2022高三物理第12章电磁感应章末高效整合练习题

本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！一、选择题此题共10个小题，每题4分，共40分1．2022年湖北武汉市部分学校在考证楞次定律实验中，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表组成的闭合回路中就会产生感觉电流．下列图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感觉电流的方向等情况，其中正确的选项是【解析】对选项A，由“来者拒之”，可判出线圈中产生的感觉电流的磁场上端为N极，再由安培定则，可判出感觉电流的方向与图中标的方向相反，应选项A错．同理可判出B错，C、D错．【答案】CD2．如右图所示，圆滑的金属导轨置于水平面内，匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁场地区足够大．导线ab、cd平行放置在导轨上，且都能自由滑动．当导线ab在拉力F作用下向左运动时，下列判断错误的选项是A．导线cd也向左运动B．导线cd内有电流，方向为c→dC．磁场对ab的作使劲方向向右D．磁场对ab和cd的作使劲方向相同【解析】导线ab在拉力F作用下向左运动，切割磁感线，由右手定则可判断产生感应电流的方向为

acdba，对导线

cd

由左手定则，可判断其受安培力的方向为水平向左，从而使得cd也向左运动．同理可判断出磁场对ab的作使劲方向向右，故D选项错误．【答案】D3．如右图所示，竖直平面内有一足够长的金属导轨，金属导体棒ab在导轨上无摩擦地上下滑动，且导体棒ab与金属导轨接触优秀，ab电阻为R，其余电阻不计．导体棒ab由静止开始下落，过一段时间后闭合电键S，发现导体棒ab立刻作变速运动，则在此后导体棒ab的运动过程中，下列说法是正确的选项是A．导体棒ab作变速运动期间加快度一定减少B．单位时间内战胜安培力做的功全部转变为电能，电能又转变为电热C．导体棒减少的机械能转变为闭合电路中的电能和电热之和，切合能的转变和守恒定律D．导体棒【解析】

ab最后作匀速运动时，速度大小为v＝错误!如果是加快运动，则运动速度增大，安培力增大，

合外力减小，加快度减少；同理可得减速时加快度也减少，

A对；由能的转变和守恒定律知

B对

C错，做匀速运动时：mg＝错误!可解得v＝错误!，D【答案】ABD

对．4．如右图所示，线圈M和线圈0.2m＝1kg的导体棒0.5m10m0.1m25Agin30＝°5，小于安培力，故刚开始摩擦力沿斜面向下．随着安培力减小，沿斜面向下的摩擦力也减小，当安培力等于重力沿斜面方向的分力时，摩擦力为零．安培力再减小，摩擦力变为沿斜面向上且增大，应选项C对．【答案】C7．如右图所示是穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的规律图象．t1时刻磁通量Φ1最大，t3时刻磁通量Φ3＝0，时间t1＝t2－t1和t2＝t3－t2相等，在t1和t2时间内闭合线圈中感觉电动势的平均值分别为\toE1和\toE2，在t2时刻感觉电动势的刹时值为E，则>\toEE>\toE2>E>\toE12121【解析】Φ－t图象中，某两点连线的斜率表示该段时间内的错误!；某点的斜率表示该时刻的错误!【答案】BD8．如右图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置金属棒ab以水平的初速v0抛出，设整个运动过程中金属棒的取向保持不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中，产生的感生电动势大小变化情况是A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法判断【解析】金属棒做平抛运动，在水平方向上的运动是匀速直线运动，故产生的感生电动势的大小保持不变．错误的原因是只考虑到金属棒是加快运动，则没有考虑到在水平方向垂直于B方向的情况．【答案】C9．如右图所示，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，3.0mm1.3m2.7m1.3m2.7m1.3m10m1mA，1试估算地磁场的磁感觉强度的数量级为________；数学表达式B＝________由R、I、L、f、h等已知量表示2将两人站立的地点，改为与方才方向垂直的两点上，那么电流计读数约为________．【解析】1在摇动绳子的过程中，绳切割地磁场，当摇动速度与地磁场垂直时，感觉电动势最大，电流最大．由E＝BLv，v＝ωR＝2πfh及E＝IR得：地磁场的磁感觉强度的数学表达式为B＝错误!，将对应数值代入，有B＝5×10－5T，故地磁场的磁感觉强度的数量级为10－5T2当站立方向改为与1中方向垂直时，绳子没有切割磁感线，故电流计示数为零．【答案】110－5TB＝错误!2零12．8分如右图所示，磁场的方向垂直于平面向里，磁感强度B沿方向没有变化，沿方向平均增加，每经过1cm增加量为×10－4T，即错误!＝×10－4T/cm，有一个长L＝20cm，宽h＝10cm的不变形的矩形金属线圈，以v＝20cm/的速度沿方向运动．则线圈中感觉电动势E为________，若线圈电阻R＝Ω，为保持线圈的匀速运动，需要外力大小为________．【答案】4×10－5V4×10－7N13．10分如下列图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨abcd的间距L1＝0.5m，金属棒ad与导轨左端bc的距离L＝0.8m，整个闭合回路的电阻为R＝Ω，磁感觉强度为B＝1T20的匀强磁场竖直向下穿过整个回路．ad杆经过滑轮和细绳接一个质量m＝0.04kg的物体，不计一切摩擦．现使磁场以错误!＝T/的变化率平均地增大，求经过多少时间物体恰好走开地面g取10m/2【解析】物体刚要走开地面时，其受到的拉力F等于它的重力mg，而拉力F等于棒所受的安培力，即：mg＝错误!IL1其中错误!为t时刻的磁感觉强度，I为感觉电流感觉电动势E＝错误!＝错误!L1L2感觉电流I＝错误!由上述两式可得：错误!·错误!＝5【答案】514．10分如右图所示，一根电阻为R＝12Ω的电阻丝做成一个半径为r＝1m的圆形导线框，竖直放置在水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感强度为B＝T，现有一根质量为m＝0.1kg、电阻不计的导体棒，自圆形线框最高点静止起沿线框下落，在下落过程中始终与线框优秀接触，已知下落距离为错误!时，棒的速度大小为v1＝错误!m/，下落到经过圆心时棒的速度大小为v2＝错误!m/，试求：1下落距离为错误!时棒的加快度；从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的热量．【解析】1金属棒下落距离为错误!时，金属棒中产生感觉电动势，由法拉第电磁感应定律得，感觉电动势E＝B错误!rv1此时，金属圆环为外电路，等效电阻为R1＝错误!＝错误!＝错误!Ω，金属棒中的电流为I＝错误!金属棒受的安培力为F＝BIL＝错误!＝N由mg－F＝ma得：a＝g－错误!＝10－错误!＝10－＝m/2．由能量守恒电功率得mgr－Q＝错误!mv错误!－0所以，从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的热量为Q＝mgr－错误

!mv错误!

＝×10×1J－错误!

××错误

!2J＝

J【答案】

1m/2

2J15．12分如右图所示，半径为a的圆环电阻不计，放置在垂直于纸面向里，磁感觉强度为B的匀强磁场中，环内有一导体棒电阻为r，能够绕环匀速转动．将电阻R，开关S连接在环和棒的O端，将电容器极板水平放置，并联在R和开关S两头．1SqmOM向和角速度的大小．2当S闭合时，该带电粒子以错误!g的加快度向下运动，则R是r

的几倍【解析】1由于粒子带正电，故电容器上极板为负极，根据右手定则，

OM

应绕

O点逆时针方向转动．粒子受力平衡，mg＝q错误!E＝错误!Ba2ω当S断开时，U＝E解得ω＝错误!2当S闭合时，根据牛顿第二定律mg－q错误!＝m·错误!gU′＝错误!·R解得错误!＝3【答案】1OM应绕O点逆时针转动错误!2316．12分2022年南通测试如图甲所示，ABCD为一足够长的圆滑绝缘斜面，EFGH范围内存在方向垂直斜面的匀强磁场，磁场边界EF、HG与斜面底边AB平行．一正方向金属框abcd放在斜面上，ab边平行于磁场边界．现使金属框从斜面上某处由静止释放，金属框从开始运动到cd边走开磁场的过程中，其运动的v－t图象如图乙所示．已知金属框电阻为R，质量为m，重力加快度为g，图乙中金属框运动的各个时刻及对应的速度均为已知量，求：1斜面倾角的正弦值和磁场地区的宽度d；2金属框cd边抵达磁场边界EF前瞬间的加快度；3金属框穿过磁场过程中产生的焦耳热Q【解析】1由图乙可知，在0～t1时间内金属框运动的加快度a1＝错误!设斜面的倾角为θ，由牛顿第二定律有a1＝ginθ解得inθ＝错误!t1～2t1时间内，金属框匀速进入磁场，则金属框的边长0＝v1t1在2t1～3t1时间内，金属框运动位移＝错误!则磁场的宽度d＝0＋＝错误!2在t时刻金属框cd边抵达EF边界时的速度为v，设此时加快度大小为a，cd边切222割磁感线产生的电动势E＝