高三物理一轮复习测试第九章电磁感应

绝密启用前2019年高三物理一轮复习测试第九章 电磁感应本试卷分第I卷和第卷两部分，共100分，考试时间150分钟。第I卷一、单选题（共20小题,每小题3.0分，共60分）1如图所示，一个 U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为 B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为9.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（）A . ab向右运动，同时使 9减小B. 使磁感应强度B减小，9角同时也减小C. ab向左运动，同时增大磁感应强度BD. ab向右运动，同时增大磁感应强度B和9角（0 990 2.如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与通电直导线共面，若使线框逐渐远离 （平动）通电导线，则穿过线框的磁通量将（）A. 保持不变B. 逐渐增大C. 逐渐减小3如图所示，金属棒 MN，在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑，导轨间串联一个电阻，磁感应强度垂直于导轨平面，金属棒和导轨的电阻不计，设MN下落过程中，电阻 R上消耗的最大功率为P,要使R消耗的电功率增大到 4P,可采取的方法是（）A .使MN的质量增大到原来的 2倍B .使磁感应强度B增大到原来的2倍C.使MN和导轨间距同时增大到原来的2倍D .使电阻R的阻值减到原来的一半4如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向菱形闭合导线框 ABCD位于纸面内且对角线 AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线 AC长 均为d,现使线框沿 AC方向匀速穿过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流 i随时间t的变化关系，以下可能正确的是 （ ）A.B.C.D.5如图所示，磁极远离和靠近圆环时产生的现象正确的是（）A环被吸引，而后被推开B .图中磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁运动C.用磁铁N极接近B环时，B环被推斥，远离磁铁运动D .用磁铁的任意一磁极接近 A环时，A环均被排斥6如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L,导轨弯曲部分和水平部分均光滑，二者平滑连接右端接一个阻值为R的定值电阻水平部分导轨左边区域有宽度为d的匀强磁场区域，磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为B.质量为m、电阻也为 R的金属棒从磁场区域的右边界以平行于水平导轨的初速度V。进入磁场，离开磁场后沿弯曲轨道上升h高度时速度变为零，已知金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（重力加速度为g）（）A .金属棒产生的最大感应电动势为BdvoB. 通过金属棒的电荷量为=C. 克服安培力所做的功为+ mvo2D. 整个过程电路中产生的焦耳热为扌mvo2 mgh 7如图，电灯的灯丝电阻为 2 Q电池电动势为2 V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为Q先合上开关S,过一段时间突然断开 S,则下列说法中正确的是 （）3A. 电灯立即熄灭S断开前方向相同S断开前方向相反B .电灯立即变暗然后再逐渐熄灭C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与D .电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与8如图所示，a、b、c三个圆环水平套在条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大,位于N极处，b和c两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是（）A . c环最大，a与b环相同B. 三个环相同C. b环比c环大D. a环一定比c环大9如图所示，两根光滑的平行金属导轨位于水平面内，匀强磁场与导轨所在平面垂直，两根金属杆 甲和乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨接触良好且保持垂直.起初两根杆都静 止现突然给甲一个冲量使其获得速度v而开始运动，回路中的电阻不可忽略，那么在以后的运动中，下列说法正确的是（）x 1x、X XX X冥养X XX XX XfX XX 以X XA .甲克服安培力做的功等于系统产生的焦耳热B .甲动能的减少量等于系统产生的焦耳热C 甲机械能的减少量等于乙获得的动能与系统产生的焦耳热之和D 最终两根金属杆都会停止运动10. 下列不属于涡流应用的是（）A 雷达B 真空冶炼炉C.探雷器D 金属探测器11. 如图所示，两平行金属导轨固定在水平面上匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动两棒ab、cd的质量之比为2 : 1.用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉棒cd,经过足够长时间以后（）A 两棒间距离保持不变B 棒ab、棒cd都做匀速运动C.棒ab上的电流方向是由a向bD 棒cd所受安培力的大小等于 y12. 某磁场磁感线如图所示，有一铜线圈自图示A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是（）A 始终顺时针B 始终逆时针C.先顺时针再逆时针D 先逆时针再顺时针13. 如图所示，某实验小组在操场上做摇绳发电实验长导线两端分别连在灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路两位同学以每2秒约3圈的转速匀速摇动 AB段导线假定被摇动的导线由水平位置1按图示方向第一次运动到竖直位置2的过程中，磁通量的变化量约为104Wb，则该过程回路中产生的感应电动势约为（）4A 2 XO V4B 2.7 X V4C. 3 XO V4D 6 XO V14. 如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，薄板左下方有一条形磁铁，当磁铁匀速自左向右通过线圈下方时，线圈始终保持静止，那么线圈中产生感应电流的方向（从上向下看）和线圈受到薄板的摩擦力方向分别是（）A 感应电流的方向先逆时针方向，后顺时针方向B 感应电流的方向先顺时针方向，后逆时针方向C 摩擦力方向先向左、后向右D .摩擦力方向先向右、后向左15图中电感线圈L的直流电阻为RL,小灯泡的电阻为 R,小量程电流表 Gi、G2的内阻不计，当开 关S闭合且稳定后，电流表 Gi、G2的指针均偏向右侧（电流表的零刻度在表盘的中央 ），则当开关 S断开时，下列说法中正确的是 （）A . Gi、G2的指针都立即回到零点B. Gi缓慢回到零点，G2立即左偏，然后缓慢回到零点C. Gi立即回到零点，G2缓慢回到零点D. G2立即回到零点，Gi缓慢回到零点i6.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为 Bo.使该线框从静止开始绕过圆心 0、垂直于半圆面的轴以角速度 3匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（）A.B.C.D.的定值电阻阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其它部分电阻不计整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上.从t = 0时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力F,由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直，且接触良好，通过R的感应电流随时间t变化的图象如图乙所示.i7.如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成B角，M、P两端接有阻值为 R下面分别给出了穿过回路abPM的磁通量 、磁通量的变化率普、棒两端的电势差 uab和通过棒的电荷量q随时间变化的图象，其中正确的是（）%C.A端移至B端的过程中,18. 如图所示，条形磁铁竖直放置，闭合的金属线框水平靠近磁铁放置，从 穿过线框的磁通量的变化情况是（）Ay7AA. 变大B. 变小C. 先变小后变大D. 先变大后变小19. 如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计匀强磁场与导轨所在平面垂直阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好.t = 0时，将开关 S由1掷到2.若分别用U、F、q和v表示电容器两端的电压、导体棒所受的安培力、通过导体棒的电荷量和导体棒的速度.则下列图象表示这些物理量随时间变化的关系中可能正确的是（）20. 如图所示，abed为水平放置的平行 “形形光滑金属导轨，间距为I,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B,导轨电阻不计已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成B角，单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）则（）A .电路中感应电动势的大小为B.电路中感应电流的大小为竺空C.金属杆所受安培力的大小为D .金属杆的发热功率为、计算题（共4小题,每小题10.0分，共40分）21. 如图所示装置，导体棒AB、CD在相等的外力作用下，沿着光滑的轨道各朝相反方向以0.1 m/s的速度匀速运动匀强磁场垂直纸面向里，磁感强度B= 4 T,导体棒有效长度都是L= 0.5 m，电阻R= 0.5 Q导轨上接有一只 R= 1 Q的电阻和平行板电容器，它的两板间距相距1 cm，试求：电容器极板间的电场强度的大小和方向？22. 如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为 37宽度为0.5 m,电阻忽略不计，其上端 接一小灯泡，电阻为 1 Q质量为0.2 kg的导体棒MN垂直于导轨放置，距离顶端1 m,接入电路的电阻为1 Q,两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示.先固定导体棒MN,2 s后让MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光重力加速度g取10 m/s2, sin 37 = 0.6.求：(1) 1 s时流过小灯泡的电流大小和方向；(2) 小灯泡稳定发光时消耗的电功率；(3) 小灯泡稳定发光时导体棒MN运动的速度.23. 如图所示，两根完全相同的“ V”形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上，两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置，其间距为L,电阻不计两条导轨足够长，所形成的两个斜面与水平面的夹角都是 a两个金属棒ab和ab的质量都是 m,电阻都是 R,与导轨垂直放置且接触良好空间 有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.0KBN(1)如果两条导轨皆光滑，让a b固定不动，将ab释放，则ab达到的最大速度是多少？如果将ab与a b同时释放，它们所能达到的最大速度分别是多少？24. 如图所示，间距 1 = 0.3 m的平行金属导轨 aibici和a?b2C2分别固定在两个竖直面内，在水平面 aibib2a2区域内和倾角0= 37勺斜面Cibib2C2区域内分别有磁感应强度Bi = 0.4 T、方向竖直向上和B2= 1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R= 0.3 Q质量m1 = 0.1 kg、长为I的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在 bi、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接 触良好一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2= 0.05 kg的小环.已知小环以a = 6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长取g = 10 m/s2, sin 37 = 0.6,cos 37 =0.8.求：(1) 小环所受摩擦力的大小；(2) Q杆所受拉力的瞬时功率.答案解析1. 【答案】A【解析】设此时回路面积为 S,据题意，磁通量 二BSCosB,对A选项，S增大，B减小，cosB增 大，则 增大，A正确；对B选项，B减小，B减小，cos 0增大，可能不变，B错误；对C选 项，S减小，B增大，可能不变，C错误；对D选项，S增大，B增大，0增大，cos0减小， 可能不变，D错误；故只有 A正确.2. 【答案】C【解析】通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越稀疏，故当线框远离通电 直导线时，穿过线框的磁感线的条线越来越少，所以磁通量逐渐减小，故只有选项C正确.3. 【答案】A【解析】当金属棒做匀速直线运动时，金属棒消耗的功率最大，此时有：mg = BIL=若MN的质量增大到原来的2倍，则v增大到原来的2倍，根据能量守恒定律，电阻 R上消耗的功率等于重 力的功率，即 P= mgv，则使R消耗的电功率增大到 4P,故A正确使磁感应强度 B增大到原来 的2倍，则速度变为原来的 专，根据P= mgv知，电功率变为原来的 专，故B错误.使MN和导轨间 距同时增大到原来的 2倍.则速度变为原来的根据P= mgv知，电功率变为原来的；，故C错 误使电阻R的阻值减到原来的一半，则速度变为原来的扌，根据P= mgv知，电功率变为原来的 ,故D错误.4. 【答案】D【解析】设 BD= L.在线圈进入磁场一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，当BD刚进入磁场时，感应电流最大为Ii= io；在线圈进入磁场全部过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电动势均匀减小，则感应电流均匀减小至零；线圈通过两 个磁场的分界线时，切割的有效长度先均匀增大，感应电流均匀增大，当BD通过磁场分界线时，感应电流最大为I2= 2i0，后均匀减小至零；在线圈出磁场一半的过程中，在线圈全部出磁场的过程 中，切割的有效长度先均匀增大后均匀减小，感应电流先均匀增大后均匀减小，此过程感应电流 最大为b= io，故D正确，B错误.5. 【答案】D【解析】根据楞次定律，感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化，所以用磁铁的任意一磁极接近 A环时，A环均被排斥；由于 B环不是闭合回路，因此没有感应电流.6. 【答案】D【解析】根据电磁感应定律可知，导体棒在磁场中切割磁感应线产生的最大感应电动势E= BLvm,在磁场中运动时因受安培力作用而做减速运动，所以在刚开始运动时速度最大，所以最大电动势 为BLw,所以选项A错误；通过导体棒的电荷量0=誌 4需=器，所以选项B错误；根据动能定理可知 W安mgh = 0mv02，故可知克服安培力所做的功为mv02 mgh，所以选项 C错區*误；克服安培力做的功转化为电能通过电路转化为焦耳热，所以选项D正确.7. 【答案】B【解析】突然断开 S,线圈将产生自感现象，且与电灯构成一闭合回路，此时通过电灯的电流向上， 与断开前的电流方向相反；因线圈直流电阻比灯泡大，断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电 流，即电灯会突然比原来暗一下再熄灭，B正确，A、C、D错误.8. 【答案】C【解析】所有磁感线都从条形磁铁内部通过，且与外部磁感线方向相反，所以外部磁感线越多，磁通量越小，C对.9. 【答案】C【解析】给甲一个冲量使其获得速度v而开始运动，回路中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，甲棒受到向左的安培力而减速，乙棒受到向右的安培力而加速，根据能量守恒定律，故甲 棒减小的动能等于系统增加的内能和乙棒增加的动能之和，故A、B、D错误，C正确.10. 【答案】A【解析】雷达是利用电磁波发射与接收频率，从而确定间距，不属于涡流，故A错误；真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在冶炼炉中产生涡流，从而产生大量的热量，故B正确；探雷器中变化电流遇到金属物体，在金属物体上产生涡流，故C正确；金属探测器中变化电流遇到金属物体，在金属物体上产生涡流，故D正确.11. 【答案】D【解析】在拉力 F作用下，cd棒向右运动，同时开始切割磁感线，产生感应电动势，并在ab和cd构成的回路形成感应电流，cd棒受到向左的安培力，ab棒受到向右的安培力，使得ab棒开始加速运动，ab棒切割磁感线产生与 cd棒反向的感应电流.cd棒随速度增大，所受安培力增大，加速 度逐渐减小，运动稳定后，整个电路的电动势为Ecd Eab= BLvcd_ BLvab = BL(vcd vab)，当电动势不再变化时，即 Vcd Vab不再变化，即两棒的加速度相等，选项A、B错对ab棒要向右加速，安培力必然向右，因此电流方向由b到a，选项C错由于两棒电流相同，磁场相同，因此安培力相同，所以有aab卷，acd=，根据acd= aab可得F安=j F,选项D对.12. 【答案】C【解析】13. 【答案】D【解析】每2秒约3圈，则1圈需要;s,那么扌圈需要;s；在:s的时间内，闭合线圈的磁通量变化量约为104Wb ,竺4根据法拉第电磁感应定律得：E= n =V = 6X10 V，故D正确，A、B、C错误.614. 【答案】B【解析】当磁铁 N极向右靠近线圈时，线圈中向上的磁场增加，由楞次定律知感应电流的磁场阻 碍原磁通量的增加，所以感应电流顺时针方向；当磁铁N极向右远离线圈时，线圈中向上的磁场减小，感应电流的磁场向上，所以感应电流逆时针方向，选项A错误，B正确；N极靠近线圈时，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的作用力，那么磁极给线圈向右的作用力， 线圈静止不动，是因为受到了向左的摩擦力，当N极远离线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的作用力，那么磁极给线圈向右的作用力，线圈静止不动，是因为受到了 向左的摩擦力，所以整个过程线圈所受的摩擦力一直向左，选项C、D均错误故选B.15. 【答案】B【解析】S闭合且稳定时，通过含电流表G1、G2的两条支路的电流均由左向右，断开S, L中产生自感电动势，由 增反减同”可知，自感电动势 E自的方向一定与原电流方向相同，显然，断开S后,在E自的作用下，题图回路中将继续形成沿顺时针方向的电流，这时流经含有电流表G2支路的电流方向已变为由右向左了由于这段时间E自是逐渐减小的，故电流也是逐渐减小的，综上所述选B.16. 【答案】C【解析】根据转动切割感应电动势公式E=# BL?3, L=，求出感应电动势，由欧姆定律求解感应电流根据法拉第定律求解磁感应强度随时间的变化率一从静止开始绕过圆心 0以角速度3匀速转动时，线框中产生的感应电动势大小为E詁BL2 Bo弓）23=先仝，感应电流为I号=里产根据法拉第定律得E=普=寻S=制冷1普#联立得寻=誓，故选C.17. 【答案】B【解析】回路中的感应电动势为：E=，感应电流： I=， 由图可知1 = kt，即赞=kt，故有：二=kRt，所以图象B对；由于产生的感应电动势是逐渐增大的，而A图描述磁通量与时间关系中斜率不变，产生的感应电动势不变，故A、C错误；通过导体棒的电量为：Q= It = kt2，故Q-1图象为双曲线，并非过原点的直线，故D错误.18. 【答案】C【解析】条形磁铁外部磁感线靠近两极密，中间稀疏，故磁通量先变小后变大.19. 【答案】C【解析】将开关 S由1掷到2时，由于电容器放电，所以在导体棒中有向下的电流，导体棒受安培 力作用向右运动，当导体棒切割磁感线产生的电动势等于电容器两端电压时，电路中电流为零， 于是安培力为零，导体做匀速运动，电容器带电量及两板电压保持不变此过程中安培力的变化 及速度的变化都不是线性变化，所以选项C正确.20. 【答案】B【解析】电路中的感应电动势E= Blv,感应电流 =丁 = 琴匚，故A错误，B正确；金属杆a *所受安培力大小 F= B= 字，故C错误；金属杆的发热功率 P= I2R= I盒r = 驾必，故D错误.21. 【答案】20 V/m 方向a【解析】导体 AB、CD在外力的作用下做切割磁感线运动，使回路中产生感应电流.匡聖4氏B2BLU局=2A-JT=I=2Q.5?0.6= 1.2 N，故导体棒会向下运动；待小灯泡稳定发光时，说明MN在某一速度下运动时，它受到的力是平衡的.由导体棒的受力平衡可得：F= mgs in 37 - mgcos 37 = 0.2 kg 10 N/kg (0.6- 0.5 0.8)= 0.4 N;故安培力的大小为 F= 0.4 N ,尸 IX设平衡时电路中的电流为h,由公式F= BI1L，得电路中的电流为11 =豆=DgTK 0 = 1 A ,故小灯泡稳定发光时消耗的电功率P= IR= (1 A)2X 1 =Q1 W ；(3)设平衡时导体棒的运动速度为v,则根据 E1= BLv, 11=# =芫得，1 A =，解得 v= 5 m/s.23. 【答案】(1)羡齐(2)就盂订【解析】(1)ab运动后切割磁感线，产生感应电流，而后受到安培力，当受力平衡时，加速度为 速度达到最大，受力情况如图所示.贝mgs in a= F 安 cos a又F安=BILE 感=BLVmCOS a联立上式解得vm =ab、ab都产生若将ab、ab同时释放，因两边情况相同，所以达到的最大速度大小相等，这时 感应电动势而且是串联.所以 mgsin a= F安cosF 安=BI L.,oom24. 【答案】(1)0.2 N (2)2 W【解析】 设小环受到的摩擦力大小为Ff,由牛顿第二定律有：m2g Ff= m2a解得 Ff = 0.2 N(2)设通过K杆的电流为11,根据平衡有：Ff= B1I1I设回路总电流为I,总电阻为R总，因为1= 2113R总=RE,有=设Q杆下滑速度大小为 v,产生的感应电动势为E= B2LVF+ migsin 0= B2IL拉力的瞬时功率为 P= Fv联立以上方程得到 P= 2 W.