（课标通用）高考物理二轮复习 专题4 电路与电磁感应 专题跟踪检测12（含解析）-人教版高三全册物理试题

专题跟踪检测(十二)(建议用时：45分钟) 基础通关1(2019福建莆田一中月考)图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同，下列说法正确的是()A图甲中，A1与L1的电阻值相同B图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同D图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等C解析 分析题图甲，断开开关S1瞬间，A1突然闪亮，说明流经A1的电流瞬间增大，从而得到S1闭合，电路稳定时，A1中的电流小于L1中的电流，选项B错误；由并联电路特点可知，A1的电阻值大于L1的电阻值，选项A错误；分析题图乙，开关S2闭合后，灯A2逐渐变亮，A3立即变亮，说明闭合S2瞬间A2与A3中的电流不相等，那么L2与R中的电流也不相等，选项D错误；最终A2与A3亮度相同，说明流经A2与A3的电流相同，由欧姆定律可知，R与L2的电阻值相等，选项C正确2(2018全国卷)如图所示，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下一边长为l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是()D解析 设线路中只有一边切割磁感线时产生的感应电流为i.线框位移等效电路的连接电流0I2i(顺时针)lI0lI2i(逆时针)2lI0分析知，选项D正确3(2017全国卷)如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向D解析 金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，选项A、B、C错误，D正确4(2017全国卷)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是()A解析 底盘上的紫铜薄板出现扰动时，其扰动方向不确定，在选项C这种情况下，紫铜薄板出现上下或左右扰动时，穿过薄板的磁通量难以改变，不能发生电磁感应现象，没有阻尼效应；在选项B、D这两种情况下，紫铜薄板出现上下扰动时，也没有发生电磁阻尼现象；选项A这种情况下，不管紫铜薄板出现上下或左右扰动时，都发生电磁感应现象，产生电磁阻尼效应5(2017天津卷)如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是()Aab中的感应电流方向由b到aBab中的感应电流逐渐减小Cab所受的安培力保持不变Dab所受的静摩擦力逐渐减小D解析 根据楞次定律，感应电流产生的磁场向下，再根据安培定则，可判断ab中感应电流方向从a到b, 选项A错误；磁场变化是均匀的，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势恒定不变，感应电流I恒定不变，选项B错误；安培力FBIL，由于I、L不变，B减小，所以ab所受的安培力逐渐减小，根据力的平衡条件，静摩擦力逐渐减小，选项C错误，D正确 能力提升6(2019安徽安庆五校联考)(多选)如图甲所示，一个匝数为n的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为S，线圈的电阻为R，在线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是()A0t1时间内P端电势高于Q端电势B0t1时间内电压表的读数为Ct1t2时间内R上的电流为Dt1t2时间内P端电势高于Q端电势AC解析 0t1时间内，磁通量向里增大，根据楞次定律可知感应电流沿逆时针方向，线圈相当于电源，上端为正极，下端为负极，所以P端电势高于Q端电势，选项A正确；0t1时间内线圈产生的感应电动势EnnSnS，电压表的示数等于电阻R两端的电压UIRR，选项B错误；t1t2 时间内线圈产生的感应电动势EnnS，根据闭合电路的欧姆定律I，选项C正确；t1t2时间内，磁通量向里减小，根据楞次定律，感应电流沿顺时针方向，所以P端电势低于Q端电势，选项D错误7(2018全国卷)(多选)如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态下列说法正确的是()A开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动AD解析 根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场，开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，根据安培定则，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，选项A正确开关闭合并保持一段时间后，直导线上没有感应电流，故小磁针的N极指北，选项B、C错误开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由北向南的电流，这时直导线上方的磁场垂直纸面向外，故小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，选项D正确8(2019河北武邑中学质检)(多选)如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止，已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，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金属棒中的最大电流为B金属棒克服安培力做的功为mghC通过金属棒的电荷量为D金属棒产生的电热为mg(hd)CD解析 金属棒下滑过程中，根据动能定理得mghmv2，金属棒到达水平面时的速度为v，金属棒到达水平面后做减速运动，刚到达水平面时的速度最大，最大感应电动势EBLv，则最大感应电流为I，故选项A错误；金属棒在整个运动过程中，由动能定理得mghWBmgd00，克服安培力做功WBmghmgd，故选项B错误；感应电荷量为qt，故选项C正确；克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与金属棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热QRQWBmg(hd)，故选项D正确9(2019山东夏津一中开学考试)(多选)水平面上固定相距为d的光滑直轨道MN和PQ，在N、Q之间连接不计电阻的电感线圈L和电阻R.匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直导轨平面向上，在导轨上垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab，在直导轨右侧有两个固定挡块C、D，CD连线与导轨垂直现给金属杆ab沿轨道向右的初速度v0，当ab即将撞上CD时速度为v，撞后速度立即变为零但不与挡块粘连下列说法正确的是()Aab向右做匀变速直线运动B当ab撞上CD后，将会向左运动Cab在整个运动过程中受到的最大安培力为D从ab开始运动到撞上CD时，电阻R上产生的热量小于mvmv2BD解析 ab向右运动时受到向左的安培力而做减速运动，产生的感应电动势和感应电流减小，安培力随之减小，加速度减小，所以ab做非匀变速直线运动，故选项A错误当ab撞上CD后，ab中产生的感应电动势为零，电路中电流要减小，线框将产生自感电动势，根据楞次定律可知自感电动势方向与原来电流方向相同，沿ba，根据左手定则可知ab受到向左的安培力，故当ab撞上CD后，将会向左运动，故选项B正确开始时，ab的速度最大，产生的感应电动势最大，由于线圈中产生自感电动势，此自感电动势与ab感应电动势方向相反，电路中的电流小于，最大安培力将小于BdI，故选项C错误从ab开始运动到撞上CD时，由于线圈中有磁场能，所以电阻R上产生的热量小于mvmv2，故选项D正确10(2019北京卷)如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：(1)感应电动势的大小E；(2)拉力做功的功率P；(3)ab边产生的焦耳热Q.解析 (1)从ad边刚进入磁场到bc边刚要进入的过程中，只有ad边切割磁感线，所以产生的感应电动势为EBLv.(2)线框进入过程中线框中的电流为I，ad边安培力为FABIL，由于线框匀速运动，所以拉力与安培力大小相等，方向相反，即FFA，所以拉力的功率为PFvFAv，联立以上各式解得P.(3)线框进入过程中线框中的电流为I，进入所用的时间为t ，ad边的电阻为Rad，焦耳热为QI2Radt，联立上述解得Q.答案 (1)BLv(2)(3)11(2019七省七校联考)如图所示，电阻不计的足够长光滑平行导轨与水平面成30角倾斜放置，两导轨间距为L，空间内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B质量均为m、长均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直于导轨水平放在导轨上，ab棒通过绕光滑定滑轮的绝缘细绳与质量也为m的物块G相连，cd棒搁置在两个固定桩上已知重力加速度为g.(1)由静止释放金属棒ab，求ab棒能达到的最大速度vm；(2)若从释放金属棒ab到其达到最大速度所用时间为t，求此过程中通过金属棒ab的电荷量q；(3)求在问题(2)的过程中，金属棒cd产生的焦耳热Q.解析 (1)对ab棒及物块G组成的系统，由牛顿第二定律得mgmgsin FA2ma，当加速度a0时，ab棒的速度达到最大，此时安培力FAmg，假设金属棒cd静止，对金属棒cd受力分析有FAFNmgsin 0，FAFA，则FN0，假设成立cd静止，所以由FABIL，I，EBLvm，联立解得vm.(2)对金属棒ab及物块G组成的系统，由动量定理得(mgmgsin )tBLt2mvm，通过金属棒ab的电荷量qt，解得q.(3)设此过程中金属棒ab沿导轨上滑的距离x，由qtt，得q，联立可得x.对金属棒ab及物块G组成的系统，由能量守恒得回路中总的焦耳热Q总mgxmgsin 2mv，解得Q总，金属棒cd产生的焦耳热QQ总.答案 (1)(2)(3)