【高考物理专题】高三物理一轮总复习-楞次定律与法拉第电磁感应定律专题综合复习卷

高中物理高考备考一轮总复习——楞次定律与法拉第电磁感应定律专题综合复习卷一、单选题（共7题）1．如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（）

A．P、Q将相互靠拢 B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度一定大于g2．如图所示，螺线管的导线两端与两垂直于纸面的平行金属板相接，一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间，并处于静止状态，若条形磁铁突然插入线圈时，小球的运动情况是（）

A．向左摆动 B．向右摆动 C．向前摆 D．保持静止3．如图所示，平行导轨位于竖直平面内，导轨间距离，两导轨与电阻R连接，其余电阻不计，水平虚线下方存在匀强磁场，磁感应强度，质量的导体棒ab垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，将其从距虚线h高处由静止释放，进入磁场时恰好以做匀速直线运动。g取10m/s2，则下列说法正确的是（）

A．导体棒ab进入磁场后电流的方向是b到aB．导体棒进入磁场后下落的过程不存在能量转化C．电阻R的阻值为D．h=0.5m4．如图所示的甲、乙、丙图中，MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。导体棒ab垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中。导体棒和导轨间接触良好且摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C原来不带电。今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的最终运动状态是（）A．甲、乙中，棒ab最终静止；丙中ab棒最终做匀速运动B．甲、丙中，棒ab最终做匀速运动；乙中ab棒最终静止C．甲、乙、丙中，棒ab最终均做匀速运动D．甲、乙、丙中，棒ab最终都静止5．如图所示，在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，现将导体框分别在向右的拉力作用下以v、3v速度匀速拉出磁场，则在这两个过程中（）A．导体框中产生的焦耳热相同 B．外加拉力的冲量可能不同C．ab边一直不受安培力 D．通过导体截面的电荷量相同6．用硬质细导线做成半径为R的圆环，垂直圆环面的磁场充满其内接正方形，t=0时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则在t=0到t=2t0的时间内（）A．圆环中的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向B．圆环中的感应电流方向先沿逆时针方向后沿顺时针方向C．圆环中的感应电流方向始终逆时针D．圆环中的感应电流方向始终顺时针7．如图所示“U"形光滑金属导轨水平放置，导轨间距为L=1m，匀强磁场竖直向下，磁感应强度为B=1T；有一质量为m=1kg、长度为L=1m、电阻为的金属棒MN垂直导轨静止放置，现给金属棒一水平向右的力F，使金属棒从静止开始向右做加速度为a=2m/s2的匀加速直线运动，若导轨电阻不计，g=10m/s2，则（）A．1s末通过金属棒的电流强度大小为4AB．1s末金属棒受到的拉力大小为4NC．前1s内通过金属棒的电荷量为2CD．前1s内拉力F做功为4J二、多选题（共5题）8．如图所示，导体棒AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过。下列说法中正确的是（）A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关C．动生电动势的产生与电场力有关D．导体运动过程中将电能转化为机械能9．如图，足够长的光滑平行金属导轨M、N水平放置，相同的金属杆c、d静置在导轨上，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中。现金属杆c获得初速度v0沿导轨向左运动，最终达到稳定状态。杆c、d有电阻，其余电阻不计，杆c、d与导轨始终垂直且接触良好，下列说法正确的是（）A．杆c达到稳定状态前做匀减速运动B．杆c达到稳定状态后做匀速直线运动C．杆d达到稳定状态前的电热功率逐渐减小D．杆d达到稳定状态后速度为v010．许多智能手机都有无线充电功能。其基本原理是：充电底座以及手机终端分别内置了线圈，送电线圈通有一定频率的交流电，当两者靠近，通过电磁感应在手机受电线圈中产生一定的感应电流，从而将电能从发射端转移到接收端，便开始从充电座向手机进行供电，忽略送电线圈和受电线圈的电阻。下列关于无线充电的说法正确的是（）

A．充电底座可用大容量的干电池作为电源B．送电、受电线圈受到的安培力一定是引力C．受电线圈中电流的大小与电源频率有关D．受电线圈中电流的大小与受电线圈匝数有关11．如图所示，MN、PQ为两足够长的光滑平行金属导轨，两导轨的间距L=1.0m，导轨所在平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一阻值R=0.3Ω的定值电阻，在导轨所在空间内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T。将一根质量m=0.1kg，电阻r=0.2Ω的金属棒ab垂直于MN、PQ方向置于导轨上。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，导轨的电阻以及接触电阻可忽略不计，当金属棒沿导轨下滑4.05m时，速度达到5m/s。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（）A．金属棒中的电流从a流向bB．当金属棒的速度为5m/s时，金属棒两端的电势差=0.6VC．从金属棒出发到速度达到5m/s，金属棒产生的焦耳热为1.18JD．从金属棒出发到速度达到5m/s，通过金属棒电荷量为1.62C12．如图，一固定的光滑绝缘斜面与水平面的夹角为，斜面上有两条宽度均为的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁场Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度大小分别为、，两磁场边界均平行于斜面底边AB，磁场方向垂直于斜面向下，磁场Ⅰ的下边界与磁场Ⅱ的上边界间距为。一边长为的正方形导线框从距磁场Ⅰ上边界距离为处静止释放，在穿过磁场Ⅰ和Ⅱ的整个过程中恰好都做匀速直线运动，速度分别为、，导线框在进入匀强磁场Ⅰ和Ⅱ的整个过程中通过导线框横截面的电荷量分别为、，导线框在穿过匀强磁场Ⅰ和Ⅱ的整个过程中导线框中产生的热量分别为、，在运动过程中导线框两条边始终平行磁场边界，则（）

A． B．C． D．三、解答题（共4题）13．如图所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=400cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示；求：（1）前4s内的感应电动势；（2）前5s内通过R的平均电流。

14．如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距L=0.2m，导轨左端接有阻值R=0.2的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道，仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1.0T。一根质量m=0.4kg，电阻r=0.1的金属棒ab垂直放置于导轨上，金属棒ab在水平向右F=0.8N的恒力作时下从静止开始运动，当金属棒通过位移x=9m时离开磁场，在离开磁场前金属棒ab的速度已达到最大值。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道向上运动。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，导轨电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取g=10m/s2。求∶（1）金属棒运动的最大速率v及金属棒沿弯曲轨道上升的最大高度h；（2）金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；（3）金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦耳热。15．如图甲所示，一边长为、质量为的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。线框在一水平力作用下由静止开始向左运动，经过一段时间被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中，求：（1）通过线框导线截面的电荷量；（2）线框的电阻；（3）水平力随时间变化的表达式。16．用如图所示的装置可研究导体棒在磁场中的运动情况，M1N1，M2N2是倾角为θ的平行金属导轨，处于大小为B1，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区域I中。N1P1、N2P2是由绝缘材料制成的轨道，右侧是水平平行金属导轨，P1Q1、P2Q2（足够长）处于大小为B2、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区域II中，Q1Q2右侧无磁场且导轨足够长。导轨水平部分和倾斜部分平滑连接，其间距均为L，M1M2之间接有电阻R，将一质量为m、长度为L的金属杆ab从倾斜导轨上端由静止释放，达到匀速后进入水平轨道。cd静置于匀强磁场区域II。运动过程中，杆ab、cd与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆ab、cd和电阻R的阻值均为0.2Ω，两杆质量均为m=0.1kg，L=0.5m，θ=37°，B1=B2=0.4T。不计一切摩擦和导轨电阻，忽略磁场边界效应。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。求∶（1）ab棒到达N1N2时的速度v0；（2）为使ab与cd不发生碰撞，cd棒最初与磁场边界P1P2的距离x0应满足的条件；（3）若cd棒与磁场边界P1P2的距离最初为x=4.0m，则ab棒从进入匀强磁场区域II到离开的过程中，ab棒产生的焦耳热。参考答案1．A【详解】AB．当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律可知，P、Q将相互靠拢从而阻碍回路的磁通量增大，故A正确，B错误；CD．根据楞次定律可知，回路中感应电流的磁场将阻碍条形磁铁的靠近，所以磁铁的加速度一定小于g，故CD错误。故选A。2．A【详解】当磁铁插入时，导致线圈的磁通量发生变化，从而导致线圈中产生感应电动势，假设电路闭合，则由楞次定律可知，感应电流方向是从右极向下通过线圈再到左极，由于线圈相当于电源，因此左极电势高，所以带负电小球将向左摆动。故选A。3．A【详解】A．由右手定则可知，导体棒ab进入磁场后电流方向由b到a，故A正确；B．导体棒进入磁场后切割磁感线产生感应电动势，在闭合回路中产生电流，部分机械能转化为焦耳热，有能量转化，故B错误；C．导体棒切割磁感线产生的感应电动势安培力导体棒做匀速直线运动，由平衡条件得代入数据解得故C错误；D．导体棒进入磁场前做自由落体运动，下落高度故D错误。故选A。4．B【详解】图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电动势而使电容器充电，当电容器C两极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动；图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒速度减小，当ab棒的动能全部转化为内能时，ab棒静止；图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动。故选B。5．D【详解】A．电动势感应电流时间焦耳热导体框中产生的焦耳热之比为1：3，A错误；B．导体框匀速拉出磁场，受到的安培力等于外力则安培力冲量则冲量相等，B错误；C．在拉出磁场时，有感应电流，则ab边一直受安培力，C错误；D．电荷量以v、3v速度匀速拉出磁场，磁通量的变化量相同，所以通过导体框截面的电荷量相同，D正确。故选D。6．D【详解】0-t0，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度减小，通过线圈的磁通量也减小，根据楞次定律可得感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同，垂直纸面向里，由右手螺旋定则可判断感应电流方向为顺时针，t0-2t0，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度增大，通过线圈的磁通量也增大，根据楞次定律可得感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，垂直纸面向里，由右手螺旋定则可判断感应电流方向为顺时针，所以圆环中的感应电流方向始终顺时针，则D正确；ABC错误；故选D。7．B【详解】A．1s末金属棒的速度为则感应电流为故A错误；B．由左手定则可知1s末金属棒受到的安培力向左，大小为由牛顿第二定律有解得故B正确；C．由代入数据联立可得故C错误；D．由代入数据联立可得前1s内的位移为第1s末的力F=4N，因力F是变力，则力F前1s内拉力做的功不等于4J,故D错误。故选B。8．AB【详解】A．动生电动势是由于导体运动而产生的，A正确；BC．动生电动势中，非静电力是洛伦兹力沿导体方向的分力，B正确，C错误；D．导体运动过程中将机械能转化为电能，D错误。故选AB。9．BC【详解】ABD．金属杆c获得初速度v0沿导轨向左运动切割磁感线相当于电源，与金属杆b组成回路，两棒都受到安培力作用，回路中的感应电动势为由于杆c做减速运动，杆d做加速运动，则回路中的电动势减小，电流减小，杆受到的安培力减小，所以杆c达到稳定状态前做加速度减小的减速运动，当两杆速度相同时，回路中没有电流，杆不受安培力作用，则两杆做匀速运动，由动量守恒可知得即杆d达到稳定状态后速度为，故AD错误，B正确；C．杆d达到稳定状态前的电热功率由于减小，增大，则功率减小，故C正确。故选BC。10．CD【详解】A．变化的磁场才能在受电线圈中产生感应电流，故充电底座只能使用交流电源，故A错误；B．由楞次定律可知，当送电线圈中电流增大时，两线圈表现为斥力，电流减小时，表现为引力，故B错误；CD．由法拉第电磁感应定律可知：感应电流大小与线圈匝数和磁通量变化率均有关，而电源频率决定磁通量变化率，故CD正确。故选CD。11．BD【详解】A．由右手定则可判断出，金属棒中的电流从b流向a，故A错误；B．当金属棒的速度为5m/s时，金属棒的感应电动势为金属棒两端的电势差为故B正确；C．根据能量守恒定律可得可得金属棒产生的焦耳热为故C错误；D．由故D正确。故选BD。12．AD【详解】A．当导线框在导轨上无磁场区域运动过程，根据牛顿第二定律解得导线框从静止运动到磁场Ⅰ上边界过程，根据解得导线框运动到磁场Ⅰ上边界时的速度为导线框匀速穿过磁场Ⅰ后在无磁场区域运动，加速运动的位移为，如果将两段加速运动看作整体，导线框从静止运动到磁场Ⅱ上边界过程可以看成作匀加速运动了，根据解得解得故A正确；B．设导线框的电阻为R，受到的安培力为导线框通过两匀强磁场时做匀速直线运动有两式联立解得磁感应强度则故B错误；C．导线框在进入匀强磁场Ⅰ和Ⅱ的整个过程中，通过导线框电荷量则导线框在进入匀强磁场Ⅰ和Ⅱ过程中通过导线框横截面的电荷量故C错误；D．导线框匀速通过匀强磁场Ⅰ过程中，根据能量守恒定律有导线框匀速通过匀强磁场Ⅱ过程中，根据能量守恒定律有所以故D正确。故选AD。13．（1）E=2V；（2）【详解】（1）前4s内，由图知由法拉第电磁感应定律知解得E=2V（2）前5s内磁通量的变化量解得由法拉第电磁感应定律知所以14