2019高三物理电磁感应规律的综合应用单元复习测试题及答案精品教育.doc
2019高考物理单元综合测试题第9章电磁感应
2019 高考物理单元综合测试题第9 章电磁感觉本卷分第一卷 ( 选择题 ) 和第二卷 ( 非选择题 ) 两部分、总分值 100分，考试时间 90 分钟、第一卷 ( 选择题共 40 分)【一】选择题 ( 共 10 小题，每题 4 分，共 40 分，在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项切合题目要求，有些小题有多个选项切合题目要求，所有选对的得4 分，选不全的得2 分，有选错或不答的得 0 分)1、(2018 ·北京海淀模拟 )以下列图，矩形导线框 abcd与无穷长通电直导线 MN在同一平面内，直导线中的电流方向由 M到 N，导线框的 ab 边与直导线平行、假定直导线中的电流增大，导线框中将产生感觉电流，导线框会遇到安培力的作用，那么以下对于导线框遇到的安培力的判断正确的选项是 ()A、导线框有两条边所受安培力的方向同样B、导线框有两条边所受安培力的大小同样C、导线框所受的安培力的协力向左D、导线框所受的安培力的协力向右[ 答案 ]BD[ 分析 ] 依据左手定那么，四条边的安培力的方向都不同样， A 错；在某一瞬时，导线框的感觉电流大小是同样的， ab 边和 cd 边所处的磁场强度不一样，所以安培力的大小不一样， bc 边和 ad 边所处的磁场状况同样，所以安培力的大小同样， B 对；直导线中的电流增大，穿过导线框的磁通量要变大，依据楞次定律，导线框所受的安培力的协力向右，C错， D对、2、(2018 ·哈尔滨模拟 ) 矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图甲所示、磁感觉强度方向与导线框所在平面垂直，磁感觉强度 B随时间变化的图象如图乙所示、 t ＝0时辰，磁感觉强度的方向垂直导线框平面向里，在0～4s 时间内，导线框ad 边所受安培力随时间变化的图象(规定以向左为安培力正方向)可能是以下选项中的 ()[ 答案]D[ 分析 ] 由图象可知 0～1s 时间内磁场平均向里减小，依据楞次定BS律及左手定那么可知 ad 边遇到的安培力向左，再由 I ＝R t可得回路中电流不变，而 F＝BIL，故 F 平均减小，选项AB错误；1～2s内C 感觉电流方向仍不变，但安培力方向向右，且平均增大，应选项错误， D正确、3、(2018 ·南昌模拟 )以下列图，在粗拙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd，其边长为l 、质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为μ.虚线框a′b′c′d′内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下、开始时金属线框的 ab 边与磁场的 d′c′边重合、现使金属线框以初速度 v0沿水平面滑入磁场地区，运动一段时间后停止，此时金属线框的 dc 边与磁场地区的 d′c′边距离为 l .在这个过程中，金属线框产生的焦耳热为()1212A. 2mv0＋μmglB. 2mv0－μmgl1212C.2mv0＋2μmglD.2mv0－2μmgl[ 答案]D[ 分析 ] 闭合线框进入磁场的过程中，因为一条边切割磁感线运动，产生感觉电动势，进而产生感觉电流，处于磁场中遇到安培力，故整个运动过程中有摩擦阻力和安培力做功，但此中安培力是变力，12所以由功能关系可得：2mv0＝μmg·2l＋Q，所以金属线框中产生的12焦耳热为 Q＝2mv0－2μ mgl，故D正确、4、(2018 ·信息卷 ) 如图甲、乙所示，水平面上存在着组合磁场，其磁感觉强度分别为 B、2B，分别使劲 F1、F2将同样的矩形线框ABCD(一边与两磁场的界限重合 ) 沿水平面匀速完整拉进另一磁场，且两次的速度之比为 v1∶v2＝1∶2，那么在线框完整进入另一磁场的过程中，以下说法正确的选项是 ()A 、拉力大小之比为 1∶2B 、线框中产生的热量之比为 1∶1C 、回路中电流之比为 1∶1D 、战胜安培力做功的功率之比为 1∶2[ 答案]AEd1[ 分析 ] 对甲： E 1 ＝3BLv 1，I 1＝ R ，F 1＝3BI 1L ，t 1 ＝v 1 ，P 1＝ F 1v 1，2 2 3BLv 2 2 22 29B L v19B L v9B L v d2111，解得F ＝R，I ＝ R ，P ＝R，Q ＝R；Q ＝I Rt11 11111Ed22对乙： E 2＝ 3BLv 2，I 2＝ R ，F 2＝3BI 2L ， t 2＝v 2， P 2＝F 2v 2 ，Q 2＝I2Rt 2，2 2 3BLv 2 2 2 2 2F v9BL v29B L v29BL v d1221解得 F ＝R ，I ＝ R ，P ＝ R ，Q ＝R，故得2＝v 2＝22221Iv1Pv 2 1Qv111 1 111， I ＝ v ＝ ， P ＝ 2＝，＝v ＝ 。
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电磁感应测试卷一．选择题（每题4分,共48分）1．关于磁通量的概念,下面说法正确的是（）A．磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大B．磁感应强度大的地方,线圈面积越大,则穿过线圈的磁通量也越大C．穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率不一定为零D．磁通量的变化,不一定由于磁场的变化产生的2．下列关于电磁感应的说法中正确的是（）A．只要闭合导体与磁场发生相对运动,闭合导体内就一定产生感应电流B．只要导体在磁场中作用相对运动,导体两端就一定会产生电势差C．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比D．闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关3．关于对楞次定律的理解,下面说法中正确的是（）A．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化B．感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相同C．感应电流的磁场方向,总是跟原磁砀方向相反D．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同,也可以相反4. 物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中,在工作时利用了电磁感应现象的是（）A.回旋加速器B.日光灯C.质谱仪D.速度选择器5．如图1所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放, 圆环摆动过程中经过匀强磁场区域,则（空气阻力不计）（）A．圆环向右穿过磁场后,还能摆至原高度B．在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流C．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大D．圆环最终将静止在平衡位置6．如图（2）,电灯的灯丝电阻为2Ω,电池电动势为2V,内阻不计,线圈匝数足够多,其直流电阻为3Ω．先合上电键K,稳定后突然断开K,则下列说法正确的是（）A．电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同B．电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反7．如果第6题中,线圈电阻为零,当K突然断开时,下列说法正确的是（）A．电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同B．电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前相同D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前相反8．如图（3）,一光滑的平面上,右方有一条形磁铁,一金属环以初速度V沿磁铁的中线向右滚动,则以下说法正确的是（）A 环的速度越来越小B 环保持匀速运动C 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的N极D 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的S极9．如图（4）所示,让闭合矩形线圈abcd从高处自由下落一段距离后进入匀强磁场,从bc边开始进入磁场到ad边刚进入磁场的这一段时间里,图（5）所示的四个V一t图象中,肯定不能表示线圈运动情况的是（）图（4）图（5）图（1）10．如图（6）所示,水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R,轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒ab 横跨导轨,它在外力的作用下向右匀速运动,速度为v 。
2019版高考物理一轮复习第十章电磁感应章末综合测试
第十章电磁感应章末综合测试(十)(时间：60分钟分数：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．下列没有利用涡流的是( )A．金属探测器B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架解析：B 金属探测器、冶炼炉都是利用涡流现象工作的，磁电式仪表利用涡流能让指针快速稳定，也是利用涡流现象，变压器中的硅钢片是为了防止涡流产生铁损．2.如图所示电路中，A、B、C为完全相同的三个灯泡，L是一直流电阻不可忽略的电感线圈，a、b为线圈L的左右两端点，原来开关S是闭合的，三个灯泡亮度相同．将开关S断开后，下列说法正确的是( )A．a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭B．a点电势低于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭C．a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭D．a点电势低于b点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭解析：D 电路稳定时，三个完全相同的灯泡亮度相同，说明流经三个灯泡的电流相等．某时刻将开关S断开，流经电感线圈的磁通量减小，其发生自感现象，相当于电源，产生和原电流方向相同的感应电流，故a点电势低于b点电势，三个灯不会闪亮只是缓慢熄灭，选项D正确．3.如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心．环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直．导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触．在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度ω逆时针转动，t＝0时恰好在图示位置．规定从a到b流经电阻R 的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t＝0开始转动一周的过程中，电流随ωt变化的图象是( )解析：C 杆OM 以匀角速度ω逆时针转动，t ＝0时恰好进入磁场，故前T 4内有电流流过，B 错误．根据右手定则可以判定，感应电流的方向从M 指出圆心O ，流过电阻的方向是从b 流向a ，与规定的正方向相反，为负值，A 错误．在T 4～T2时间内杆OM 处于磁场之外，没有感应电流产生，C 正确，D 错误．4．如图甲所示，光滑的平行水平金属导轨MN 、PQ 相距L ，在MP 之间接一个阻值为R 的电阻，在两导轨间cdfe 矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d 的匀强磁场，磁感应强度为B .一质量为m 、电阻为r 、长度也刚好为L 的导体棒ab 垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d 0.现用一个水平向右的力F 拉棒ab ，使它由静止开始运动，棒ab 离开磁场区域前已做匀速直线运动，棒ab 与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F 随ab 与初始位置的距离戈变化的情况如图乙所示，F 0已知，下列判断正确的是( )甲 乙A ．棒ab 在ac 之间的运动是匀加速直线运动B ．棒ab 在ce 之间不可能一直做匀速运动C ．棒ab 在ce 之间一定先做加速度减小的运动，再做匀速运动D ．棒ab 经过磁场的过程中，通过电阻R 的电荷量为BLd R解析：A 棒ab 在ac 之间运动时，水平方向只受到恒定拉力F 0作用，做匀加速直线运动，A 正确；若棒ab 进入磁场后安培力与水平拉力恰好平衡，则棒ab 在磁场中可能一直做匀速运动，B 错误；棒ab 进入磁场后立即受到安培力的作用，若水平拉力大于安培力，则棒ab 加速运动，但加速度随着速度的增大而减小，直到匀速运动，C 错误；棒ab 经过磁场的过程中，通过电阻R 的电荷量为BLd R ＋r，D 错误． 5.(2018·河南安阳检测)如图所示，平行金属导轨宽度为d ，一部分轨道水平，左端接电阻R ，倾斜部分与水平面成θ角，且置于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ，现将一质量为m 、长度也为d 的导体棒从导轨顶端由静止释放，直至滑到水平部分(导体棒下滑到水平部分之前已经匀速，滑动过程中与导轨保持良好接触，重力加速度为g )．不计一切摩擦力，导体棒接入回路电阻为r ，则整个下滑过程中( )A ．导体棒匀速运动时速度大小为mg R ＋r sin θB 2d 2B ．匀速运动时导体棒两端电压为mg R ＋r sin θBdC ．导体棒下滑距离为s 时，通过R 的总电荷量为Bsd R D ．重力和安培力对导体棒所做的功大于导体棒获得的动能解析：A 导体棒下滑过程中受到沿斜面向下重力的分力和沿斜面向上的安培力，当匀速运动时，有mg sin θ＝BId ，根据欧姆定律可得I ＝ER ＋r ，根据法拉第电磁感应定律可得E ＝Bdv ，联立解得v ＝mg R ＋r B 2d 2sin θ，E ＝mg R ＋r Bdsin θ，故导体棒两端的电压为U ＝Er ＋R R ＝mgR Bd sin θ，A 正确，B 错误．根据法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝B ΔS Δt ＝Bds Δt ，故q ＝I Δt ＝E R ＋r Δt ＝Bsd R ＋r，根据动能定理可得重力和安培力对导体棒所做的功等于导体棒获得的动能，C 、D 错误．6．(2017·广东六校联考)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n ＝1 500匝，横截面积S ＝20 cm 2.螺线管导线电阻r ＝1.0 Ω，R 1＝4.0 Ω，R 2＝5.0 Ω，C ＝30 μF.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化．则下列说法中正确的是( )A ．螺线管中产生的感应电动势为1.2 VB ．闭合S ，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C ．电路中的电流稳定后，电阻R 1的电功率为5×10－2 WD ．S 断开后，流经R 2的电荷量为1.8×10－5 C解析：AD 由法拉第电磁感应定律可得，螺线管内产生的电动势为E ＝n ΔB ΔtS ＝1.2 V ，A 正确．根据楞次定律，当穿过螺线管的磁通量增加时，螺线管下部可以看成电源的正极，则电容器下极板带正电，B 错误．电流稳定后，电流I ＝E R 1＋R 2＋r＝0.12 A ，电阻R 1上消耗的功率P ＝I 2R 1＝5.76×10－2W ，C 错误．开关断开后流经电阻R 2的电荷量Q ＝CU ＝CIR 2＝1.8×10－5 C ，D 正确．7.如图所示，abcd 为一矩形金属线框，其中ab ＝cd ＝L ，ab 边接有定值电阻R, cd 边的质量为m ，其他部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来．线框下方处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．初始时刻，使两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度v 0，当cd 边第一次运动至最下端的过程中，R 产生的电热为Q ，此过程cd 边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g ，下列说法中正确的是( ) A ．初始时刻cd 边所受安培力的大小为B 2L 2v 0R－mg B ．线框中产生的最大感应电流可能为BLv 0RC ．cd 边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于12mv 20－Q D ．在cd 边反复运动过程中，R 中产生的电热最多为12mv 20 解析：BC 初始时刻cd 边速度为v 0，产生的感应电动势最大为E ＝BLv 0，最大感应电流I ＝E R ＝BLv 0R ，初始时刻cd 边所受安培力的大小F ＝BIL ＝B 2L 2v 0R，A 错误，B 正确．由能量守恒定律得12mv 20＋mgh ＝Q ＋E p ，cd 边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量E p ＝12mv 20＋mgh －Q ，大于12mv 20－Q ，C 正确．在cd 边反复运动地过程中，最后平衡位置弹簧弹力等于线框重力，一定具有弹性势能，R 中产生的电热一定小于12mv 20，D 错误． 8.如图所示，宽为L 的水平光滑金属轨道上放置一根质量为m 的导体棒MN ，轨道左端通过一个单刀双掷开关与一个电容器和一个阻值为R 的电阻连接，匀强磁场的方向与轨道平面垂直，磁感应强度大小为B ，电容器的电容为C ，金属轨道和导体棒的电阻不计．现将开关拨向“1”，导体棒MN 在水平向右的恒力F 作用下由静止开始运动，经时间t 0后，将开关S 拨向“2”，再经时间t ，导体棒MN 恰好开始匀速向右运动．下列说法正确的是( )A ．开关拨向“1”时，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动B ．t 0时刻电容器所带的电荷量为CBLFt 0m ＋CB 2L 2C ．开关拨向“2”后，导体棒匀速运动的速率为FR B 2L 2D ．开关拨向“2”后t 时间内，导体棒通过的位移为FR B 2L 2(t ＋mt 0m ＋CB 2L 2－mR B 2L 2) 解析：BCD 开关拨向“1”时，设在极短时间Δt 内流过金属棒的电荷量为ΔQ ，则电路中的瞬时电流I ＝ΔQ Δt，电容器的电压U ＝BLv ，电荷量Q ＝CU ，则ΔQ ＝C ΔU ＝CBL Δv ，可得I ＝CBL Δv Δt＝CBLa .对金属棒，由牛顿第二定律得F －BIL ＝ma ，联立得金属棒的瞬时加速度a ＝F m ＋CB 2L 2.由于加速度表达式中的各个物理量都不随时间、位移变化，由此可知金属棒的加速度不变，做匀加速直线运动，A 错误．t 0时刻金属板MN 速度v 0＝at 0，电容器所带的电压U ＝BLv 0＝BLat 0，电荷量Q ＝CU ，解得Q ＝CBLFt 0m ＋CB 2L 2，B 正确．由F 安＝BIL ，I ＝ER，E ＝BLv ，联立解得F 安＝B 2L 2v R.开关拨向“2”，t 时间后，导体棒匀速运动时，有F ＝F 安，解得v ＝FR B 2L 2，C 正确．开关拨向“2”后t 时间内，根据牛顿第二定律得F －F 安＝F －B 2L 2v R＝ma ＝m Δv Δt ，得F Δt －B 2L 2v R Δt ＝m Δv .两边求和得∑(F Δt －B 2L 2v RΔt )＝∑m Δv .而∑v Δt ＝x ，∑Δv ＝v －v 0，联立解得位移x ＝FR B 2L 2(t ＋mt 0m ＋CB 2L 2－mRB 2L2)，D 正确． 二、非选择题(本大题共4小题，第9、10题各12分，第11、12题各14分，共52分)9．如图所示，两根足够长平行金属导轨MN 、PQ 固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R ＝3 Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L ＝1 m ．整个装置处于磁感应强度B ＝2 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上．质量m ＝1 kg 的金属棒ab 置于导轨上，ab 在导轨之间的电阻r ＝1 Ω，电路中其余电阻不计．金属棒ab 由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好．不计空气阻力影响．已知金属棒ab 与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s 2.(1)求金属棒ab 沿导轨向下运动的最大速度v m ；(2)求金属棒ab 沿导轨向下运动过程中，电阻R 上的最大电功率P R ；(3)若从金属棒ab 开始运动至达到最大速度过程中，电阻R 上产生的焦耳热总共为1.5 J ，求流过电阻R 的总电荷量q .解析：(1)金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度v m .由牛顿第二定律得mg sin θ－μmg cos θ－F 安＝0(1分)F 安＝BIL ，I ＝BLv m R ＋r，解得v m ＝2.0 m/s(3分) (2)金属棒以最大速度v m 匀速运动时，电阻R 上的电功率最大，此时P R ＝I 2R ，解得P R ＝3 W(2分)(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为x ，由能量守恒定律得 mgx sin θ＝μmgx cos θ＋Q R ＋Q r ＋12mv 2m (1分)根据焦耳定律Q R Q r ＝Rr，解得x ＝2.0 m(1分) 根据q ＝I Δt ，I ＝ER ＋r (2分)E ＝ΔΦΔt ＝BLx Δt，解得q ＝1.0 C(2分) 答案：(1)2 m/s (2)3 W (3)1.0 C10．(2018·山东泰安期末)如图所示，ab 和cd 为质量m ＝0.1 kg 、长度L ＝0.5 m 、电阻R ＝0.3 Ω的两相同金属棒，ab 放在半径分别为r 1＝0.5 m 和r 2＝1 m 的水平同心圆环导轨上，导轨处在磁感应强度B ＝0.2 T 、方向竖直向上的匀强磁场中；cd 跨放在间距也为L ＝0.5 m 、倾角θ＝30°的光滑平行导轨上，导轨处于磁感应强度也为B ＝0.2 T 、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路，除导体棒电阻外其余电阻均不计．ab 在外力作用下沿圆环导轨匀速转动，使cd 在倾斜导轨上保持静止．ab 与两圆环导轨间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度g ＝10 m/s 2.求：(1)从上向下看ab 应沿顺时针还是逆时针方向转动？(2)ab 转动的角速度大小；(3)作用在ab 上的外力的功率．解析：(1)根据cd 静止可知，cd 受到的安培力方向沿斜面向上，由左手定则可知cd 中的电流由d 流向c ，ab 中的电流由b 流向a ，由右手定则可知ab 棒沿顺时针方向转动．① (1分)(2)在Δt 时间内，导体棒ab 扫过的面积ΔS ＝12ωΔt (r 22－r 21)＝12ωΔt (4L 2－L 2)② (1分)根据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为E ＝B ΔS Δt③ (1分) 由欧姆定律可知，通过导体棒中的感应电流的大小I ＝E 2R④ (1分) 对cd 由平衡条件知mg sin θ＝BIL ⑤ (1分)代入数据解得ω＝40 rad/s ⑥ (1分)(3)同心圆环导轨上，在竖直方向，由于棒质量分布均匀，故内、外圈导轨对导体棒的支持力大小相等，设其值为F N ，则mg －2F N ＝0⑦ (1分)两导轨对运行的导体棒ab 的滑动摩擦力均为F f ＝μF N ⑧ (1分)导体棒ab 的两端点的速率分别为v 1＝ωr 1，v 2＝ωr 2⑨ (1分)克服摩擦力做功的功率P 1＝F f v 1＋F f v 2⑩ (1分)电路消耗的电功率P 2＝2I 2R ⑪ (1分)代入数据解得，外力的功率P ＝P 1＋P 2＝30 W ⑫ (1分)答案：(1)沿顺时针方向转动 (2)40 rad/s (3)30 W11．为了夜间行驶安全，自行车后轮上常安装一个小型发电机．某同学设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮．如图甲所示，自行车牙盘半径r 2＝12 cm ，飞轮半径r 3＝6 cm.电路示意图如图乙所示，该同学在车轮(车轮内缘为导体)与轮轴之间均匀地连接4根金属条，每根金属条中间都串接一个阻值为R ＝0.3 Ω的小灯泡，小灯泡的大小可忽略，阻值保持不变，车轮半径r 1＝0.4 m ，轮轴半径可以忽略．车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角为θ＝60°的扇形匀强磁场区域，磁感应强度大小B ＝2.0 T ，方向垂直纸面向外．π取3.14.(1)若自行车前进时，后轮顺时针转动的角速度恒为ω，且在金属条ab 进入磁场中时，ab 中电流大小为4 A ，求角速度ω的值．(不计其他电阻和车轮厚度)(2)若该同学骑车时每分钟后轮转120圈，自行车和人受到的外界阻力大小恒为100 N ，则该同学骑车30分钟，需要对自行车做多少功？(小数点后保留两位有效数字)解析：(1)当金属条ab 进入磁场中，切割磁感线产生的感应电动势相当于电源，其电动势大小E ＝BL v ＝BL ·ωL 2＝12BωL 2(2分) 其中L ＝r 1＝0.4 m(1分)电路总电阻R 总＝R 3＋R ＝4R 3＝0.4 Ω(1分) 通过金属条ab 的电流I ＝E R 总＝4 A(1分) 解得角速度ω＝10 rad/s(1分)(2)后轮转速n ＝2 r/s ，后轮角速度ω0＝4π rad/s(1分)车速v ＝r 1ω0＝1.6π m/s(1分)电动势E 0＝12Bω0r 21＝0.64π V(1分) 总的电功率P 总＝E 20R 总＝128125π2 W(1分) 4根金属条轮换切割磁感线，车轮转一圈的时间有三分之二时间内产生焦耳热，则30分钟内总的焦耳热Q ＝P 总×23t ＝1.21×104 J(1分) 30分钟内克服阻力做功W f ＝F f s ＝F f vt ＝9.04×105J(1分)30分钟内一共需要做功W 总＝W f ＋Q ＝9.16×105 J(1分)答案：(1)10 rad/s (2)9.16×105 J12．如图所示，质量为M 的导体棒ab ，垂直放在间距为l 的平行光滑金属导轨上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．左侧是水平放置、间距为d 的平行金属板．R 和R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．(1)调节R x ＝R ，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I 及棒的速率v .(2)改变R x ，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m 、带电荷量为＋q 的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的R x .解析：本题考查物体的平衡、牛顿运动定律和法拉第电磁感应定律的综合应用．(1)导体棒匀速下滑时Mg sin θ＝BIl ① (2分)得I ＝Mg sin θBl② (1分) 设导体棒产生的感应电动势为E 0 E 0＝Blv ③ (2分)由闭合电路欧姆定律，得 I ＝E 0R ＋R x④ (1分) 联立②③④，得v ＝2MgR sin θB 2l2⑤ (1分) (2)改变R x ，由②式可知电流不变．设带电微粒在金属板间匀速通过时，板间电压为U ，电场强度大小为EU ＝IR x ⑥ (2分)E ＝U d⑦ (2分) mg ＝qE ⑧ (2分)联立②⑥⑦⑧得R x ＝mBLd qM sin θ(1分) 答案：(1)E 0R ＋R x 2MgR sin θB 2l 2 (2)mBLd qM sin θ。
2019高考物理新一轮总复习阶段示范性测试9电磁感应(含解析)
阶段示范性金考卷(九)本卷测试内容：电磁感应本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共110分。
测试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共60分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出四个选项中,第1、4、5、7小题,只有一个选项正确；第2、3、6、8、9、10、11、12小题,有多个选项正确,全部选对得5分,选对但不全得3分,有选错得0分。
)1、[2014·济南高三模拟]如图所示,一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,发生现象是( )A、磁铁插向左环,横杆发生转动B、磁铁插向右环,横杆发生转动C、无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D、无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动解析：本题考查电磁感应现象、安培力简单应用。
磁铁插向左环,横杆不发生移动,因为左环不闭合,不能产生感应电流,不受安培力作用；磁铁插向右环,横杆发生移动,因为右环闭合,能产生感应电流,在磁场中受到安培力作用,选项B正确。
本题难度易。
答案：B2、如图所示,两根足够长光滑金属导轨水平平行放置,间距为L ＝1 m,cd间、de间、cf间分别接着阻值为R＝10 Ω电阻。
一阻值为R＝10 Ω导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动,导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B＝0、5 T,方向竖直向下匀强磁场。
下列说法中正确是( )A、导体棒ab中电流流向为由b到aB、cd两端电压为1 VC、de两端电压为1 VD、fe两端电压为1 V解析：导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动,由右手定则可判断出导体棒ab中电流流向为由a到b,选项A错误；由法拉第电磁感应定律,产生感应电动势E＝BLv＝2 V,感应电流I＝E/2R＝0、1 A,cd两端电压为U1＝IR＝1 V,选项B正确；由于de间没有电流,cf 间没有电流,de两端电压为零,fe两端电压为1 V,选项C错误,D正确。
2019高考物理单元综合测试题第9章电磁感应
2019高考物理单元综合测试题第9章电磁感应本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．第Ⅰ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．(2018·北京海淀模拟)如下图，矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，直导线中的电流方向由M到N，导线框的ab边与直导线平行．若直导线中的电流增大，导线框中将产生感应电流，导线框会受到安培力的作用，则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的选项是()A．导线框有两条边所受安培力的方向相同B．导线框有两条边所受安培力的大小相同C．导线框所受的安培力的合力向左D．导线框所受的安培力的合力向右[答案]BD[解析]根据左手定则，四条边的安培力的方向都不相同，A错；在某一瞬间，导线框的感应电流大小是相同的，ab边和cd边所处的磁场强度不同，所以安培力的大小不同，bc边和ad边所处的磁场情况相同，所以安培力的大小相同，B对；直导线中的电流增大，穿过导线框的磁通量要变大，根据楞次定律，导线框所受的安培力的合力向右，C错，D对．2．(2018·哈尔滨模拟)矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图甲所示．磁感应强度方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在0～4s时间内，导线框ad边所受安培力随时间变化的图象(规定以向左为安培力正方向)可能是以下选项中的()[答案] D[解析]由图象可知0～1s时间内磁场均匀向里减小，根据楞次定律及左手定则可知ad边受到的安培力向左，再由I＝ΔBSRΔｔ可得回路中电流不变，而F＝BIL，故F均匀减小，选项AB错误；1～2s内感应电流方向仍不变，但安培力方向向右，且均匀增大，应选项C 错误，D正确．3．(2018·南昌模拟)如下图，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd，其边长为l、质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为μ.虚线框a′b′c′d′内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下．开始时金属线框的ab边与磁场的d′c′边重合．现使金属线框以初速度v0沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场。
2019年高三总练习单元综合测试卷：第9单元(电磁感应)
2019年高三总练习单元综合测试卷：第9单元(电磁感应)注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。
在论述题中，问题大多具有委婉性，尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点，最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。
只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。
第九单元《电磁感应》本试卷分第一卷(选择题)和第二卷(非选择题)两部分试卷总分值为100分。
考试时间为90分钟。
第一卷(选择题，共40分)【一】选择题(本大题包括10小题，每题4分，共40分。
)1.图1为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称、在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动(O是线圈中心)，那么()图1A、从X到O，电流由E经Ⓖ流向F，先增大再减小B、从X到O，电流由F经Ⓖ流向E，先减小再增大C、从O到Y，电流由F经Ⓖ流向E，先减小再增大D、从O到Y，电流由E经Ⓖ流向F，先增大再减小解析：此题考查楞次定律，意在考查考生对楞次定律的理解和运用、从X到O过程中，原磁场方向指向上不断增加，那么感应电流的磁场方向应该指向下，再由右手螺旋定那么知，感应电流方向应该是由F经Ⓖ到E，又感应电流从零到有再到零，那么一定经历先增大再减小的过程、同理，当从O到Y的过程中，感应电流的方向应该是由E经Ⓖ到F，大小也是先增大再减小、答案：D2、电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图2所示、现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()图2A、从a到b，上极板带正电B、从a到b，下极板带正电C、从b到a，上极板带正电D、从b到a，下极板带正电解析：由楞次定律知线圈中感应电流方向从上向下看为顺时针，线圈下端为电源正极，所以流过R的电流方向为从b向a，电容器下极板带正电，故D正确，A、B、C错误、答案：D3、如图3所示，A是长直密绕通电螺线管，小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox 从O点自左向右匀速穿过螺线管A.能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是()图3解析：通电螺线管产生稳定的磁场，磁场特征为：两极附近最强且不均匀，管内场强近似匀强、当小线圈穿越两极时，因磁场不均匀，故穿过小线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，且因磁场的变化方向不同，故在小线圈中感应电流方向相反，小线圈在螺线管内部运动时，因穿越区域的磁感应强度不变，小线圈中没有感应电流产生、故C项正确、答案：C4、如图4所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动、杆ef及线框中导线的电阻都可不计、开始时，给ef一个向右的初速度，那么()图4A、ef将减速向右运动，但不是匀减速B、ef将匀减速向右运动，最后停止C、ef将匀速向右运动D、ef将往返运动解析：给ef一个向右的初速度，那么ef产生感应电动势，回路形成电流、同时，ef 受安培力而减速，随着ef减速，回路电流减小，安培力减小、因此，ef将减速向右运动，但不是匀减速、答案：A5、如图5所示是一种延时开关、当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，将C 线路接通、当S 1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放、那么 ()图5A 、由于A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用B 、由于B 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用C 、如果断开B 线圈的电键S 2，无延时作用D 、如果断开B 线圈的电键S 2，延时将变长解析：延时开关的工作原理是：当断开S 1使A 线圈中电流变小并消失时，铁芯中的磁通量减小，假设B 线圈闭合那么在其中引起感应电流、根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场的减小，这样，就使铁芯中磁场减弱得慢些，因此才产生延时释放D 的作用、可见是由于B 线圈的电磁感应作用，起到了延时作用，故B 、C 选项正确、答案：BC6、一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B .直升机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动、螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图6所示、如果忽略a 到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，那么 ()图6 A 、ε＝πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 B 、ε＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 C 、ε＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 D 、ε＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 解析：螺旋桨叶片围绕着O 点转动，产生的感应电动势为ε＝Blv ＝12Blv 0＝12Bl (ωl )＝12B (2πf )l 2＝πfl 2B ，由右手定那么判断出b 点电势比a 点电势高、所以选项A 正确、答案：A7、两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如图7所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面、质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R .整个装置处于磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中、当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度v 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速度v 2向下匀速运动、重力加速度为g .以下说法正确的选项是()图7A 、ab 杆所受拉力F 的大小为μmg ＋B 2L 2v 12RB 、cd 杆所受摩擦力为零C 、回路中的电流为BL (v 1＋v 2)2RD 、μ与υ1大小的关系为μ＝2RmgB 2L 2v 1解析：ab 棒切割磁感线产生感应电动势，cd 棒不切割磁感线，整个回路中的感应电动势E 感＝BL ab v 1＝BLv 1，回路中感应电流I ＝E 感2R ＝BLv 12R ，C 选项错误、ab 棒受到的安培力为F 安＝BIL ＝B E 感2R L ＝B 2L 2v 12R ，ab 棒沿导轨匀速运动，受力平衡、ab 棒受到的拉力为F ＝F 摩＋F 安＝μmg ＋B 2L 2v 12R ，A 选项正确、cd 棒所受摩擦力为f ＝μF 安＝μB 2L 2v 12R ，B 选项错误、cd 棒做匀速直线运动，受力平衡，mg ＝f ，mg ＝μB 2L 2v 12R ，μ＝2RmgB 2L 2v 1，D 选项正确、答案：AD8、如图8所示，用一根长为L 、质量不计的细杆与一个上弧长为l 0、下弧长为d 0的金属线框的中点联结并悬挂于O 点，悬点正下方存在一个上弧长为2l 0.下弧长为2d 0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d 0≪L .先将线框拉开到如图8所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，以下说法正确的选项是 ()图8A 、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a →b →c →d →aB 、金属线框离开磁场时感应电流的方向为a →d →c →b →aC 、金属线框dc 边进入磁场与ab 边离开磁场的速度大小总是相等D 、金属线框最终将在磁场内做简谐运动解析：线框在进入磁场过程中由楞次定律可判得电流的方向为a →d →c →b →a .而摆出磁场过程中同样由楞次定律可判得电流方向为a →b →c →d →a .所以A 、B 项均错误、因为线框在进入和离开磁场过程中安培力做负功，所以速度会逐渐减小，所以C 项错误、线框最终在磁场中摆动过程中，由于磁通量不再发生变化，回路中不再产生感应电流，没有热能的产生，只有机械能的转化与守恒，所以线框最终会在磁场中做简谐运动，那么D 项正确、答案：D9、如图9所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab ，质量为m ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v 时，受到安培力的大小为F ，此时()图9A 、电阻R 1消耗的热功率为Fv /3B 、电阻R 2消耗的热功率为Fv /6C 、整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv cos θD 、整个装置消耗的机械功率为(F ＋μmg cos θ)v解析：上滑速度为v 时，导体棒受力如图10所示那么B 2L 2vR ＋R 2＝F所以PR 1＝(BLv2×32R)2R ＝16Fv ，故A 错误，B 正确、因f ＝μN ，N ＝mg cos θ所以P f ＝fv ＝μmgv cos θ，故C 正确、此时，整个装置消耗的机械功率为P ＝P F ＋P f ＝Fv ＋μmgv cos θ，故D 正确、图10答案：BCD10.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度、电磁血流计由一对电极a 和b 以及一对磁极N 和S 构成，磁极间的磁场是均匀的、使用时，两电极a 、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图11所示、由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a 、b 之间会有微小电势差、在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零、在某次监测中，两触点间的距离为3.0mm ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV ，磁感应强度的大小为0.040T 、那么血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为()图11A 、1.3m/s ，a 正、b 负B 、2.7m/s ，a 正、b 负C 、1.3m/s ，a 负、b 正D 、2.7m/s ，a 负、b 正解析：此题考查带电粒子在复合场中的运动、磁流体发电机、左手定那么等知识点，意在考查考生对带电粒子在复合场中的运动、力的平衡、左手定那么的综合运用能力、根据左手定那么，可知a 正b 负，所以CD 错；因为离子在场中所受合力为零，Bqv ＝U d q ，所以v ＝U Bd ＝1.3m/s ，A 对B 错、答案：A第二卷(非选择题，共60分)【二】填空题(共12分)11、如图12所示，半径为r 的金属圆环绕通过直径的轴OO ′以角速度ω匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B ，以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，求在转动30°角的过程中，环中产生的感应电动势为________、图12解析：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS sin30°－0＝12B πr 2.又Δt ＝θω＝π/6ω＝π/(6ω)所以E ＝ΔΦΔt ＝12B πr 2π/(6ω)＝3B ωr 2.答案：3B ωr 212、一个边长为10cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框匝数n ＝100，线框平面与磁场垂直，电阻为20Ω.磁感应强度随时间变化的图象如图13所示、那么在一个周期内线框产生的热量为________J.图13解析：由题图可知，线框中穿过均匀变化的磁场，变化周期T ＝4s 、根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，线框中产生的感应电动势E ＝nS ΔBΔt ，感应电流I ＝E R ＝100×10－220A ＝5×10－2A ， 在一个周期内产生的热量Q ＝I 2RT ＝(5×10－2)2×20×4J ＝0.2J.答案：0.2【三】计算题(每题12分，共48分)13、如图14所示，P 、Q 为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L 1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B 1的匀强磁场中、一导体杆ef 垂直于P 、Q 放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动、质量为m 、每边电阻均为r 、边长为L 2的正方形金属框abcd 置于竖直平面内，两顶点a 、b 通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B 2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态、不计其余电阻和细导线对a 、b 点的作用力、图14(1)通过ab 边的电流I ab 是多大？(2)导体杆ef 的运动速度v 是多大？解析：(1)设通过正方形金属框的总电流为I ，ab 边的电流为I ab ，dc 边的电流为I dc ，有I ab ＝34I ①I dc ＝14I ②金属框受重力和安培力，处于静止状态，有mg ＝B 2I ab L 2＋B 2I dc L 2③由①～③，解得I ab ＝3mg4B 2L 2.④(2)由(1)可得I ＝mgB 2L 2⑤设导体杆切割磁感线产生的电动势为E ，有E ＝B 1L 1v ⑥设ad 、dc 、cb 三边电阻串联后与ab 边电阻并联的总电阻为R ，那么R ＝34r ⑦根据闭合电路欧姆定律，有I ＝E R ⑧由⑤～⑧，解得v ＝3mgr4B 1B 2L 1L 2.⑨答案：(1)3mg 4B 2L 2(2)3mgr4B 1B 2L 1L 214、如图15所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L ，左端接有阻值为R 的电阻、处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略、初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v 0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触、图15(1)求初始时刻导体棒受到的安培力、(2)假设导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为E p ，那么这一过程中安培力做的功W 1和电阻R 上产生的焦耳热Q 1分别为多少？(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动到最终静止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q 为多少？解析：(1)初始时刻棒中感应电动势E ＝Lv 0B ①棒中感应电流I ＝E R ②作用于棒上的安培力F ＝ILB ③①～③联立得F ＝L 2v 0B 2R ，安培力方向：水平向左、(2)由功和能的关系，得安培力做功W 1＝E P －12mv 20④电阻R 上产生的焦耳热Q 1＝12mv 20－E p .⑤(3)由能量转化及平衡条件等，可判断：棒最终静止于初始位置，Q ＝12mv 20.⑥答案：(1)F ＝B 2L 2v 0R ，方向水平向左(2)W 1＝E p －12mv 20Q 1＝12mv 20－E p (3)Q ＝12mv 215、如图16所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m ，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R 的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直、质量为0.2kg 、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.图16(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R 消耗的功率为8W ，求该速度的大小、(3)在上问中，假设R ＝2Ω，金属棒中的电流方向由a 到b ，求磁感应强度的大小与方向、(g 取10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析：(1)金属棒开始下落的初速为零，根据牛顿第二定律mg sin θ－μmg cos θ＝ma ①由①式解得a ＝10×(0.6－0.25×0.8)m/s 2＝4m/s 2.②(2)设金属棒运动达到稳定时，速度为v ，所受安培力为F ，棒在沿导轨方向受力平衡mg sin θ－μmg cos θ－F ＝0③此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R 消耗的电功率Fv ＝P ④由③④两式解得v ＝P F＝80.2×10×(0.6－0.25×0.8)m/s ＝10m/s.⑤(3)设电路中电流为I ，两导轨间金属棒的长为l ，磁场的磁感应强度为BI ＝vBl R ⑥P ＝I 2R ⑦由⑥⑦两式解得B ＝PR vl ＝8×210×1T ＝0.4T ⑧磁场方向垂直导轨平面向上、答案：(1)4m/s 2(2)10m/s(3)0.4T 方向垂直导轨平面向上16.单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)、有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置，称为电磁流量计、它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成、传感器的结构如图17所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a 和c ，a 、c 间的距离等于测量管内径D ，测量管的轴线与a 、c 的连线方向以及通电线圈产生的磁场方向三者相互垂直、当导电液体流过测量管时，在电极a 、c 间出现感应电动势E ，并通过与电极连接的仪表显示出液体的流量Q .设磁场均匀恒定，磁感应强度为B .图17(1)D ＝0.40m ，B ＝2.5×10－3T ，Q ＝0.12m 3/s ，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小(π取3.0)；(2)一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值，但实际显示却为负值，经检查，原因是误将测量管接反了，即液体由测量管出水口流入，从入水口流出、因水已加压充满管道，不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法；(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R .a 、c 间导电液体的电阻r 随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数、试以E 、R 、r 为参量，给出电极a 、c 间输出电压U 的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响、解析：(1)导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动、在电极a 、c 间切割磁感线的液柱长度为D ，设液体的流速为v ，那么产生的感应电动势为E ＝BDv ①由流量的定义，有Q ＝Sv ＝πD24v ②①②式联立可解得E ＝BD 4Q πD 2＝4BQπD代入数据得E ＝4×2.5×10－3×0.123×0.4V ＝1.0×10－3V (2)能使仪表显示的流量变为正值的方法简便、合理即可、如：改变通电线圈中电流的方向，使磁场B 反向；或将传感器输出端对调接入显示仪表、(3)传感器和显示仪表构成闭合电路，由闭合电路欧姆定律得：I ＝ER ＋rU ＝IR ＝RER ＋r ＝E 1＋(r /R )③输入显示仪表的是a 、c 间的电压U ，流量示数和U 一一对应、E 与液体电阻率无关，而r 随电阻率的变化而变化、由③式可看出，r 变化相应地U 也随之变化、在实际流量不变的情况下，仪表显示的流量示数会随a、c间的电压U的变化而变化、增大R，使R≫r，那么U≈E，这样就可以降低液体电阻率变化对显示仪表流量示数的影响、。
2019版高考物理通用版二轮复习专题检测：(二十三) 电磁感应中的“三类模型问题” Word版含解析.doc
专题检测（二十三） 电磁感应中的“三类模型问题”1．(2018·漳州八校模拟)如图所示，MN 、P Q 为间距L ＝0.5 m 的足够长平行导轨，N Q ⊥MN 。
导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°，N Q 间连接有一个R ＝5 Ω的电阻。
有一匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B 0＝1 T 。
将一质量为m ＝0.05 kg的金属棒紧靠N Q 放置在导轨ab 处，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。
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N Q 平行。
已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，当金属棒滑行至cd 处时已经达到稳定速度，cd 距离N Q 为s ＝2 m(g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。
则：(1)当金属棒滑行至cd 处时，回路中的电流是多大？(2)金属棒达到的稳定速度是多大？(3)金属棒从开始运动到滑行至cd 处过程中，回路中产生的焦耳热是多少？解析：(1)金属棒达到稳定速度时，沿导轨方向受力平衡mg sin θ＝F f ＋F A其中F A ＝B 0ILF f ＝μF N ＝μmg cos θ解得I ＝0.2 A 。
(2)由欧姆定律得I ＝E R由电磁感应定律得E ＝B 0L v解得v ＝2 m/s 。
(3)金属棒从开始运动到滑行至cd 处过程中，由能量守恒定律得mg sin θs ＝12m v 2＋Q ＋μmg cos θs 解得Q ＝0.1 J 。
答案：(1)0.2 A (2)2 m/s (3)0.1 J2.如图所示，足够长的粗糙斜面与水平面成θ＝37°角放置，斜面上的虚线aa ′和bb ′与斜面底边平行，且间距为d ＝0.1 m ，在aa ′、bb ′围成的区域内有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B ＝1 T ；现有一质量为m ＝10 g ，总电阻为R ＝1 Ω，边长也为d ＝0.1 m 的正方形金属线圈MNP Q ，其初始位置P Q 边与aa ′重合，现让线圈以一定初速度沿斜面向上运动，当线圈从最高点返回到磁场区域时，线圈刚好做匀速直线运动。
湖北高考物理复习电磁感应定律的综合应用练习题
2019届湖北高考物理复习电磁感应定律的综合应用练习题电磁感应现象指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势，下面是电磁感应定律的综合应用练习题，请考生认真练习。
1. (2019高考新课标全国卷)(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的圆盘实验.实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后.下列说法正确的是()A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动解析：选AB.A.当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确;B.如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确;C.在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误;D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误.2.(2019高考重庆卷)题图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差b()A.恒为B.从0均匀变化到C.恒为-D.从0均匀变化到-解析：选C.根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势E=n=n，由楞次定律和右手螺旋定则可判断b点电势高于a点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此a、b两点电势差恒为b=-n，选项C正确.3.(2019河南、河北、山西三省联考)如图1，水平放置的闭合回路由两部分组成，虚线左侧是电阻不能忽略的圆形导线，置于方向竖直的磁场B1中，B1随时间t的变化如图2所示，t=0时，B1方向竖直向上;虚线右侧是电阻可忽略的光滑平行导轨，处于方向竖直向下的匀强磁场B2中.t=0时，导体棒ab在平行于导轨、水平向右的外力F作用下从静止开始向右做匀加速直线运动，则F随t变化规律大致是图中的() 解析：选D.设ab棒的加速度为a，通过ab棒的电流为I，则F-BIL=ma，设圆形导线的内阻为r，则I=，由法拉第电磁感应定律知，E1=，E2=B2Lv=B2Lat，联立得F=(+B2Lat)+ma，结合几何知识知，D正确.4. (多选)如图所示，间距为L的光滑平行金属轨道上端用电阻R相连，其平面与水平面成角，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上.质量为m，电阻为r的金属杆ab(长度略大于L)，以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到距底端高h的位置后又返回到底端，运动过程中，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，不计金属轨道的电阻，已知重力加速度为g.则以下说法中正确的是() A.杆ab先匀减速上滑，之后匀加速下滑，且上滑过程的加速度大于下滑过程中的加速度B.杆ab上滑过程中通过R的电荷量与下滑过程中通过R的电荷量相等C.杆ab运动过程中安培力做功的功率等于电阻R的热功率D.杆ab上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于(mv-mgh)解析：选BD.杆ab上滑时，由牛顿第二定律知，F安+mgsin=ma上，代入F安=BIL=知，由于杆上滑时速度减小，则上滑时的加速度不断减小，做加速度不断减小的减速运动，同理分析，当杆下滑时，mgsin -F安=ma下，联立F安=可知，杆做加速度不断减小的加速运动，A错误;由于杆ab上滑和下滑过程中，磁通量的变化量相等，结合q=It=知，杆上滑和下滑过程中通过R的电荷量相等，B正确;杆ab运动过程中安培力做功的功率等于电阻R和r的热功率之和，C错误;杆ab上滑到最高点的过程中，由能量守恒定律知，电路产生的总焦耳热Q=mv-mgh，而电阻R产生的焦耳热QR=Q，联立得QR=(mv-mgh)，D正确.5. (2019高考福建卷)如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R 的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦.在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()A.PQ中电流先增大后减小B.PQ两端电压先减小后增大C.PQ上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先减小后增大解析：选C.设PQ左侧金属线框的电阻为r，则右侧电阻为3R-r;PQ相当于电源，其电阻为R，则电路的外电阻为R外==，当r=时，R外max=R，此时PQ处于矩形线框的中心位置，即PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中外电阻先增大后减小.PQ中的电流为干路电流I=，可知干路电流先减小后增大，选项A错误.PQ两端的电压为路端电压U=E-U内，因E=Blv不变，U内=IR 先减小后增大，所以路端电压先增大后减小，选项B错误. 拉力的功率大小等于安培力的功率大小，P=F安v=BIlv，可知因干路电流先减小后增大，PQ上拉力的功率也先减小后增大，选项C正确.线框消耗的电功率即为外电阻消耗的功率，因外电阻最大值为R，小于内阻R;根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系，外电阻越接近电源内阻时，输出功率越大，可知线框消耗的电功率先增大后减小，选项D错误.6.如图所示，光滑绝缘水平面上有一矩形线框处在竖直向下的匀强磁场中，ab=2bc，开始时cd、bc均与磁场边缘平齐.第一次将线框向右以速度v1匀速拉出磁场，第二次将线框向外以速度v2匀速拉出磁场，第三次让线框ab边绕cd轴以线速度v3向右转过90，三次操作中线框中产生的焦耳热相等，则v1v2∶v3等于()A.12∶4B.∶4C.∶2D.2∶4解析：选B.令线框bc边长为L，线框总电阻为R，将线框向右以速度v1匀速拉出时，产生的感应电动势E1=2BLv1，线框中产生的焦耳热Q1=t1==，同理将线框向外以速度v2匀速拉出时，产生的感应电动势E2=BLv2，线框中产生的焦耳热Q2=t2==，让线框ab边绕cd轴以线速度v3向右转过90时，线框中产生的电动势的峰值为E3=BS=2BL2=2BLv3，线框中产生的焦耳热Q3=t3==，由题意知焦耳热相等，所以v1v2∶v3=∶4，B正确.7. (多选)如图所示，竖直虚线MN两侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度相等，上边界在同一水平线上，区域磁场高3L，区域磁场高L，两个完全相同的正方形线圈位于竖直平面内，边长为L，质量为m、电阻为R、底边始终与磁场上边界平行，现让线圈1从磁场上方高4L处、线圈2从磁场上方一定高度处均由静止释放，结果发现线圈1刚进入磁场时的速度与刚到达磁场下边界时的速度相等，线圈2刚好能匀速通过磁场且穿过磁场时的速度与线圈1刚好完全进入磁场时的速度相等，则下列说法中正确的是()A.两线圈在进入磁场过程中产生逆时针方向的感应电流B.线圈2开始下落时距磁场上边界高LC.线圈1在进入磁场过程中产生的热量是2mgLD.匀强磁场的磁感应强度大小为解析：选AD.两线圈刚进磁场时，底边开始切割磁感线，由右手定则可知线圈在进入磁场过程中产生的感应电流为逆时针方向，A正确;由题意知线圈1刚进磁场时的速度v1=2，从刚进入磁场到刚好完全进入磁场的过程中一直在做减速运动，刚好完全进入磁场到刚到达磁场下边界的过程中，只在重力作用下做匀加速运动，令刚好完全进入磁场时的速度为v，则v-v2=2g2L，即v2=4gL=2gh，所以线圈2开始下落时距磁场上边界高h=2L，B错误;由能量守恒定律知线圈1在进入磁场过程中产生的热量等于线圈1刚进入磁场到刚到达磁场下边界过程中重力势能的减小量，即Q=3mgL，C错误;因线圈2刚好能匀速通过磁场，所以mg=FA=，联立解得B=，D正确.8.(2019高考浙江卷)小明同学设计了一个电磁天平，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡.线圈的水平边长L=0.1 m，竖直边长H=0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0=1.0 T，方向垂直线圈平面向里.线圈中通有可在0～2.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量.(重力加速度取g=10 m/s2) (1)为使电磁天平的量程达到0.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少?(2)进一步探究电磁感应现象，另选N2=100匝、形状相同的线圈，总电阻R=10 .不接外电流，两臂平衡.如图2所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d=0.1 m.当挂盘中放质量为0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率.解析：(1)线圈受到安培力F=N1B0IL天平平衡mg=N1B0IL代入数据得N1=25匝(2)由电磁感应定律得E=N2即E=N2Ld由欧姆定律得I=线圈受到安培力F=N2B0IL天平平衡mg=NB0代入数据可得=0.1 T/s答案：(1)25匝 (2)0.1 T/s电磁感应定律的综合应用练习题及答案分享到这里，更多内容请关注高考物理试题栏目。
2019年高考物理二轮复习专题突破练12电磁感应规律及综合应用-6页精选文档
专题突破练12 电磁感应规律及综合应用(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共12小题,每小题7分,共84分。
在每小题给出的四个选项中,第1~7小题只有一个选项符合题目要求,第8~12小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得7分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.在竖直平面内固定一根水平长直导线,导线中通以如图所示方向的恒定电流。
在其正上方(略靠后)由静止释放一个闭合圆形导线框。
已知导线框在下落过程中始终保持框平面沿竖直方向。
在框由实线位置下落到虚线位置的过程中()A.导线框中感应电流方向依次为:顺时针→逆时针→顺时针B.导线框的磁通量为零时,感应电流也为零C.导线框所受安培力的合力方向依次为:向上→向下→向上D.导线框产生的焦耳热等于下落过程中框损失的重力势能答案 A解析根据安培定则,在通电直导线的上方磁场向外,在通电导线的下方磁场向里;离导线近的地方磁感应强度大,离导线远的地方磁感应强度小。
线框从上向下靠近导线的过程,向外的磁感应强度增加,根据楞次定律,线框中产生顺时针方向的电流;穿越导线时,上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加,先是向外的磁通量减小,之后变成向里的磁通量,并逐渐增大,直至最大;根据楞次定律,线框中产生逆时针方向的电流。
向里的磁通量变成最大后,继续向下运动,向里的磁通量又逐渐减小,这时的电流新方向又变成了顺时针,故A正确;根据A中的分析,穿越导线时,上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加,先是向外的磁通量减小,一直减小到0,之后变成向里的磁通量,并逐渐增大。
这一过程是连续的,始终有感应电流存在,不是0,故B错误;根据楞次定律,感应电流始终阻碍导线框相对磁场的运动,故受安培力的方向始终向上,故C错误;根据能量守恒定律,导线框产生的焦耳热等于下落过程中导线框损失的重力势能与增加的动能之差,故D错误。
2.(2019黑龙江大庆模拟)在半径为r、电阻为R的圆形导线框内,以直径为界,左右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场,以垂直纸面向外的磁场为正,两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示。
(江苏专用)2019高考物理一轮复习 单元检测九 电磁感应.docx
单元检测九电磁感应考生注意：1．本试卷共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，满分100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共计24分．每小题只有一个选项符合题意) 1．如图1所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈．工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向(从左向右看)均匀增大的电流，则( )图1A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化2．(2017·南京市多校第三次月考)在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不变的单匝金属圆形线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图2甲所示，取线圈中磁场B的方向向上为正，当磁场中的磁感应强度B随时间t如图乙变化时，下列各图中能正确表示线圈中感应电流变化的图象是( )图23．(2018·田家炳中学调研)如图3所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是直流电阻不计、自感系数很大的自感线圈，如果断开开关S1，闭合S2，A、B两灯都能同样发光．如果最初S1是闭合的，S2是断开的．那么不可能出现的情况是( )图3A．刚一闭合S2，A灯就立即亮，而B灯延迟一段时间才亮B．刚闭合S2时，线圈L中的电流为零C．闭合S2以后，A灯变亮，B灯由亮变暗D．闭合S2稳定后再断开S2时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下然后熄灭4．(2018·虹桥中学调研)如图4所示，螺线管与灵敏电流计相连，条形磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管．下列说法正确的是( )图4A．电流计中的电流先由a到b，后由b到aB．a点的电势始终低于b点的电势C．磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量D．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度5．(2018·盐城中学模拟)矩形线圈abcd，长ab＝20cm，宽bc＝10cm，匝数n＝200，线圈回路总电阻R＝5Ω.整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过．若磁感应强度B随时间t的变化规律如图5所示，则( )图5A ．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B ．线圈回路中产生的感应电流为0.5AC ．当t ＝0.3s 时，线圈的ab 边所受的安培力大小为0.016ND ．在1min 内线圈回路产生的焦耳热为48J6．在垂直纸面的匀强磁场中，有不计重力的甲、乙两个带电粒子，在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图6.则下列说法中正确的是( )图6A ．甲、乙两粒子所带电荷种类不同B ．若甲、乙两粒子的动量大小相等，则甲粒子所带电荷量较大C ．若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等，则甲粒子的质量较大D ．该磁场方向一定是垂直纸面向里7．(2018·高邮中学阶段检测)如图7所示，LOM 为一45°角折线，折线内有一方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一边长为l 的正方形导线框沿垂直于OM 的方向以速度v 做匀速直线运动，在t ＝0时刻恰好位于图中所示位置．以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流－时间(I －t )关系的是(时间以lv为单位)( )图78．(2017·苏锡常镇四市调研)图8中L是线圈，D1、D2是发光二极管(电流从“＋”极流入才发光)．闭合S，稳定时灯泡L正常发光，然后断开S瞬间，D2亮了一下后熄灭．则( )图8A．题图是用来研究涡流现象的实验电路B．开关S闭合瞬间，灯泡L立即亮起来C．开关S断开瞬间，P点电势比Q点电势高D．干电池的左端为电源的正极二、多项选择题(本题共5小题，每小题4分，共计20分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)9．(2018·南京市玄武区模拟)如图9所示，圆形导体线圈a平放在绝缘水平桌面上，在a 的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管、电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列表述正确的是( )图9A．穿过线圈a的磁通量增大B．线圈a对水平桌面的压力小于其重力C．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流D．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流10．(2018·启东中学模拟)如图10所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接．导体棒ab长为L，电阻为r，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上．若导体棒ab以一定初速度v下滑，则关于ab棒的下列说法中正确的是( )图10A ．所受安培力方向水平向右B ．可能以速度v 匀速下滑C ．刚下滑的瞬间ab 棒产生的感应电动势为BLvD ．减少的重力势能等于电阻R 上产生的内能11．如图11所示，固定于水平面上宽为l 的光滑金属架abcd 处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，左端接一定值电阻R ，质量为m 的金属棒MN 沿框架以初速度v 0向右运动，接入电路的有效电阻为r ＝R 2，若导轨足够长，其电阻不计，对整个运动过程下列说法正确的是( )图11A ．电阻R 上产生的焦耳热为13mv 02 B ．金属棒MN 上产生的焦耳热为14mv 02 C ．通过导体棒MN 的电荷量为mv 0BlD ．最终MN 停靠的位置距离其初始位置为mv 0R 2B 2l2 12．(2018·铜山中学模拟)如图12所示，竖直平面(纸面)内两水平线间存在宽度为d 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．一质量为m 、边长也为d 的正方形线框从磁场上方某处自由落下，t 1时刻线框的下边进入磁场，t 2时刻线框的上边进入磁场，t 3时刻线框上边离开磁场．已知线框平面在下落过程中始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场边界平行，不计空气阻力，则线框下落过程中的v －t 图象可能正确的是( )图1213.(2018·淮安市、宿迁市学业质量检测)如图13所示，在水平光滑绝缘桌面上建立直角坐标系xOy ，第一象限内存在垂直桌面向上的磁场，磁场的磁感应强度B 沿x 轴正方向均匀增大且ΔB Δx＝k ，一边长为a 、电阻为R 的单匝正方形线圈ABCD 在第一象限内以速度v 沿x 轴正方向匀速运动，运动中AB 边始终与x 轴平行，则下列判断正确的是( )图13A ．线圈中的感应电流沿逆时针方向B ．线圈中感应电流的大小为ka 2v RC ．为保持线圈匀速运动，可对线圈施加大小为k 2a 4v R的水平外力 D ．线圈不可能有两条边所受安培力大小相等三、非选择题(本题共5小题，共计56分)14．(9分)(2017·盐城中学月考)如图14(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L ＝0.6m ，导轨右端接有阻值R ＝1Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好．导体棒及导轨的电阻均不计．导轨间正方形区域abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场，bd 连线与导轨垂直，长度也为L .从t ＝0时刻开始，磁感应强度B 的大小随时间t 变化，规律如图(b)表示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，t ＝1s 时刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v ＝1m/s 做直线运动，求：图14(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F；(3)求棒穿过磁场的过程中流经电阻的电荷量．15．(10分)(2017·扬州中学5月考)如图15甲所示，一根能承受最大拉力为16N的轻绳系一质量为m＝0.8kg、半径为1m的圆形线圈静止在竖直平面内，已知线圈的总电阻为R＝0.5Ω，在线圈上半部分分布着垂直于线圈平面向里、大小随时间变化的磁场，如图乙所示，已知t0时刻轻绳刚好被拉断，g取10m/s2.求：(计算结果可以保留π)图15(1)在轻绳被拉断前线圈感应电动势的大小及感应电流的大小和方向；(2)t＝1s时线圈受到的安培力；(3)t0的大小．16．(12分)(2017·丹阳中学模拟)如图16所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等．将线框置于光滑绝缘的水平面上，在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为B，在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场，在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界平行．求：图16(1)线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；(2)线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压U MN；(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W.17．(12分)(2017·淮阴中学模拟)如图17所示，质量为m的跨接杆ab可以无摩擦地沿水平的导轨滑行，两轨间距为L，导轨与电阻R连接，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B.杆从x轴原点O以大小为v0的水平初速度向右滑行，直到静止．已知杆在整个运动过程中速度v和位移x的函数关系是：v＝v0－B2L2xmR，杆及导轨的电阻均不计．图17(1)试求杆所受的安培力F随其位移x变化的函数式；(2)求出杆开始运动到停止运动过程中通过R的电荷量．(3)求从开始到滑过的位移为全程一半时电路中产生的焦耳热．18．(13分)(2018·南京市三校联考)如图18所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN.Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B ＝0.5T ．在区域Ⅰ中，将质量m 1＝0.1kg 、电阻R 1＝0.1Ω的金属条ab 放在导轨上，ab 刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量m 2＝0.4kg 、电阻R 2＝0.1Ω的光滑导体棒cd 置于导轨上，由静止开始下滑．cd 在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab 、cd 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g ＝10m/s 2，问：图18(1)cd 下滑的过程中，ab 中的电流方向；(2)ab 刚要向上滑动时，cd 的速度v 为多大；(3)从cd 开始下滑到ab 刚要向上滑动的过程中，cd 滑动的距离x ＝3.8m ，此过程中ab 上产生的热量Q 是多少．答案精析1．D 2.A 3.A 4.D 5.D6．C [两粒子均逆时针运动，根据左手定则可知有两种情况：①磁场垂直纸面向里，粒子均带正电；②磁场垂直纸面向外，粒子均带负电，故A 、D 错误；根据洛伦兹力提供向心力得qvB ＝m v 2R ，可得R ＝mv qB，分析可知当速率v 、电荷量q 、磁感应强度B 均相等时，半径R 越大的粒子质量m 就越大，根据R ＝mv qB 可知，磁感应强度B 相同，当两粒子动量p ＝mv 相等时，半径R 越小的粒子电荷量q 越大，所以乙粒子电荷量较大，故B 错误，C 正确．]7．C [在0～l v 时间内线框上边框进入磁场，切割磁感线产生的电动势大小恒定，感应电流沿逆时针方向，可排除D 项；在l v ～3l v时间内，线框穿出磁场，磁通量一直减少，感应电流均沿顺时针方向，电流为负值，可排除A 、B 两项，故C 项正确．]8．D 9.BD10．AB [导体棒ab 以一定初速度v 下滑，切割磁感线产生感应电动势和感应电流，由右手定则可判断出电流方向为从b 到a ，由左手定则可判断出ab 棒所受安培力方向水平向右，选项A 正确．当mg sin θ＝BIL cos θ时，ab 棒沿导轨方向合外力为零，可以以速度v 匀速下滑，选项B 正确．由于速度方向与磁场方向夹角为(90°＋θ)，刚下滑的瞬间ab 棒产生的感应电动势为E ＝BLv cos θ，选项C 错误．由能量守恒定律知，ab 棒减少的重力势能不等于电阻R 上产生的内能，选项D 错误．]11．AC12．AB [进入磁场前和通过磁场后，线框只受重力，加速度恒为g .设线框下边进入磁场时速度为v ，则线框中感应电动势E ＝Bdv ，由闭合电路欧姆定律有I ＝E R，安培力F ＝BId ，解得F ＝B 2d 2v R，若F ＝mg ，则线框匀速穿过磁场，A 项正确；若F >mg ，则线框减速通过磁场，由牛顿第二定律有B 2d 2v R－mg ＝ma 1，可知线框加速度不断减小，B 项正确；若F <mg ，线框在磁场中刚开始做加速运动，由牛顿第二定律有mg －B 2d 2v R＝ma 2，所以线框加速度不断减小，当F ＝mg 时线框匀速运动，故C 、D 项错．]13．BC [由楞次定律得感应电流沿顺时针方向，A 错误；设线圈向右移动一段距离Δl ，则通过线圈的磁通量变化为ΔΦ＝Δl ·ΔB Δx ·a 2＝Δl ·a 2k ，而所需时间为Δt ＝Δl v，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为E ＝ΔΦΔt ＝ka 2v ，故感应电流大小为I ＝E R ＝ka 2v R ，B 正确；线圈匀速运动时，外力与安培力平衡，由平衡条件得F ＝(B 2－B 1)Ia ＝ka 2I ＝k 2a 4v R ，C 正确；线圈的AB 、CD 两条边所受安培力大小相等，D 错误．]14．见解析解析 (1)由法拉第电磁感应定律，知E ＝n ΔΦΔt ＝ΔB Δt·S ＝0.09V (2)棒在磁场中受到安培力，t ＝1s 后磁感应强度不再变化，则有效切割长度为L 时，安培力最大，为F ＝BIL ＝B 2L 2v R＝0.09N (3)q ＝I Δt ＝ΔΦR＝0.09C 15．见解析解析 (1)根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为：E ＝n ΔΦΔt ＝ΔB Δt·S 其中S 是指位于磁场中线圈的有效面积，有：S ＝12πr 2 解得：E ＝0.5V根据闭合电路欧姆定律有：I ＝E R ＝1A根据楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向(2)根据安培力大小计算公式可知，t ＝1s 时线圈受到的安培力为：F 1＝B 1IL其中L 是指位于磁场中通电导线的有效长度，有：L ＝2r根据题图乙可知，t ＝1s 时B 1＝1πT 解得：F 1＝2πN ，根据左手定则可知安培力的方向为竖直向下 (3)对线圈，受竖直向下的重力mg 和安培力F 、轻绳竖直向上的拉力F T 作用，根据共点力平衡条件有：F T ＝mg ＋F在t 0时刻，F T ＝F Tm ＝16N ，F ＝2rIπ·t 0 解得：t 0＝πF Tm －mg2rI ＝4πs16．(1)Blv R (2)34Blv (3)2B 2l 3vR解析 (1)线框MN 边刚进入磁场时，感应电动势E ＝Blv线框中的感应电流I ＝ER ＝BlvR ；(2)M 、N 两点间的电压为电源的路端电压，由闭合电路欧姆定律可得出U MN ＝34E ＝34Blv(3)线框运动过程中有感应电流的时间t ＝2lv此过程线框中产生的焦耳热Q ＝I 2Rt ＝2B 2l 3v R根据能量守恒定律得水平拉力做功W ＝Q ＝2B 2l 3vR .17．(1)F ＝B 2L 2R (v 0－B 2L 2x mR ) (2)mv 0BL (3)38mv 02解析 (1)杆在磁场中向右运动时，所受的安培力为：F ＝B I L ，其中：I ＝BLvR ，据题意，杆的速度v 和位移x 的函数关系为：v ＝v 0－B 2L 2xmR所以有：F ＝B 2L 2R (v 0－B 2L 2xmR )由上式可知，安培力F 与位移x 成线性关系．(2)根据动量定理得：－B I L Δt ＝0－mv 0，则有：q ＝I Δt ＝mv 0BL(3)当v ＝0时，x ＝mRv 0B 2L 2 当x ′＝x 2时，v ＝v 0－B 2L 2×1mR ×12×mRv 0B 2L 2＝v 02根据能量守恒：Q 1＝12mv 02－12m (v 02)2＝38mv 02 18．(1)由a 流向b (2)5m/s (3)1.3J解析 (1)由右手定则可判断出cd 中的电流方向为由d 到c ，则ab 中电流方向为由a 流向b .(2)开始放置时ab 刚好不下滑，ab 所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为F max ，有F max ＝m 1g sin θ① 设ab 刚要上滑时，cd 棒的感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律有E ＝BLv ②设电路中的感应电流为I ，由闭合电路欧姆定律有I ＝E R 1＋R 2③ 设ab 所受安培力为F 安，有F 安＝BIL ④此时ab 受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，如图所示，由平衡条件有F 安＝m 1g sin θ＋F max ⑤综合①②③④⑤式，得v ＝2m 1g sin θB 2L2(R 1＋R 2)，代入数据解得v ＝5m/s (3)设cd 棒运动过程中在电路中产生的总热量为Q 总，由能量守恒定律有m 2gx sin θ＝Q 总＋12m 2v 2又Q ＝R 1R 1＋R 2Q 总，解得Q ＝1.3J。
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第 1 页 2019届高三物理电磁感应规律的综合应用单元复习测试题及答案 在现代，物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。查字典物理网为大家推荐了高三物理电磁感应规律的综合应用单元复习测试题及答案，请大家仔细阅读，希望你喜欢。 一 、选择题 1.如图所示电路，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是( ) A.作用在金属棒上各力的合力做功为零 B.重力做的功等于系统产生的电能 C.金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热 D.金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热 【答案】选A、C. 【详解】根据动能定理,合力做的功等于动能的增量，故A对;重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，所以B、D错，C对. 2.如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向成60角斜向第 2 页
下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态.规定ab的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0～t1时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是( ) 【答案】选D. 【详解】由楞次定律可判定回路中的电流始终为ba方向,由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定,故A、B错;由F安=BIL可得F安随B的变化而变化,在0～t0时间内,F安方向向右,故外力F与F安等值反向,方向向左为负值;在t0～t1时间内,F安方向改变,故外力F方向也改变为正值,综上所述,D项正确. 3.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是( ) 【答案】选B. 【详解】本题中在磁场中的线框与速度垂直的边为切割磁感线产生感应电动势的电源.四个选项中的感应电动势大小均第 3 页
相等，回路电阻也相等，因此电路中的电流相等，B中ab两点间电势差为路端电压，为 倍的电动势，而其他选项则为 倍的电动势.故B正确. 4.如图所示，两根水平放置的相互平行的金属导轨ab、cd，表面光滑，处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒PQ垂直于导轨放在上面，以速度v向右匀速运动，欲使棒PQ停下来，下面的措施可行的是(导轨足够长，棒PQ有电阻)( ) A.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根同样的金属棒 B.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根质量和电阻均比棒PQ大的金属棒 C.将导轨的a、c两端用导线连接起来 D.在导轨的a、c两端用导线连接一个电容器 【答案】选C. 【详解】在PQ棒右侧放金属棒时，回路中会有感应电流，使金属棒加速，PQ棒减速，当获得共同速度时，回路中感应电流为零，两棒都将匀速运动，A、B项错误.当一端或两端用导线连接时，PQ的动能将转化为内能而最终静止，C项正确.若在a、c两端连接一个电容器,在电容器的充电过程中电路中有感应电流,导体棒在安培力的作用下减速,当导体棒的感应电动势与电容器两端的电压相等时,导体棒匀速运动.D项错. 5.如图所示，电阻为R，导线电阻均可忽略，ef是一电阻可第 4 页
不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从静止下滑一段时间后闭合开关S，则S闭合后( ) A.导体棒ef的加速度可能大于g B.导体棒ef的加速度一定小于g C.导体棒ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同 D.导体棒ef的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒 【答案】选A、D. 【详解】开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑.闭合开关时有一定的初速度v0，若此时F安mg，则F安-mg=ma.若F安 6.如右图所示，两竖直放置的平行光滑导轨相距0.2 m，其电阻不计，处于水平向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，导体棒ab与cd的电阻均为0.1 ，质量均为0.01 kg.现用竖直向上的力拉ab棒，使之匀速向上运动，此时cd棒恰好静止，已知棒与导轨始终接触良好，导轨足够长，g取10 m/s2，则() A.ab棒向上运动的速度为1 m/s B.ab棒受到的拉力大小为0.2 N C.在2 s时间内，拉力做功为0.4 J D.在2 s时间内，ab棒上产生的焦耳热为0.4 J 第 5 页
【答案】 B 【详解】cd棒受到的安培力等于它的重力，BBLv2RL=mg，v=mg2RB2L2=2 m/s，A错误.ab棒受到向下的重力G和向下的安培力F，则ab棒受到的拉力FT=F+G=2mg=0.2 N，B正确.在2 s内拉力做的功，W=FTvt=0.222 J=0.8 J，C不正确.在2 s内ab棒上产生的热量Q=I2Rt=BLv2R2Rt=0.2 J，D不正确. 7.如右图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大.一个边长为a，质量为m，电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度v从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为v2，则() A.此时线框中的电功率为4B2a2v2/R B.此时线框的加速度为4B2a2v/(mR) C.此过程通过线框截面的电荷量为Ba2/R D.此过程回路产生的电能为0.75mv2 【答案】 C 【详解】线框左右两边都切割磁感线则E总=2Bav2，P=E2总R=B2a2v2R，A错误;线框中电流I=E总R=BavR，两边受安培力F合=2BIa=2B2a2vR，故加速度a=2B2a2vmR，B错误;由E=t，I=ER.q=It得q=R.从B点到Q点=Ba2，故C正确;而回路中第 6 页
产生的电能E=12mv2-12m12v2=38mv2，故D错误. 8.在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t做如图乙变化时，下列选项中能正确表示线圈中感应电动势E变化的是 【答案】A 【详解】由图乙知0～1 s内磁通量向上均匀增加，由楞次定律知电流方向为正方向且保持不变; 3 s～5 s内磁通量向下均匀减小，由楞次定律知电流方向为负方向且保持不变. 由法拉第电磁感应定律知感应电动势大小与磁通量变化率成正比，故3 s～5 s内的电动势是0～1 s内电动势的12.应选A. 9.如图所示，用铝板制成U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为FT， 则 A.悬线竖直，FT=mg B.悬线竖直，FTmg C.悬线竖直，FT D.无法确定FT的大小和方向 【答案】A 第 7 页
【详解】设两板间的距离为L，由于向左运动过程中竖直板切割磁感线，产生动生电动势，由右手定则判断下板电势高于上板，动生电动势大小E=BLv，即带电小球处于电势差为BLv的电场中，所受电场力F电=qE电=qEL=qBLvL=qvB 设小球带正电，则电场力方向向上.同时小球所受洛伦兹力F洛=qvB，方向由左手定则判断竖直向下，即F电=F洛，故无论小球带什么电怎样运动，FT=mg.选项A正确. 10.如图(a)所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框，线框边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时，若磁场的宽度为b(b3a)，在3t0时刻线框到达2位置，速度又为v0，并开始离开匀强磁场.此过程中vt图象如图(b)所示，则() A.t=0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav0 B.在t0时刻线框的速度为v0-Ft0m C.线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比t0时刻线框的速度大 D.线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为2Fb 【答案】D 【详解】t=0时，线框右侧边MN的两端电压为外电压，为34Bav0，A项错误;从t0时刻至3t0时刻线框做匀加速运动，加速度为Fm，故在t0时刻的速度为v0-2at0=v0-2Ft0m，B第 8 页
项错误;因为t=0时刻和t=3t0时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等，C项错误;线框在位置1和位置2时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有Fb=Q，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2Fb，D项正确. 二、非选择题 11.如图甲所示，两根质量均为0.1 kg完全相同的导体棒a、b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上.已知斜面倾角为53，a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨的间距的一半，导轨间分界线OO以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场.当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间的关系图象如图乙所示.若a、b导体棒接入电路的电阻均为1 ，其他电阻不计，取g=10 m/s2，sin 53=0.8，cos 53=0.6，试求： (1)PQ、MN导轨的间距d; (2)a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数; (3)匀强磁场的磁感应强度B的大小. 【答案】(1)1.2 m (2)0.083 (3)0.83 T 【详解】(1)由图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b和轻杆所组成的系统做匀速运动，当导体棒a进入磁场后才再次做加速运动，因而b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距，