《2021届高三物理一轮复习优化测控试题-电磁感应(38套)2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届高三物理一轮复习优化测控试题-电磁感应(38套)2.doc（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2021届高三物理一轮复习同步优化测控试题第十二单元电 磁 感 应第59讲电磁感应楞次定律体验成功1.一个匝数为n、面积为S的闭合线圈置于水平面上，假设线圈内的磁感应强度在时间t内由竖直向下从B1减少到零，再反向增加到B2，那么线圈内的磁通量的变化量为()A.n(B2B1)SB.n(B2B1)SC.(B2B1)S D.(B2B1)S解析：磁通量的变化量与线圈匝数无关，由于磁感应强度的方向改变，故(B2B1)S.答案：D2.如下图，一个铜质圆环套在悬挂条形磁铁的细绳上.如果不考虑空气阻力，使铜环无初速度地自位置A下落到位置B，那么所需的时间()A.等于 B.大于C.小于 D.无法确定解析：铜环下
2、落的过程发生电磁感应，磁场对感应电流的安培力总是阻碍它向下运动，故t.答案：B3.由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会产生电势差.假设飞机在北半球水平飞行，那么相对飞行员而言()A.机翼的左端比右端的电势低B.机翼的左端比右端的电势高C.哪端的电势高与飞行的方向有关D.哪端的电势高与飞行的高度有关解析：将地磁场沿水平、竖直方向分解，在北半球竖直分量向下，由右手定那么可知，由于电磁感应，机翼左端的电势总比右端的高.答案：B4.如下图，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、用不同材料制成的圆筒，它们竖直固定在相同高度.两个相同的条形磁铁同时从A、B上端管
3、口同一高度处无初速度同时释放，穿过A管的条形磁铁比穿过B管的条形磁铁先落到地面.以下关于两管的制作材料的描述中，可能正确的选项是()A.A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D.A管是用铜制成的，B管是用铝制成的解析：只要圆筒是由导体材料制成的，磁铁从中穿过时都能在筒壁产生环形感应电流，而且由楞次定律知，感应电流与磁铁之间的作用力将阻碍磁铁向下运动，延迟其穿过的时间.铜的电阻率比铝的小，阻碍作用较大，落到地面的时间更长.答案：A5.如图甲所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西的稳定、
4、强大的直流电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流表，图中未画出)检测此通电直导线的位置.假设不考虑地磁场的影响，检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是()A.先顺时针，后逆时针B.先逆时针，后顺时针C.先逆时针，接着顺时针，然后再变为逆时针D.先顺时针，接着逆时针，然后再变为顺时针解析：检测线圈移动过程的正视截面图如图乙所示：在北方无穷远时磁通量为零，在A位置磁感线向下穿过的磁通量最大，在B位置磁通量为零，在C位置磁感线向上穿过的磁通量最大，至南方无穷远处磁通量为零.故A的过程，感应电流
5、为逆时针方向；AB的过程，感应电流为顺时针方向；BC的过程，感应电流为顺时针方向；C的过程，感应电流为逆时针方向.答案：C6.有一种先进的汽车制动装置(ABS)，可保证车轮在制动时不被抱死，仍有一定的滚动.图示是这种装置的某一环节原理示意图.铁齿轮P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁铁Q，是一个电流检测器.刹车时，磁铁与齿轮相互靠近而产生感应电流，这个电流经放大后控制制动器.车轮转动时，由于a齿轮在经过磁铁的过程中被磁化，引起中有感应电流，其方向是()A.先向右，后向左 B.先向左，后向右C.一直向左 D.一直向右解析：由于a有一个先接近后离开磁铁的过程，所以螺线管中的电流方向会发生改变，
6、应选项C、D错误.a接近螺线管时，螺线管中的磁通量向左增加，由楞次定律可判断中电流向右；同理，a离开螺线管时，中的电流向左.应选项A正确.答案：A第60讲法拉第电磁感应定律体验成功1.关于电磁感应，以下说法正确的选项是()A.穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势就越大B.当导体平动做切割磁感线的运动时，导体中一定有感应电流产生C.当穿过线圈的磁通量减小时，感应电动势可能越来越大D.当穿过线圈的磁通量发生变化时，感应电动势的大小与线圈电阻无关解析：En.其中为磁通量的变化率，即E由n和磁通量的变化率决定，与其他量无关.答案：CD2.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置.如图甲
7、所示(俯视图)，能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车上首节车厢下面，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号传至控制中心.假设火车通过某路段时，控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示，那么说明火车在做()A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动D.加速度逐渐增大的变加速直线运动解析：感应电动势EBLv，控制中心接收到线圈两端电压uE，由图乙可知火车在做匀加速直线运动，选项B正确.答案：B3.物理实验中常用一种叫做“冲击电流计的仪器测定通过电路的电荷量.如下图，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.线圈的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R
8、.假设将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出磁场的磁感应强度为()A.B.C.D.解析：通过感应电路的电荷量qtt，其中2BS，可解得：B.答案：C4.如下图，圆环a和圆环b的半径之比为21，两环用同样粗细、同种材料制成的导线连成闭合回路，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度变化率恒定.那么在a、b环分别单独置于磁场中的两种情况下，M、N两点的电势差之比为()A.41 B.14 C.21 D.12解析：由题可设知为定值，设b环的电阻为R，那么a环电阻为2R，电路总电阻R总3R，a环产生的感应电动势E
9、ar，UMNEab环产生的感应电动势EbrEa，UMNEbEaUMN.答案：C5.如图甲所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面.一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合.导线框与磁场区域的尺寸如图甲所示.从t0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域.以abcdef为线框中的电动势E的正方向，那么在图乙的四个Et关系图象中，正确的选项是2021年高考全国理综卷()甲 乙解析：bc边在PQ区域的磁场中运动时，切割磁感线的导线的有效长度为l，感应电动势方向为负；bc边进入QR区域磁场，de边同时进入PQ区域磁场，并
10、且它们切割磁感线产生的感应电动势大小相等、方向相反，总的感应电动势为零；bc边离开磁场时，de进入QR区域，af边进入PQ区域，它们切割磁感线产生的感应电动势均为正，总感应电动势相加；以后便只有af边在QR区域切割磁感线，产生的感应电动势为负，故正确答案为C.答案：C6.如下图，水平放置的三条光滑平行金属导轨a、b、c，a与b、b与c相距均为d1 m，导轨a、c间横跨一质量m1 kg的金属棒MN，棒与导轨始终保持良好接触.棒的电阻r2 ，导轨的电阻忽略不计.在导轨b、c间接一电阻R2 的灯泡，导轨a、c间接一理想电压表.整个装置放在磁感应强度B2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下.现对
11、棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动，问： (1)假设施加的水平恒力F8 N，那么金属棒到达稳定时的速度为多少？(2)假设施加的水平外力的功率恒定，棒到达稳定时的速度为1.5 m/s，那么此时电压表的示数为多少？(3)假设施加的水平外力的功率恒为P20 W，经历t1 s的时间后，棒的速度到达2 m/s，那么此过程中灯泡产生的热量是多少？解析：(1)棒向右运动后与导轨b、c及灯泡L组成闭合回路，故感应电流I速度到达稳定时有：BIdF解得稳定速度为：v6 m/s.(2)取MN与导轨b的接触点为P，当速度为1.5 m/s时，感应电动势：EMPEPNBvd3 VP、N之间的电势UPNR
12、2 V故电压表的示数UEMPUPN5 V.(3)设t1 s内电路转化的电能为W电，那么灯泡产生的热量为：QW电W电由能量的转化和守恒定律有：PtW电mv2解得：Q12 J.答案：(1)6 m/s(2)5 V(3)12 J金典练习三十电磁感应楞次定律法拉第电磁感应定律选择题局部共10小题，每题6分.在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.1.如下图，在两根平行的长直导线M、N中，分别通入大小和方向都相同的电流.导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与导线垂直的方向自右向左在导线间匀速移动.在移动过程中，线框中感应电流的方向()A.沿abcda不变B.沿ad
13、cba不变C.由abcda变成adcba D.由adcba变成abcda答案：B2.如下图，光滑的水平桌面上放着两个彼此绝缘、靠得较近的完全相同的闭合环形金属圈，原来均静止.当一条形磁铁的N极从它们中间的正上方由上至下向着它们运动时，a、b两线圈将()A.均静止不动B.彼此靠近C.相互远离D.都向上跳起解析：解法一分析左侧线圈的电磁感应及受到的安培力的水平分力(如图乙所示)，由于线圈内侧处的磁场更强，故知F2F1，线圈受到安培力的作用从而向左移动.同理，右侧线圈向右移动.解法二由楞次定律知，两线圈将向两侧移动以阻碍磁通量的增加.答案：C3.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面
14、垂直，如图甲所示，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.在t0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，abcd固定不动，在04 s内，线框的ab边受安培力F随时间t变化的图象(F的方向规定以向左为正方向)是以下图中的()丙解析：由楞次定律可判定，通过ab边的感应电流的方向在02 s内由ab，在24 s内由ba；由感应电流的大小I判定，02 s内的电流I1和24 s内的电流I2大小相等，即I1I2.线框的ab边所受安培力的方向由左手定那么知：01 s内向左，12 s内向右，23 s内向左，34 s 内向右.再由FBIL可判定，只有选项C正确.答案：C4.如图甲所示，在x0的区域内存在着匀强磁场，磁
15、场的方向垂直xOy平面(纸面)向里.具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合.令线框从t0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，那么线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图象可能是图乙中的()解析：由EBLvBLat可得It，可知选项A、B错误，由于取逆时针方向为正，所以选项C错误、D正确.答案：D5.如图甲所示，相邻两个匀强磁场区域的宽度均为L，磁感应强度大小均为B，其方向如下图.一个单匝正方形闭合导线框由均匀导线制成，边长也是L.导线框从左向右匀速穿过这两个匀强磁场区域.规定以逆时针方向为感应电流的正方向，那么线框从位置运动到位置过程中
16、，感应电流I随时间t变化的图线应是图乙中的()甲 乙解析：设线框的速度为v在0时间内，I1，逆时针方向在时间内，I2，顺时针方向在时间内，I3，逆时针方向.答案：C6.如下图，匀强磁场中有两根固定的水平平行光滑金属导轨PQ和MN，导轨上垂直导轨放置着两根金属棒，与导轨的接触点分别为a、b、c、d，金属棒的中点系着一根不可伸长的绝缘丝线ef，磁场方向垂直于导轨所在平面.当磁场减弱时，以下判断正确的选项是()A.在回路中产生感应电流，方向是abdcaB.在回路中产生感应电流，方向是acdbaC.丝线ef上的张力大于零，ab和cd一起向右运动D.丝线ef上没有张力作用，ab和cd互相靠近解析：根据楞
17、次定律和安培定那么可知，当磁场减弱时，在回路中产生的感应电流方向是acdba，应选项B正确、A错误；此时回路中的磁通量变小，回路所围的面积有变大的趋势，应选项D错误；又因为流经ab和cd的电流相等，所以两金属棒受到的安培力等大反向，ab和cd都不动，选项C错误.答案：B7.图示是日光灯的结构示意图，假设按图示的电路连接，那么关于日光灯发光的情况，以下表达正确的选项是()A.闭合S1，断开S2、S3，日光灯就能正常发光B.闭合S1、S2，断开S3，日光灯就能正常发光C.断开S3，闭合S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光D.当日光灯正常发光后再闭合S3，日光灯仍能正常发光解析：选项A中，由
18、于S2一直断开，无法在灯管两端产生瞬间高压；选项B中，S2一直闭合，也无法在灯管两端产生(自感)高压；选项C中，在S1闭合的前提下，S2由闭合再断开的瞬间，L自感产生高压，能使日光灯通电发光；选项D中，日光灯正常发光后再闭合S3，会使灯管持续通电时电压过高而被烧坏.答案：C8.如下图，a、b是平行金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d是分别串有电压表和电流表的金属棒，它们与导轨接触良好，当c、d以相同的速度向右运动时，以下说法正确的选项是()A.两表均无示数B.两表均有示数C.电流表有示数，电压表无示数D.电流表无示数，电压表有示数解析：当d、c以相同的速度向右运动时，穿过回路的磁通量没变，故
19、无感应电流产生，所以电流表和电压表中的示数均为零，应选项A正确.答案：A9.如图甲所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处，在y轴的右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行.t0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域，取沿abcda的感应电流方向为正，那么在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是图乙中的()乙解析：线框的位移在0a内，由楞次定律知电流沿逆时针方向，ab边在磁场中切割磁感线的有效长度在均匀减小，(由a
20、0)，故感应电流i均匀减小至零；在a2a位移内，dc边切割磁感线的有效长度均匀减小，电流沿顺时针方向，故it图象为A.答案：A10.以下三个图中除导体棒ab可移动外，其余局部均固定不动，图甲中的电容器C原来不带电.设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计.图中装置均在水平面(即纸面)内，且都处于方向垂直水平面向下的匀强磁场中，导轨足够长.今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是()A.三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动B.三种情形下导体棒ab最终均静止C.甲、丙两图中，ab棒最终将做匀速运动；图乙中，ab棒最终静止 D.乙
21、、丙两图中，ab棒最终将做匀速运动；图甲中，ab棒最终静止解析：甲图中，瞬间充电后的电容器两板间电压与导体棒ab产生的感应电动势相等后，回路中无电流，ab将做匀速运动，乙图中，导体棒ab在安培力的作用下将减速直至静止，丙图中，ab棒的速度将趋于v做匀速运动.答案：C非选择题局部共3小题，共40分.11.(13分)如下图，两个同心金属环，大环半径为a，小环半径为b，两环间的半径方向均匀连接n根相同的直导线，每根直导线上都接一个阻值恒为R的相同小灯泡，在两环间存在一个固定的、形状和面积都与相邻两直导线间隔相同的匀强磁场，磁感应强度为B.环在外力作用下绕垂直两环中心的轴匀速转动，设转动周期为T，且每
22、个小灯泡都能发光.除了灯泡电阻外其他电阻均不计.(1)求产生的感应电动势的大小.(2)求所有小灯泡的总功率.(3)实验中发现进入磁场中的灯泡比其他的亮，试问这个最亮灯泡的功率是其他任意一个灯泡功率的多少倍？解析：(1)金属环转动的角速度，每时刻一定有一直导线在做切割磁感线运动.产生的感应电动势为：EB(a2b2).(2)灯泡、导线组成的闭合回路的总电阻为：R总RR故所有灯泡的总功率P总.(3)处于磁场中的灯泡在感应电路的电源之中，故通过它的电流为通过其他灯泡中电流的n1倍.又因为灯泡功率PI2R故该灯泡与的功率其他任一灯泡的功率的倍数为：(n1)2.答案：(1)B(a2b2)(2)(3)(n1
23、)2倍12.(13分)如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n1000，面积S200 cm2，电阻r1 ，在线圈外接一个阻值R4 的电阻，电阻的一端b与地相接，把线圈放入一个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的规律如图乙所示.试问：(1)从计时起，t3 s、t5 s时刻穿过线圈的磁通量各为多少？(2)a点的最高电势和最低电势各为多少？解析：(1)由Bt图象可知，t3 s、t5 s时刻的磁感应强度分别为：B30.35 T，B50.2 T所以：3B3S0.35200104 Wb7103 Wb5B5S0.2200104 Wb4103 Wb.(2)由Bt图象可知，在04 s的这段时间内，磁
24、感应强度的变化率为： T/s0.05 T/s此段时间内，回路中产生的感应电动势为：E1nS10002001040.05 V1 V回路中的感应电流为：I1 A0.2 A方向为ba所以UbaI1R0.8 V即Ua0.8 V，此时a点的电势最低在46 s的这段时间内，回路中产生的感应电动势为：E2nS4 V回路中的感应电流为：I2 A0.8 A，方向为ab所以UabI2R3.2 V即Ua3.2 V，此时a点的电势最高.答案：(1)7103 Wb4103 Wb(2)3.2 V0.8 V13.(14分)如下图，由10根长度均为L的金属杆连接成一个“目字形的矩形金属框abcdefgh，放在纸面所在的平面内
25、，金属杆ah、bg、cf和de的电阻均为R，其他各杆的电阻不计，各杆端点间连接良好.有一个宽度也为L的匀强磁场，磁场边界跟de杆平行，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里.现以速度v把金属框从磁场的左边界匀速向右拉，从de杆刚进入磁场时开始计时，求：(1)从开始计时到ah杆刚要进入磁场的过程中，通过ah杆横截面上的总电荷量.(2)从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量.解析：(1)设de杆在磁场中运动时通过de的电流为I，那么有：EBLvI(R)所以：I通过ah杆的电流为：I1同理可知，当cf杆、bg杆在磁场中运动时，通过ah杆的电流为：I2I3I1故所求的总电荷量为：qI1t.(2)据分析可知，de、cf、bg和ah中任一杆在磁场中运动时，该杆中的电流均为：I该杆受到的安培力为：F安BIL故所求的总热量为：QF安4L.答案：(1)(2)