(江蘇專用)2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng)章末過(guò)關(guān)檢測(cè)

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1、第十章 電磁感應(yīng)章末過(guò)關(guān)檢測(cè)(十)(時(shí)間:45分鐘分值:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1磁卡的磁條中有用于存儲(chǔ)信息的磁極方向不同的磁化區(qū),刷卡器中有檢測(cè)線圈,當(dāng)以速度v0刷卡時(shí),在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)其Et關(guān)系如圖所示如果只將刷卡速度改為,線圈中的Et關(guān)系圖可能是()解析:選D.若將刷卡速度改為,線圈切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將會(huì)減半,周期將會(huì)加倍,故D項(xiàng)正確,其他選項(xiàng)錯(cuò)誤2.如圖所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd,在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),從圖中位置經(jīng)過(guò)位置到達(dá)位置,位

2、置和都很靠近.在這個(gè)過(guò)程中,線圈中感應(yīng)電流()A沿abcd流動(dòng)B沿dcba流動(dòng)C由到是沿abcd流動(dòng),由到是沿dcba流動(dòng)D由到是沿dcba流動(dòng),由到是沿abcd流動(dòng)解析:選A.由條形磁鐵的磁場(chǎng)分布情況可知,線圈在位置時(shí)穿過(guò)矩形閉合線圈的磁通量最少線圈從位置到,穿過(guò)abcd自下而上的磁通量減少,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙其減少,則在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcd,線圈從位置到,穿過(guò)abcd自上而下的磁通量在增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙其增加,由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向仍然是abcd.故本題答案為A.3(2019長(zhǎng)興中學(xué)高三模擬)1831年,法拉第在一次會(huì)議上展示了他發(fā)明的圓盤(pán)發(fā)電機(jī)(圖甲)它是利用

3、電磁感應(yīng)原理制成的,是人類(lèi)歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)圖乙是這個(gè)圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖:銅盤(pán)安裝在水平的銅軸上,它的邊緣正好在兩磁極之間,兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤(pán)的邊緣良好接觸使銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),電阻R中就有電流通過(guò)若所加磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),回路的總電阻恒定,從左往右看,銅盤(pán)沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),CRD平面與銅盤(pán)平面垂直,下列說(shuō)法正確的是()A電阻R中沒(méi)有電流流過(guò)B銅片C的電勢(shì)高于銅片D的電勢(shì) C保持銅盤(pán)不動(dòng),磁場(chǎng)變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤(pán)的交變磁場(chǎng),則銅盤(pán)中有電流產(chǎn)生 D保持銅盤(pán)不動(dòng),磁場(chǎng)變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤(pán)的交變磁場(chǎng),則CRD回路中有電流產(chǎn)生 解析:選C.根據(jù)右手定則可知,電流從D點(diǎn)流出,流向C點(diǎn),因此在圓盤(pán)中電流方

4、向?yàn)閺腃向D,由于圓盤(pán)在切割磁感線時(shí)相當(dāng)于電源,所以D處的電勢(shì)比C處高,A、B錯(cuò)誤;保持銅盤(pán)不動(dòng),磁場(chǎng)變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤(pán)的交變磁場(chǎng),則穿過(guò)銅盤(pán)的磁通量發(fā)生變化,故銅盤(pán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,但是此時(shí)不再切割磁感線,所以CD不能當(dāng)成電源,故CRD回路中沒(méi)有電流產(chǎn)生,C正確,D錯(cuò)誤4如圖所示,A、B、C是三個(gè)完全相同的燈泡,L是一自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計(jì))則()AS閉合時(shí),A燈立即亮,然后逐漸熄滅BS閉合時(shí),B燈立即亮,然后逐漸熄滅C電路接通穩(wěn)定后,三個(gè)燈亮度相同D電路接通穩(wěn)定后,S斷開(kāi)時(shí),C燈立即熄滅解析:選A.電路中A燈與線圈并聯(lián)后與B燈串聯(lián),再與C燈并聯(lián)S閉合時(shí),三個(gè)燈同時(shí)立即發(fā)光,

5、由于線圈的電阻由大變小,逐漸將A燈短路,A燈逐漸熄滅,A燈的電壓逐漸降低,B燈的電壓逐漸增大,B燈逐漸變亮,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;電路接通穩(wěn)定后,A燈被線圈短路,完全熄滅B、C并聯(lián),電壓相同,亮度相同,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電路接通穩(wěn)定后,S斷開(kāi)時(shí),C燈中原來(lái)的電流立即減至零,由于線圈中電流要減小,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的減小,線圈中電流不會(huì)立即消失,這個(gè)自感電流通過(guò)C燈,所以C燈過(guò)一會(huì)兒熄滅,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤5(2019南京模擬)如圖所示,一個(gè)閉合三角形導(dǎo)線框ABC位于豎直平面內(nèi),其下方(略靠前)固定一根與導(dǎo)線框平面平行的水平直導(dǎo)線,導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流釋放導(dǎo)線框,它由實(shí)線位置下落到虛線位置未

6、發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),在此過(guò)程中()A導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向依次為ACBAABCAACBAB導(dǎo)線框的磁通量為零時(shí),感應(yīng)電流為零C導(dǎo)線框所受安培力的合力方向依次為向上向下向上D導(dǎo)線框所受安培力的合力為零,做自由落體運(yùn)動(dòng)解析:選A.根據(jù)右手螺旋定則可知導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,下方的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,而且越靠近導(dǎo)線磁場(chǎng)越強(qiáng),所以閉合導(dǎo)線框ABC在下降過(guò)程中,導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向外的磁通量先增大,當(dāng)增大到BC邊與導(dǎo)線重合時(shí),達(dá)到最大,再向下運(yùn)動(dòng),導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向外的磁通量逐漸減小至零,然后隨導(dǎo)線框的下降,導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向里的磁通量增大,當(dāng)增大到A點(diǎn)與導(dǎo)線重合時(shí),達(dá)到最大,繼續(xù)下降時(shí)由于導(dǎo)線

7、框逐漸遠(yuǎn)離導(dǎo)線,使導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向里的磁通量再逐漸減小,所以根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙內(nèi)部磁通量的變化,所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)先向里,再向外,最后向里,所以導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向依次為ACBAABCAACBA,A正確;當(dāng)導(dǎo)線框內(nèi)的磁通量為零時(shí),內(nèi)部的磁通量仍然在變化,有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,所以感應(yīng)電流不為零,B錯(cuò)誤;根據(jù)對(duì)楞次定律的理解,感應(yīng)電流的效果總是阻礙導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),由于導(dǎo)線框一直向下運(yùn)動(dòng),所以導(dǎo)線框所受安培力的合力方向一直向上,不為零,C、D錯(cuò)誤6如圖所示,光滑斜面的傾角為,斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框abcd,ab邊的邊長(zhǎng)為l1,bc邊的邊長(zhǎng)為l2,線框的質(zhì)量為m,電阻為R

8、,線框通過(guò)絕緣細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與一重物相連,重物質(zhì)量為M.斜面上ef線(ef平行底邊)的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如果線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間是做勻速運(yùn)動(dòng)的,且線框的ab邊始終平行于底邊,則下列說(shuō)法正確的是()A線框進(jìn)入磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)的加速度為B線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為C線框做勻速運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為D該勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為(Mgmgsin )l2解析:選D.由牛頓第二定律得,Mgmgsin (Mm)a,解得線框進(jìn)入磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)的加速度為,A錯(cuò)誤;由平衡條件,Mgmgsin F安0,F(xiàn)安BIl1,I,EBl1v,聯(lián)立解得線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為

9、v,B錯(cuò)誤;線框做勻速運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t,C錯(cuò)誤;由能量守恒定律,該勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱等于系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量,為(Mgmgsin )l2,D正確二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有錯(cuò)選或不答的得0分)7(2019吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)轉(zhuǎn)筆(Pen Spinning)是一項(xiàng)用不同的方法與技巧、以手指來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)筆的休閑活動(dòng)轉(zhuǎn)筆深受廣大中學(xué)生的喜愛(ài),其中也包含了許多的物理知識(shí),假設(shè)某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其上的某一點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列有關(guān)該同學(xué)轉(zhuǎn)筆中涉及的物理知識(shí)的敘述正確的是()A筆桿上的點(diǎn)離O點(diǎn)越

10、近的,做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度越小B筆桿上的各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供的C若該同學(xué)使用中性筆,筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動(dòng)做離心運(yùn)動(dòng)被甩走D若該同學(xué)使用的是金屬筆桿,且考慮地磁場(chǎng)的影響,由于筆桿中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此金屬筆桿兩端一定不會(huì)形成電勢(shì)差解析:選AC.筆桿上各點(diǎn)的角速度相同,根據(jù)a2r可知,筆桿上的點(diǎn)離O點(diǎn)越近的,做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度越小,選項(xiàng)A正確;筆桿上的各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由筆桿對(duì)該點(diǎn)的作用力提供的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若該同學(xué)使用中性筆,且轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)快,則筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動(dòng)做離心運(yùn)動(dòng)被甩走,選項(xiàng)C正確;若考慮地磁場(chǎng)的影響,由于筆桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可能要切割磁感線而

11、使金屬筆桿兩端形成電勢(shì)差,選項(xiàng)D錯(cuò)誤8.如圖所示,水平放置的粗糙U形框架上接一個(gè)阻值為R0的電阻,放在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一個(gè)半徑為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)距離d后速度達(dá)到v,半圓形硬導(dǎo)體AC的電阻為r,其余電阻不計(jì)下列說(shuō)法正確的是()A此時(shí)AC兩端電壓為UAC2BLvB此時(shí)AC兩端電壓為UACC此過(guò)程中電路產(chǎn)生的電熱為QFdmv2D此過(guò)程中通過(guò)電阻R0的電荷量為q解析:選BD.AC的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2BLv,兩端電壓為UAC,A錯(cuò)誤,B正確;由功能關(guān)系得Fdmv2QQf,C錯(cuò)誤;此過(guò)程中平均感應(yīng)電流為,通過(guò)電阻R0的電

12、荷量為qt,D正確9如圖,在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd,阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向豎直向上(圖中未畫(huà)出),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.導(dǎo)體棒的中點(diǎn)系一個(gè)不可伸長(zhǎng)的輕繩,繩繞過(guò)固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊相連,繩處于拉直狀態(tài)現(xiàn)若從靜止開(kāi)始釋放物塊,用h表示物塊下落的高度(物塊不會(huì)觸地),g表示重力加速度,其他電阻不計(jì),則 ()A電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到aB物塊下落的最大加速度為gC若h足夠大,物塊下落的最大速度為D通過(guò)電阻R的電荷量為解析:選ACD.題中導(dǎo)體

13、棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線,由右手定則可得回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則電阻R中的電流方向由c到a,A正確;對(duì)導(dǎo)體棒應(yīng)用牛頓第二定律有FTF安ma,又F安Bl,再對(duì)物塊應(yīng)用牛頓第二定律有mgFTma,則聯(lián)立可得:a,則物塊下落的最大加速度am,B錯(cuò)誤;當(dāng)a0時(shí),速度最大為vm,C正確;下落h的過(guò)程,回路中的面積變化量Slh,則通過(guò)電阻R的電荷量q,D正確10在傾角為足夠長(zhǎng)的光滑斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向一個(gè)垂直斜面向上,另一個(gè)垂直斜面向下,寬度均為L(zhǎng),如圖所示一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形線框在t0時(shí)刻以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng),恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),若經(jīng)過(guò)時(shí)間t

14、0,線框ab邊到達(dá)gg與ff中間位置時(shí),線框又恰好做勻速運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是()A當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff時(shí),線框加速度的大小為3gsin Bt0時(shí)刻線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為Ct0時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱為mgLsin mvD離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中線框?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)解析:選ABC.當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),有EBLv0,I,mgsin BIL,有mgsin .當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff時(shí),線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流均加倍,則線框做減速運(yùn)動(dòng),有4mgsin ,加速度方向沿斜面向上且大小為3gsin ,A正確;t0時(shí)刻線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v,則有mgsin ,解得v,B正確;線框從進(jìn)入磁場(chǎng)到再次做勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,沿斜面向下運(yùn)

15、動(dòng)距離為L(zhǎng),則由功能關(guān)系得線框中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,C正確;線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做加速運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤三、非選擇題(本題共3小題,共40分按題目要求作答,計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11(12分)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”,如圖甲所示,等臂天平的左臂為掛盤(pán),右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡線圈的水平邊長(zhǎng)L0.1 m,豎直邊長(zhǎng)H0.3 m,匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B01.0 T,方向垂直線圈平面向里線圈中通有可在02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤(pán)放上待測(cè)物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡,測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量(重力加速度取g10 m/s2)(1)為

16、使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg,線圈的匝數(shù)N1至少為多少?(2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,另選N2100匝、形狀相同的線圈,總電阻R10 .不接外電流,兩臂平衡如圖乙所示,保持B0不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大,磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪0.1 m當(dāng)掛盤(pán)中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時(shí),天平平衡,求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.解析:(1)線圈受到安培力FN1B0IL天平平衡mgN1B0IL代入數(shù)據(jù)得N125匝(2)由電磁感應(yīng)定律得EN2即EN2Ld由歐姆定律得I線圈受到的安培力FN2B0IL天平平衡mgNB0代入數(shù)據(jù)可得0.1 T/s.答案:(1)25 匝(2)0.1

17、 T/s12(14分)(2018高考江蘇卷)如圖所示,兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為,間距為d.導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上,距底端的距離為s,導(dǎo)軌與外接電源相連,使金屬棒通有電流金屬棒被松開(kāi)后,以加速度a沿導(dǎo)軌勻加速下滑,金屬棒中的電流始終保持恒定,重力加速度為g.求下滑到底端的過(guò)程中,金屬棒(1)末速度的大小v;(2)通過(guò)的電流大小I;(3)通過(guò)的電荷量Q.解析:(1)勻加速直線運(yùn)動(dòng)v22as解得v.(2)安培力F安IdB金屬棒所受合力Fmgsin F安牛頓運(yùn)動(dòng)定律Fma解得I.(3)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t電荷量QIt解得Q.

18、答案:(1)(2)(3)13(14分)如圖所示,半徑為L(zhǎng)12 m的金屬圓環(huán)內(nèi)上、下半圓各有垂直圓環(huán)平面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B1 T長(zhǎng)度也為L(zhǎng)1、電阻為R的金屬桿ab,一端處于圓環(huán)中心,另一端恰好搭接在金屬環(huán)上,繞著a端沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),角速度為 rad/s.通過(guò)導(dǎo)線將金屬桿的a端和金屬環(huán)連接到圖示的電路中(連接a端的導(dǎo)線與圓環(huán)不接觸,圖中的定值電阻R1R,滑片P位于R2的正中央,R2的總阻值為4R),圖中的平行板長(zhǎng)度為L(zhǎng)22 m,寬度為d2 m圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn),在平行板左邊緣中央處剛好有一帶電粒子以初速度v00.5 m/s向右運(yùn)動(dòng),并恰好能從平行板的右邊緣飛出,之后進(jìn)入到有

19、界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2,左邊界為圖中的虛線位置,右側(cè)及上下范圍均足夠大(忽略金屬桿與圓環(huán)的接觸電阻、圓環(huán)電阻及導(dǎo)線電阻,忽略電容器的充放電時(shí)間,忽略帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的電磁輻射的影響,不計(jì)平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及帶電粒子的重力和空氣阻力)求:(1)在04 s內(nèi),平行板間的電勢(shì)差UMN;(2)帶電粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度;(3)在上述前提下若粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后不會(huì)第二次進(jìn)入電場(chǎng),則磁感應(yīng)強(qiáng)度B2應(yīng)滿足的條件解析:(1)金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒為EB1L2 V由電路的連接特點(diǎn)知:EI4RU0I2R1 VT120 s由右手定則知:在04 s時(shí)間內(nèi),金屬桿ab中的電流方向?yàn)閎 a,則ab則在04 s時(shí)間內(nèi),MN,UMN1 V.(2)粒子在平行板電容器內(nèi)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),在0時(shí)間內(nèi)水平方向L2v0t1t14 sd時(shí)離開(kāi)磁場(chǎng)后不會(huì)第二次進(jìn)入電場(chǎng),即B22 T.答案:(1)1 V(2) m/s,與水平方向成45夾角(3)B22 T10

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