错误；设线圈向右移动一段距离l，则通过线圈的磁通量变化为la2la2k，而所需时间为t，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为eka2v，故感应电流大小为i，b正确；线圈匀速运动时，外力与安培力平衡，由平衡条件得f(b2b1)iaka2i，c正确；线圈的ab、cd两条边所受安培力大小相等，d错误.14.bd小球从a到b过程中，小球只受重力，所以做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，故vygt，小球从b到c过程中，小球受到重力、电场力，要使在竖直方向上到达c点时竖直速度为零，所以小球在竖直方向上做匀减速直线运动，故vyat，根据牛顿第二定律可得fmgma，联立解得ag，f2mg，方向都竖直向上，故从a到c的竖直高度为hgt2gt2gt2，a错误，d正确；小球从a到b过程中速度变化为v1gt，方向竖直向下，从b到c过程中速度变化为v2gt，方向竖直向上，两者大小相同，方向不同，c错误；因为从a到c点过程中水平方向上做匀速直线运动，故a点和c点的动量守恒，故b正确.15.(1)864 w(2)864 j解析(1)cd杆静止，由平衡条件可得mgsin bil，解得i12 a由闭合电路欧姆定律得2i，得v36 m/s水平拉力f2bil24 n，水平拉力的功率pfv864 w(2)撤去外力后ab杆在安培力作用下做减速运动，安培力做负功，先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为整个电路产生的焦耳热，即焦耳热等于杆的动能的减小量，有qekmv21 296 j而qi2rt，ab杆产生的焦耳热qi2rt，所以qq864 j.16.(1)vabvcd(2)解析ab下滑进入磁场后切割磁感线，在abdc电路中产生感应电流，ab、cd各受不同的磁场力作用而分别做减速、加速运动，电路中感应电流逐渐减小，当感应电流为零时，ab、cd不再受磁场力作用，各自以不同的速度匀速滑动.(1)ab在左侧弧形轨道上自由下滑，机械能守恒，mghmv2由于ab、cd串联在同一电路中，任何时刻通过的电流总相等，两个金属棒的有效长度lab3lcd，故它们受到的安培力为fab3fcd在安培力作用下，ab、cd各自做变速运动，产生的感应电动势方向相反，当eabecd时，电路中感应电流为零(i0)，安培力为零，ab、cd运动趋于稳定，此时有blabvabblcdvcd所以vabvcdab、cd受安培力作用，动量均发生变化，由动量定理得fabtm(vvab)fcdtmvcd联立以上各式