【走向高考】2011高考物理一轮复习 电磁感应综合测试题配套练习

用心 爱心 专心1 20112011 走向高考系列物理一轮复习配套练习走向高考系列物理一轮复习配套练习 电磁感应电磁感应 综合测试题综合测试题 本卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 满分 100 分 考试时间 90 分钟 第 卷 选择题 共 40 分 一 选择题 共 10 小题 每小题 4 分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 有的小题只有一个选 项符合题目要求 有些小题有多个选项符合题目要求 全部选对的得 4 分 选不全的得 2 分 有选错或 不答的得 0 分 1 2009 浙江六校联考 将一超导线圈放在磁场中 现突然撤去磁场 则在超导线圈中产生感应电 流 科学家发现 此电流可以持续存在 观察几年也未发现电流的变化 下列关于超导体的说法正确的 是 A 由实验可知 超导体的电阻为零 电路中没有热损耗 B 条形磁铁的 N 极在不断接近超导线圈的过程中 线圈内感应电流方向一定不变 C 条形磁铁穿过超导线圈的过程中 线圈内感应电流方向一定变化 D 磁单极子穿过超导线圈的过程中 线圈内产生不断增强的电流 答案 ABD 解析 由于超导体中电流不损失 说明超导体没有热损耗 超导体的电阻为零 选项 A 正确 条 形磁铁的 N 极在不断接近超导线圈的过程中 线圈中的磁通量不断增加 由楞次定律 线圈内感应电流 方向一定不变 选项 B 正确 条形磁铁在接近超导体的过程中 产生的电动势方向不变 由于电路中没 有热损耗 电流越来越强 在远离超导线圈的过程中 线圈内产生的感应电流方向与原来的电流方向相 反 电流开始减弱 但方向不变 只有经过一段时间后 方向才有改变的可能 选项 C 不正确 磁单极 子穿过超导线圈的过程中 线圈内产生的电动势方向不改变 由于电流不断增加 产生了不断增强的电 流 选项 D 正确 2 如图所示 一条形磁铁从静止开始下落穿过采用双线绕法绕成的闭合线圈 不计空气阻力 则条 形磁铁穿过线圈时所做的运动是 A 减速运动 B 匀速运动 C 加速度为g的匀加速运动 D 加速度逐渐减小的加速运动 答案 C 解析 因为线圈采用双线绕法 无电磁感应现象 所以条形磁铁在下落过程中只受重力作用 做 加速度为g的匀加速运动 C 选项正确 3 如图所示的电路中 电源电动势为E 内阻r不能忽略 R1和R2是两个定值电阻 L是一个自感 系数较大的线圈 开关 S 原来是断开的 从闭合开关 S 到电路中电流达到稳定为止的时间内 通过R1的 电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是 A I1开始较大而后逐渐变小 B I1开始很小而后逐渐变大 C I2开始很小而后逐渐变大 D I2开始较大而后逐渐变小 答案 AC 用心 爱心 专心2 解析 闭合开关 S 时 由于L是一个自感系数较大的线圈 产生反向的自感电动势阻碍电流的变 化 所以开始很小 随着电流达到稳定 自感作用减小 I2开始逐渐变大 由于分流导致稳定电路的R1 中电流减小 故选 A C 4 如图所示 在O点正下方有一个有理想边界的磁场 铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B 不考虑空气阻力 则下列说法正确的是 A A B两点在同一水平线 B A点高于B点 C A点低于B点 D 铜环将做等幅摆动 答案 B 解析 铜环由A点向B点运动 在进入磁场和离开磁场的过程中 由于穿过环面的磁通量变化 都要产生感应电流 即产生电能 这电能是由环的机械能转化来的 即环由A到B过程中机械能减少 所以B点比A点低 只有 B 选项正确 5 2009 福建联考二 两金属棒和三根电阻丝如图连接 虚线框内存在均匀变化的匀强磁场 三根 电阻丝的电阻大小之比R1 R2 R3 1 2 3 金属棒电阻不计 当 S1 S2闭合 S3断开时 闭合回路中 感应电流为I 当 S2 S3闭合 S1断开时 闭合回路中感应电流为 5I 当 S1 S3闭合 S2断开时 以下 说法中正确的是 A 闭合回路中感应电流为 7I B 闭合回路中感应电流为 6I C 上下两部分磁场的面积之比为 3 25 D 无法确定上下两部分磁场的面积比值关系 答案 AC 解析 当 S1 S2闭合 S3断开时 由法拉第电磁感应定律有I1 I 同理 当 S2 S3闭合 E1 R1 R2 S1断开时有I2 5I 当 S1 S3闭合 S2断开时有I3 又R1 R2 R3 1 2 3 设 E2 R2 R3 E3 R1 R3 R1 R2 R3的电阻分别为R 2R 3R 又根据磁场的分布知E3 E1 E2 联系以上各式解得I3 7I 且有 E1 3IR E2 25IR 则上下两部分磁场的面积之比为 3 25 1 t BS1 t 2 t BS2 t 6 如图乙所示 abcd是放置在水平面上且由导体做成的框架 质量为m的导体棒PQ和ab cd接触 良好 回路的总电阻为R 整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中 磁场的磁感应强度变化情况如 图甲所示 PQ始终静止 关于PQ与框架之间摩擦力Fm在从零到t1时间内的变化情况 正确的是 用心 爱心 专心3 A F摩始终为零 B F摩一直减小 C F摩一直增大 D F摩先减小后增大 答案 D 解析 由题意不变 由法拉第电磁感应定律可知感应电动势 感应电流大小不变 但磁感应强 B t 度在变 因而F先小后大 由平衡条件可知F摩先小后大 D 对 7 2009 宁波模拟 如图所示 水平光滑的平行金属导轨 左端接有电阻R 匀强磁场B竖直向下 分布在导轨所在的空间内 质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置 今使棒以一定的初速度v0向右运动 当 其通过位置a b时 速率分别为va vb 到位置c时棒刚好静止 设导轨与棒的电阻均不计 a到b与 b到c的间距相等 则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中 A 回路中产生的内能不相等 B 棒运动的加速度相等 C 安培力做功相等 D 通过棒横截面积的电量相等 答案 AD 解析 棒由a到b再到c过程中 速度逐渐减小 根据E Blv E减小 故I减小 再根据 F BIl 安培力减小 根据F ma 加速度减小 B 错误 由于ab bc间距相等 故从a到b安培力做 的功大于从b到c安培力做功 故 A 正确 C 错误 再根据平均感应电动势 t E t B S tI E RI 得q 故 D 正确 B S R 8 2010 陕西省西安市统考 如图所示 Q是单匝金属线圈 MN是一个螺线 管 它的绕线方法没有画出 Q的输出端a b和MN的输入端c d之间用导线相 连 P是 在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈 若在Q所处的空间加上与 环面垂直的变化磁场 发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态 则所加磁 场的磁感应强度的变化情况可能是 答案 D 解析 在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态 说明此段时间内穿过线圈的磁通量变大 即穿 过线圈的磁场的磁感应强度变大 则螺线管中电流变大 单匝金属线圈Q产生的感应电动势变大 所加 磁场的磁感应强度的变化率变大 即B t图线的斜率变大 选项 D 正确 9 2009 沈阳模拟 导体框架dabc构成的平面与水平面成 角 质量为m的导体棒PQ与导体轨 道ad bc接触良好而且相互垂直 轨道ad bc平行 间距为L abQP回路的面积为S 总电阻为R且保 持不变 匀强磁场方向垂直框架平面斜向上 其变化规律如图乙所示 从t 0 开始 导体棒PQ始终处 于静止状态 图乙中 为已知量 B0足够大 则 用心 爱心 专心4 A 产生感应电流时 导体棒PQ中的电流方向为由P到Q B 产生感应电流时 感应电流为恒定电流 C 产生感应电流时 导体棒PQ受到的安培力为恒力 D PQ恰好不受摩擦力时 磁感应强度的大小为 mgRcos LS 答案 BD 解析 由右手定则可知电流的方向由Q到P A 不正确 I E S 由此可知 B 正确 而安 E R B t 培力F BIL 由于B减小 故安培力减小 C 不正确 当mgsin BIL B 时摩擦力为零 D mgRcos LS 正确 10 如图所示 电动机牵引一根原来静止的 长L为 1m 质量m为 0 1kg 的导体棒MN上升 导体棒 的电阻R为 1 架在竖直放置的框架上 它们处于磁感应强度B为 1T 的匀强磁场中 磁场方向与框架 平面垂直 当导体棒上升h 3 8m 时 获得稳定的速度 导体棒上产生的热量为 2J 电动机牵引棒时 电压表 电流表的读数分别为 7V 1A 电动机内阻r为 1 不计框架电阻及一切摩擦 则以下判断正 确的是 A 导体棒向上做匀减速运动 B 电动机的输出功率为 49J C 导体棒达到稳定时的速度为v 2m s D 导体棒从静止至达到稳定速度所需要的时间为 1s 答案 CD 解析 由于电动机的输出功率恒定 由P出 Fv及F mg ma可知导体棒的加速度逐渐减 B2L2v R 小 故选项 A 错误 电动机的输出功率为 P出 IU I2r 6W 选项 B 错误 电动机的输出功率就是电动 机牵引棒的拉力的功率 P出 Fv 当棒达稳定速度时F mg BI L 感应电流I 解得棒达 E R BLv R 到的稳定速度为v 2m s 选项 C 正确 由能量守恒定律得 P出t mgh mv2 Q 解得t 1s 选项 D 1 2 正确 第 卷 非选择题 共 60 分 二 填空题 共 3 小题 每小题 6 分 共 18 分 把答案直接填在横线上 11 6 分 一个面积S 4 10 2m2 匝数n 100 匝的线圈 放在匀强磁场中 磁场方向垂直平面 磁感应强度的大小随时间变化规律如图所示 在开始 2 秒内穿过线圈的磁通量的变化率等于 在第 3 秒末感应电动势大小为 用心 爱心 专心5 答案 0 08Wb s 8V 解析 由图象可得 在开始 2 秒内 2T s 则 0 08Wb s 在第 3 秒末 B t t BS t E n 8V t 12 6 分 如图所示 在磁感应强度为B的匀强磁场中 有半径为r的光滑圆形导体框架 OC为一 能绕O在框架上滑动的导体棒 Oa之间连一个电阻R 导体框架与导体电阻均不计 若要使OC能以角速 度 匀速转动 则外力做功的功率是 答案 B2L4 2 4R 解析 由E BL L及P外 P电 可解得 P外 1 2 E2 R B2L4 2 4R 13 6 分 将长度为 2m 的导线弯折成等长的两段AB和BC ABC 120 如图所示 现将它放置 在磁感应强度B 1T 的匀强磁场中 并使之以v 10m s 的速率在纸面内平动 那么A C两端可能出现 的电势差的大小 UAC 的最大值为 V 最小值为 V 答案 10 5 3 解析 连结AC 作BD AC 如图所示 则 2 BC sin60 m 0 5m AC3BD UAC 的最大值为B v 1 10V 10V AC33 最小值为B v 1 0 5 10V 5V BD 三 论述计算题 共 4 小题 共 42 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 只写 出最后答案不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 14 10 分 如图所示 PN与QM两平行金属导轨相距 1m 电阻不计 两端分别接有电阻R1和R2 且 R1 6 ab导体的电阻为 2 在导轨上可无摩擦地滑动 垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度 为 1T 现ab以恒定速度v 3m s 匀速向右移动 这时ab杆上消耗的电功率与R1 R2消耗的电功率之和相 等 求 用心 爱心 专心6 1 R2的阻值 2 R1与R2消耗的电功率分别为多少 2 拉ab杆的水平向右的外力F为多大 答案 1 3 2 0 375W 0 75W 3 0 75N 解析 1 内外功率相等 则内外电阻相等 2 6 R2 6 R2 解得R2 3 2 E Blv 1 1 3V 3V 总电流I A 0 75A E R总 3 4 路端电压U IR外 0 75 2V 1 5V P1 W 0 375W U2 R1 1 52 6 P2 W 0 75W U2 R2 1 52 3 3 拉ab杆的水平向右的外力F F安 BIl 1 0 75 1 0 75 N 15 10 分 2009 马鞍山模考 如图 甲 所示 一边长L 2 5m 质量m 0 5kg 的正方形金属线框 放在光滑绝缘的水平面上 整个装置放在方向竖直向上 磁感应强度B 0 8T 的匀强磁场中 它的一边 与磁场的边界MN重合 在水平力F作用下由静止开始向左运动 经过 5s 线框被拉出磁场 测得金属线 框中的电流随时间变化的图象如 乙 图所示 在金属线框被拉出的过程中 1 求通过线框导线截面的电荷量及线框的电阻 2 写出水平力F随时间t变化的表达式 3 已知在这 5s 内力F做功 1 92J 那么在此过程中 线框产生的焦耳热是多少 答案 1 1 25C 4 2 F 0 2t 0 1 N 3 1 67J 解析 1 根据q t 由I t图象得 q 1 25C I 又根据 I E R Rt BL2 Rt 得R 4 2 由电流图象可知 感应电流随时间变化的规律 I 0 1t 由感应电流I 可得金属线框的速度随时间也是线性变化的 v 0 2t BLv R RI BL 线框做匀加速直线运动 加速度a 0 2m s2 用心 爱心 专心7 线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动 F FA ma 得力F 0 2t 0 1 N 3 t 5s 时 线框从磁场中拉出时的速度v5 at 1m s 线框中产生的焦耳热Q W mv 1 67J 1 22 5 16 11 分 2010 山东省青岛市测试 如图甲所示 相距为L的两平行金属导轨MN PQ固定在绝缘 水平面上 处于竖直向上的匀强磁场中 磁场的磁感应强度为B 导轨足够长且电阻不计 两根相同的金 属棒c和d与导轨垂直放置 它们的质量均为m 电阻均为R 间距为s0 与导轨间的动摩擦因数均为 设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 在t 0 时刻 对c棒施加一水平向右的力 使其从静止开始做 匀加速直线运动 在t0时刻 d棒开始运动 此后保持水平力不变 由速度传感器测得两金属棒的v t 图象如图乙所示 从t1时刻开始两金属棒以相同的加速度做匀加速直线运动 此时两金属棒的间距为 s 试求 1 在 0 至t1时间内通过金属棒c的电荷量 2 t0时刻回路的电功率和金属棒c的速度大小 3 t1时刻两金属棒的加速度大小 答案 1 2 3 BL s s0 2R 2 mgR B2L2 mgR B2L2t0 解析 1 在 0 至t1这段时间内I q t1 又I BL s s0 2Rt1 解得 q BL s s0 2R 2 设在t0时刻回路的瞬时感应电流为I 则对金属棒d由平衡条件得 BIL mg t0时刻回路的电功率P I2 2R 解得 P 2 2m2g2R B2L2 由欧姆定律得 I BLvc 2R 解得vc 2 mgR B2L2 3 设在t0时刻 水平外力为F0 金属棒c的加速度为a0 由牛顿第二定律得 F0 mg BIL ma0 而a0 vc t0 从t1时刻起 对两金属棒组成的系统 由牛顿第二定律有F0 2 mg 2ma 解得 a a0 2 mgR B2L2t0 17 11 分 2009