（課標(biāo)通用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題4 電路與電磁感應(yīng) 專題跟蹤檢測(cè)12（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

專題跟蹤檢測(cè)(十二)(建議用時(shí)：45分鐘) 基礎(chǔ)通關(guān)1(2019·福建莆田一中月考)圖甲和圖乙是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈，實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗，閉合開(kāi)關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同，下列說(shuō)法正確的是()A圖甲中，A1與L1的電阻值相同B圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同D圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等C解析 分析題圖甲，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1瞬間，A1突然閃亮，說(shuō)明流經(jīng)A1的電流瞬間增大，從而得到S1閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，A1中的電流小于L1中的電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，A1的電阻值大于L1的電阻值，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；分析題圖乙，開(kāi)關(guān)S2閉合后，燈A2逐漸變亮，A3立即變亮，說(shuō)明閉合S2瞬間A2與A3中的電流不相等，那么L2與R中的電流也不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；最終A2與A3亮度相同，說(shuō)明流經(jīng)A2與A3的電流相同，由歐姆定律可知，R與L2的電阻值相等，選項(xiàng)C正確2(2018·全國(guó)卷)如圖所示，在同一水平面內(nèi)有兩根平行長(zhǎng)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域?qū)挾染鶠閘，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向交替向上向下一邊長(zhǎng)為l的正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運(yùn)動(dòng)線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的正確圖線可能是()D解析 設(shè)線路中只有一邊切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流為i.線框位移等效電路的連接電流0I2i(順時(shí)針)lI0lI2i(逆時(shí)針)2lI0分析知，選項(xiàng)D正確3(2017·全國(guó)卷)如圖所示，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是()APQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较駼PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿順時(shí)針?lè)较駽PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较颍琓中沿逆時(shí)針?lè)较駾PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?，T中沿順時(shí)針?lè)较駾解析 金屬桿PQ向右切割磁感線，根據(jù)右手定則可知PQRS中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?；原?lái)T中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，金屬桿PQ中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，使得穿過(guò)T的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，綜上所述，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確4(2017·全國(guó)卷)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來(lái)探測(cè)樣品表面原子尺度上的形貌為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示無(wú)擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng)；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及其左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是()A解析 底盤上的紫銅薄板出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，其擾動(dòng)方向不確定，在選項(xiàng)C這種情況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下或左右擾動(dòng)時(shí)，穿過(guò)薄板的磁通量難以改變，不能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，沒(méi)有阻尼效應(yīng)；在選項(xiàng)B、D這兩種情況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下擾動(dòng)時(shí)，也沒(méi)有發(fā)生電磁阻尼現(xiàn)象；選項(xiàng)A這種情況下，不管紫銅薄板出現(xiàn)上下或左右擾動(dòng)時(shí)，都發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生電磁阻尼效應(yīng)5(2017·天津卷)如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R.金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說(shuō)法正確的是()Aab中的感應(yīng)電流方向由b到aBab中的感應(yīng)電流逐漸減小Cab所受的安培力保持不變Dab所受的靜摩擦力逐漸減小D解析 根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向下，再根據(jù)安培定則，可判斷ab中感應(yīng)電流方向從a到b, 選項(xiàng)A錯(cuò)誤；磁場(chǎng)變化是均勻的，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變，感應(yīng)電流I恒定不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；安培力FBIL，由于I、L不變，B減小，所以ab所受的安培力逐漸減小，根據(jù)力的平衡條件，靜摩擦力逐漸減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確 能力提升6(2019·安徽安慶五校聯(lián)考)(多選)如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)為n的圓形線圈(圖中只畫了2匝)，面積為S，線圈的電阻為R，在線圈外接一個(gè)阻值為R的電阻和一個(gè)理想電壓表，將線圈放入垂直線圈平面指向紙內(nèi)的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是()A0t1時(shí)間內(nèi)P端電勢(shì)高于Q端電勢(shì)B0t1時(shí)間內(nèi)電壓表的讀數(shù)為Ct1t2時(shí)間內(nèi)R上的電流為Dt1t2時(shí)間內(nèi)P端電勢(shì)高于Q端電勢(shì)AC解析 0t1時(shí)間內(nèi)，磁通量向里增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍€圈相當(dāng)于電源，上端為正極，下端為負(fù)極，所以P端電勢(shì)高于Q端電勢(shì)，選項(xiàng)A正確；0t1時(shí)間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EnnSnS，電壓表的示數(shù)等于電阻R兩端的電壓UIR·R，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t1t2 時(shí)間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EnnS，根據(jù)閉合電路的歐姆定律I，選項(xiàng)C正確；t1t2時(shí)間內(nèi)，磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，所以P端電勢(shì)低于Q端電勢(shì)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7(2018·全國(guó)卷)(多選)如圖所示，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)下列說(shuō)法正確的是()A開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)AD解析 根據(jù)安培定則，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)鐵芯上產(chǎn)生水平向右的磁場(chǎng)，開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，根據(jù)楞次定律，直導(dǎo)線上將產(chǎn)生由南向北的電流，根據(jù)安培定則，直導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)垂直紙面向里，故小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，直導(dǎo)線上沒(méi)有感應(yīng)電流，故小磁針的N極指北，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，根據(jù)楞次定律，直導(dǎo)線上將產(chǎn)生由北向南的電流，這時(shí)直導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)垂直紙面向外，故小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確8(2019·河北武邑中學(xué)質(zhì)檢)(多選)如圖所示，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙固定在水平面上，右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻，平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高為h處由靜止釋放，到達(dá)磁場(chǎng)右邊界處恰好停止，已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好，則金屬棒穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中(重力加速度為g)()A金屬棒中的最大電流為B金屬棒克服安培力做的功為mghC通過(guò)金屬棒的電荷量為D金屬棒產(chǎn)生的電熱為mg(hd)CD解析 金屬棒下滑過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得mghmv2，金屬棒到達(dá)水平面時(shí)的速度為v，金屬棒到達(dá)水平面后做減速運(yùn)動(dòng)，剛到達(dá)水平面時(shí)的速度最大，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv，則最大感應(yīng)電流為I，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得mghWBmgd00，克服安培力做功WBmghmgd，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；感應(yīng)電荷量為qt，故選項(xiàng)C正確；克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，電阻與金屬棒電阻相等，通過(guò)它們的電流相等，則金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱QRQWBmg(hd)，故選項(xiàng)D正確9(2019·山東夏津一中開(kāi)學(xué)考試)(多選)水平面上固定相距為d的光滑直軌道MN和PQ，在N、Q之間連接不計(jì)電阻的電感線圈L和電阻R.勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向上，在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬桿ab，在直導(dǎo)軌右側(cè)有兩個(gè)固定擋塊C、D，CD連線與導(dǎo)軌垂直現(xiàn)給金屬桿ab沿軌道向右的初速度v0，當(dāng)ab即將撞上CD時(shí)速度為v，撞后速度立即變?yōu)榱愕慌c擋塊粘連下列說(shuō)法正確的是()Aab向右做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B當(dāng)ab撞上CD后，將會(huì)向左運(yùn)動(dòng)Cab在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的最大安培力為D從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到撞上CD時(shí)，電阻R上產(chǎn)生的熱量小于mvmv2BD解析 ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)受到向左的安培力而做減速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流減小，安培力隨之減小，加速度減小，所以ab做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤當(dāng)ab撞上CD后，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，電路中電流要減小，線框?qū)a(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)楞次定律可知自感電動(dòng)勢(shì)方向與原來(lái)電流方向相同，沿ba，根據(jù)左手定則可知ab受到向左的安培力，故當(dāng)ab撞上CD后，將會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確開(kāi)始時(shí)，ab的速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由于線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，此自感電動(dòng)勢(shì)與ab感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相反，電路中的電流小于，最大安培力將小于BdI，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到撞上CD時(shí)，由于線圈中有磁場(chǎng)能，所以電阻R上產(chǎn)生的熱量小于mvmv2，故選項(xiàng)D正確10(2019·北京卷)如圖所示，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd，其邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，ad邊與磁場(chǎng)邊界平行從ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)直至bc邊剛要進(jìn)入的過(guò)程中，線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；(2)拉力做功的功率P；(3)ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q.解析 (1)從ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到bc邊剛要進(jìn)入的過(guò)程中，只有ad邊切割磁感線，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLv.(2)線框進(jìn)入過(guò)程中線框中的電流為I，ad邊安培力為FABIL，由于線框勻速運(yùn)動(dòng)，所以拉力與安培力大小相等，方向相反，即FFA，所以拉力的功率為PFvFAv，聯(lián)立以上各式解得P.(3)線框進(jìn)入過(guò)程中線框中的電流為I，進(jìn)入所用的時(shí)間為t ，ad邊的電阻為Rad，焦耳熱為QI2Radt，聯(lián)立上述解得Q.答案 (1)BLv(2)(3)11(2019·七省七校聯(lián)考)如圖所示，電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)光滑平行導(dǎo)軌與水平面成30°角傾斜放置，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，空間內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B質(zhì)量均為m、長(zhǎng)均為L(zhǎng)、電阻均為R的金屬棒ab、cd垂直于導(dǎo)軌水平放在導(dǎo)軌上，ab棒通過(guò)繞光滑定滑輪的絕緣細(xì)繩與質(zhì)量也為m的物塊G相連，cd棒擱置在兩個(gè)固定樁上已知重力加速度為g.(1)由靜止釋放金屬棒ab，求ab棒能達(dá)到的最大速度vm；(2)若從釋放金屬棒ab到其達(dá)到最大速度所用時(shí)間為t，求此過(guò)程中通過(guò)金屬棒ab的電荷量q；(3)求在問(wèn)題(2)的過(guò)程中，金屬棒cd產(chǎn)生的焦耳熱Q.解析 (1)對(duì)ab棒及物塊G組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得mgmgsin FA2ma，當(dāng)加速度a0時(shí)，ab棒的速度達(dá)到最大，此時(shí)安培力FAmg，假設(shè)金屬棒cd靜止，對(duì)金屬棒cd受力分析有FAFNmgsin 0，F(xiàn)AFA，則FN0，假設(shè)成立cd靜止，所以由FABIL，I，EBLvm，聯(lián)立解得vm.(2)對(duì)金屬棒ab及物塊G組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量定理得(mgmgsin )tBLt2mvm，通過(guò)金屬棒ab的電荷量qt，解得q.(3)設(shè)此過(guò)程中金屬棒ab沿導(dǎo)軌上滑的距離x，由qtt，得q，聯(lián)立可得x.對(duì)金屬棒ab及物塊G組成的系統(tǒng)，由能量守恒得回路中總的焦耳熱Q總mgxmgsin ·2mv，解得Q總，金屬棒cd產(chǎn)生的焦耳熱QQ總.答案 (1)(2)(3)