（全国通用）2018高考物理一轮复习 单元滚动检测卷 第十章 电磁感应.doc

单元滚动检测十电磁感应考生注意：1本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，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，保持试卷清洁完整第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，第17题只有一个选项正确，第812题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)1以下矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是()2如图1所示，一个闭合三角形导线框abc位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中()图1a线框中感应电流方向依次为顺时针逆时针b线框的磁通量为零时，感应电流却不为零c线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上d线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动3如图2所示，ef、gh为两水平放置相互平行的金属导轨，ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是()图2a不管下端是何极性，两棒均向外相互远离b不管下端是何极性，两棒均相互靠近c如果下端是n极，两棒向外运动，如果下端是s极，两极相向靠近d如果下端是s极，两棒向外运动，如果下端是n极，两棒相向靠近4如图3，水平桌面上固定有一半径为r的金属细圆环，环面水平，圆环每单位长度的电阻为r；空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向竖直向下；一长度为2r、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点棒在拉力的作用下以恒定加速a从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好下列说法正确的是() 图3a拉力的大小在运动过程中保持不变b棒通过整个圆环所用的时间为c棒经过环心时流过棒的电流为d棒经过环心时所受安培力的大小为图45在如图4所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，l为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，e为电源，s为开关下列关于两灯泡点亮和熄灭的说法正确的是()a合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些 b合上开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b一样亮c断开开关，a逐渐熄灭、b先变得更亮后再与a同时熄灭d断开开关，b逐渐熄灭、a先变得更亮后再与b同时熄灭6如图5所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，在ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是()图5a先有从a到b的电流，后有从b到a的电流b先有从b到a的电流，后有从a到b的电流c始终有从b到a的电流d始终没有电流产生7.如图6所示，一导体圆环位于纸面内，o为圆心环内两个圆心角为90的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直导体杆om可绕o转动，m端通过滑动触点与圆环良好接触在圆心和圆环间连有电阻r.杆om以匀角速度逆时针转动，t0时恰好在图示位置规定从a到b流经电阻r的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t0开始转动一周的过程中，电流随t变化的图象是()图68两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻r，导轨所在平面与匀强磁场垂直将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g，如图7所示现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()图7a金属棒在最低点的加速度小于gb回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减小量c当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大d金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度9如图8所示，一个水平放置的“”形光滑导轨固定在磁感应强度为b的匀强磁场中，ab是粗细、材料与导轨完全相同的足够长的导体棒，导体棒与导轨接触良好在外力作用下，导体棒以恒定速度v向右平动，以导体棒在图中所示位置的时刻为计时起点，则回路中感应电动势e、感应电流i、导体棒所受外力的功率p和回路中产生的焦耳热q随时间t变化的图象中正确的是()图810如图9所示，水平放置的光滑平行金属导轨，左端通过开关s与内阻不计、电动势为e的电源相连，右端与半径为l20 cm的光滑圆弧导轨相接导轨宽度为20 cm，电阻不计导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度b0.5 t一根垂直导轨放置的质量m60 g、电阻r1 、长为l的导体棒ab，用长也为20 cm的绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触当闭合开关s后，导体棒沿圆弧摆动，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态当导体棒ab速度最大时，细线与竖直方向的夹角53(sin 530.8，g10 m/s2)，则()图9a磁场方向一定竖直向上b电源的电动势e8.0 vc导体棒在摆动过程中所受安培力f8 nd导体棒摆动过程中的最大动能为0.08 j11如图10所示，竖直光滑导轨上端接入一定值电阻r，c1和c2是半径都为a的两圆形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外，区域c1中磁场的磁感应强度随时间按b1bkt(k0)变化，c2中磁场的磁感应强度恒为b2，一质量为m 、电阻为r、长度为l的金属杆ab穿过区域c2的圆心垂直地跨放在两导轨上，且与导轨接触良好，并恰能保持静止则()图10a通过金属杆的电流大小为b通过金属杆的电流方向为从b到ac定值电阻的阻值为rrd整个电路的热功率p12如图11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()图11a匀强磁场的磁感应强度为2 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的过程中通过r的电荷量为0.25 c第卷(非选择题，共52分)二、非选择题(共52分)13(6分)如图12所示，将一条形磁铁从螺线管拔出的过程中，穿过螺线管的磁通量变化情况是_，螺线管中产生的感应电流的磁感线方向是_(俯视图)，条形磁铁受到螺线管的作用力方向是_，螺线管受到条形磁铁的作用力方向是_图1214(6分)如图13所示，正方形线框abcd的边长为l，向右通过宽为l的匀强磁场，且ll，则在线框进入过程中穿过线框的磁通量变化情况是_，感应电流的磁场对磁通量变化起_作用，线框中感应电流方向是_；在线框移出磁场的过程中穿过线框的磁通量变化情况是_，感应电流的磁场对磁通量变化起_作用，线框中感应电流方向是_图1315(8分)如图14甲所示，光滑导轨宽0.4 m，ab为金属棒，均匀变化的磁场垂直穿过轨道平面，磁场的变化情况如图乙所示，金属棒ab的电阻为1 ，导轨电阻不计t0时刻，ab棒从导轨最左端，以v1 m/s的速度向右匀速运动，求1 s末回路中的感应电流及金属棒ab受到的安培力图1416(8分)如图15甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d0.5 m，电阻不计，左端通过导线与阻值r2 的电阻连接，右端通过导线与阻值rl4 的小灯泡l连接在cdfe矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，ce长l2 m，有一阻值r2 的金属棒pq放置在靠近磁场边界cd处(恰好不在磁场中)cdfe区域内磁场的磁感应强度b随时间变化图象如图乙所示在t0至t4 s内，金属棒pq保持静止，在t4 s时使金属棒pq以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动已知从t0开始到金属棒运动到磁场边界ef处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化求：图15(1)通过小灯泡的电流；(2)金属棒pq在磁场区域中运动的速度大小17.(12分)如图16所示，电阻不计的“”形足够长且平行的导轨，间距l1 m，导轨倾斜部分的倾角53，并与定值电阻r相连，整个空间存在着b5 t、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场金属棒ab、cd的阻值rabrcdr，cd棒质量m1 kg，ab棒光滑，cd与导轨间动摩擦因数0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6，求：图16(1)ab棒由静止释放，当滑至某一位置时，cd棒恰好开始滑动，求这一时刻ab棒中的电流；(2)若ab棒无论从多高的位置释放，cd棒都不动，分析ab棒质量应满足的条件；(3)若cd棒与导轨间的动摩擦因数0.3，ab棒无论质量多大、从多高的位置释放，cd棒始终不动，求cd棒与导轨间的动摩擦因数应满足的条件18(12分)如图17所示，倾角30的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接轨道宽度均为l1 m，电阻忽略不计匀强磁场仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小b11 t；匀强磁场仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方面垂直于倾斜轨道平面向下，大小b21 t现将两质量均为m0.2 kg，电阻均为r0.5 的相同导体棒ab和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放取g10 m/s2，图17(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小；(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，ab棒产生的焦耳热q0.45 j，求该过程中通过cd棒横截面的电荷量；(3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h10 m，cd棒由静止释放后，为使cd棒中无感应电流，可让磁场的磁感应强度随时间变化，将cd棒开始运动的时间记为t0，此时磁场的磁感应强度为b01 t，试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内，磁场的磁感应强度b随时间t变化的关系式答案精析1ba中线框运动时，穿过线框的磁通量不变，无感应电流，c、d中线框运动时穿过线框的磁通量为零，故无感应电流；只有b中，当线框匀速转动时，穿过线框的磁通量不断变化，故有电流产生，故选b.2b根据安培定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里；离导线近的地方磁感应强度大，离导线远的地方磁感应强度小线框从上向下靠近导线的过程，向外的磁感应强度增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流；穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大，直至最大；根据楞次定律，线框中产生逆时针方向的电流向里的磁通量又逐渐减小，这时的电流新方向又变成了顺时针，故a错误根据a中的分析，穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，一直减小到0，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大这一过程是连续的，始终有感应电流存在，故b正确根据楞次定律，感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动，故受安培力的方向始终向上，不是0，故c、d错误3b当磁铁靠近导轨时，穿过导轨与金属棒组成的回路的磁通量增加，根据楞次定律，回路中产生的感应电流阻碍其磁通量的增加，故使闭合回路的面积有缩小的趋势，即两棒均相互靠近，选项b正确4d根据牛顿第二定律fma，解得拉力fma，由于棒在运动过程中切割磁感线的有效长度不断变化，速度不断增大，故拉力的大小f不断变化，a错误；棒通过整个圆环所用的时间由2rat2可得t2，b项错；棒经过环心时流过棒的电流为i，c项错；棒经过环心时所受到的安培力f安bilb2r，d项正确5a电感线圈在电路中电流变化时，会阻碍其变化，电流增大时，阻碍其增大，电流减小时，阻碍其减小，稳定时相当于一导体当合上开关时，b先亮，a后亮，稳定时a所在支路电流小，所以b比a更亮一些，a正确，b错误；断开开关时，原流过a的电流经b形成回路，且比b原电流小，即a、b均逐渐熄灭，不会有先变亮的情况，c、d错误6d7c杆om以匀角速度逆时针转动，t0时恰好进入磁场，故前内有电流流过，b错误根据右手定则可以判定，感应电流的方向从m指向圆心o，流过电阻的电流方向是从b流向a，与规定的正方向相反，为负值，a错误在时间内杆om处于磁场之外，没有感应电流产生，c正确，d错误8ad金属棒先向下做加速运动，后向下做减速运动，假设没有磁场，金属棒运动到最低点时，根据简谐运动的对称性可知，最低点的加速度等于刚释放时的加速度g，由于金属棒向下运动的过程中产生感应电流，受到安培力，而安培力是阻力，则知金属棒下降的高度小于没有磁场时的高度，故金属棒在最低点的加速度小于g，故a正确根据能量守恒定律得知，回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量与弹簧弹性势能增加量之差，故b错误金属棒向下运动的过程中，受到重力、弹簧的弹力和安培力三个力作用，当三力平衡时，速度最大，即当弹簧弹力、安培力之和等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大，故c错误由于产生内能，且弹簧具有弹性势能，由能量守恒得知，金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度，故d正确9ac设“”形导轨的夹角为，经过时间t，导体棒的水平位移为xvt，导体棒切割磁感线的有效长度为lvttan ，所以回路中感应电动势eblvbv2ttan ，感应电动势与时间t成正比，a正确；相似三角形的三边长之比为定值，故组成回路的三角形导轨总长度与时间成正比，感应电动势均匀增加，导体棒的电阻也均匀增加，故感应电流大小恒定，与时间无关，b错误；导体棒匀速移动，外力f与导体棒所受安培力为平衡力，故回路的外力的功率pfvbilvbiv2ttan ，与时间成正比，故c正确；回路产生的焦耳热qi2rt，式中电流不变，回路电阻与t成正比，故焦耳热q与t2成正比，d错误10bd当闭合开关s后，导体棒中电流方向从a到b，导体棒沿圆弧摆动，说明所受安培力向右，由左手定则可判断出磁场方向为竖直向下，不可能竖直向上，选项a错误根据题述，导体棒ab速度最大时，细线与竖直方向的夹角53，可知此时的导体棒重力沿导轨圆弧切线方向的分力mgsin 53等于安培力沿导轨圆弧切线方向的分力bilcos 53，解得i8 a，由闭合电路欧姆定律，eir8.0 v，选项b正确导体棒在摆动过程中所受安培力fbil0.580.2 n0.8 n，选项c错误由上述分析知，导体棒受到的重力与安培力的合力大小f合 n1.0 n，方向与竖直方向成53角，故导体棒在摆动过程中的最大动能为ekmf合l(1cos 53)0.08 j，选项d正确11bcd根据题述金属杆恰能保持静止，由平衡条件可得：mgb2i2a，通过金属杆的电流大小为i，选项a错误由楞次定律可知，通过金属杆的电流方向为从b到a，选项b正确根据区域c1中磁场的磁感应强度随时间按b1bkt(k0)变化，可知k，c1中磁场变化产生的感应电动势ea2ka2，由闭合电路欧姆定律，ei(rr)，联立解得定值电阻的阻值为rr，选项c正确整个电路的热功率peika2，选项d正确12ad进入磁场后，根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b，由左手定则知，杆ab所受的安培力竖直向上，由乙图知，刚进入磁场时，金属杆ab的加速度大小a010 m/s2，方向竖直向上，由牛顿第二定律得bi0lmgma0，杆刚进入磁场时的速度为v0，则有i0，联立得mgma0，代入数据，解得b2 t，故a正确通过ah图象知h0.3 m时，a0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡，有mg，得v0.5 m/s，即杆ab下落0.3 m时金属杆的速度为0.5 m/s，故b错误从开始到下落0.3 m的过程中，由能量守恒定律有mghqmv2，代入数据得q0.287 5 j，故c错误金属杆自由下落的高度h00.05 m，ab下落0.3 m的过程中，通过r的电荷量q0.25 c，故d正确13减小逆时针竖直向下竖直向上14增大阻碍逆时针(abcda)减小阻碍顺时针(adcba)151.6 a1.28 n，方向向左解析的变化有两个原因，一是b的变化，二是面积s的变化，显然这两个因素都应当考虑在内，所以有esblv又2 t/s.在1 s末，b2 t，slvt0.411 m20.4 m2所以1 s末，esblv1.6 v，此时回路中的电流i1.6 a根据楞次定律与右手定则可判断出电流方向为逆时针方向金属棒ab受到的安培力为fbil21.60.4 n1.28 n，方向向左16(1)0.1 a(2)1 m/s解析(1)在t0至t4 s内，金属棒pq保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势电路为r与r并联，再与rl串联，电路的总电阻r总rl5 此时感应电动势edl0.520.5 v0.5 v通过小灯泡的电流为：i0.1 a.(2)当棒在磁场区域中运动时，由导体棒切割磁感线产生电动势，电路为r与rl并联，再与r串联，此时电路的总电阻r总r(2) 由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流ili0.1 a，则流过金属棒的电流为iiliril0.3 a电动势eir总bdv解得棒pq在磁场区域中运动的速度大小v1 m/s.17(1)3.34 a(2)mab2.08 kg(3)0.75解析(