人教版高考物理同步试题一轮复习专题9 电磁感应.docx
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人教版高考物理同步试题一轮复习专题9电磁感应
专题九 电磁感应
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
一、单项选择题
1.(2017年江西师大附中、临川一中大联考)从奥斯特发现电流周围存在磁场后,法拉第坚信磁一定能生电.他使用如图K911所示的装置进行实验研究,以至于经过了10年都没发现“磁生电”.主要原因是( )
图K911
A.励磁线圈A中的电流较小,产生的磁场不够强
B.励磁线圈A中的电流是恒定电流,不会产生磁场
C.感应线圈B中的匝数较少,产生的电流很小
D.励磁线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场
2.某实验小组用如图912所示的实验装置来验证楞次定律,当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流表的感应电流方向是( )
图K912
A.a→b
B.先a→b,后b→a
C.b→a
D.先b→a,后a→b
3.(2016年江苏泰州一模)如图K913所示,在长载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两根可自由滑动的导体棒ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐减弱时,导体棒ab和cd的运动情况是( )
图K913
A.一起向左运动B.一起向右运动
C.相向运动,相互靠近D.相背运动,相互远离
4.(2017年福建高三期末大联考)如图K914所示.Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒,ab和cd导线连成一个闭合回路,当ab棒向左运动时,cd导线受到向下的磁场力.则有( )
图K914
A.由此可知d电势高于c电势
B.由此可知Ⅰ是S极
C.由此可知Ⅰ是N极
D.当cd棒向下运动时,ab导线不受到向左的磁场力
5.(2017年北京海淀区高三期末)如图K915所示,左侧闭合电路中的电流大小为I1,ab为一段长直导线;右侧平行金属导轨的左端连接有与ab平行的长直导线cd,在远离cd导线的右侧空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场,在磁场区域放置垂直导轨且与导轨接触良好的导体棒MN,当导体棒沿导轨匀速运动时,可以在cd上产生大小为I2的感应电流.已知I1>I2,不计匀强磁场对导线ab和cd的作用,用F1和F2分别表示导线cd对ab的安培力大小和ab对cd的安培力大小,下列说法正确的是( )
图K915
A.若MN向左运动,ab与cd两导线相互吸引,F1=F2
B.若MN向右运动,ab与cd两导线相互吸引,F1=F2
C.若MN向左运动,ab与cd两导线相互吸引,F1>F2
D.若MN向右运动,ab与cd两导线相互吸引,F1>F2
二、多项选择题
6.(2016年云南昆明调研)如图K916所示,在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环,电路接通瞬间,下列说法正确的是( )
图K916
A.从左往右看,铜环中有逆时针方向感应电流
B.从左往右看,铜环中有顺时针方向感应电流
C.铜环有收缩趋势
D.铜环有扩张趋势
7.(2016年鄂豫晋冀陕五省大联考)如图K917所示,在一竖直平面内的三条平行导线串有两个电阻R1和R2,导体棒PQ与三条导线均接触良好.匀强磁场的方向垂直纸面向里,导体棒的电阻可忽略.若导体棒向左加速运动,则( )
图K917
A.流经R1的电流方向向上
B.流经R2的电流方向向下
C.流经R1的电流方向向下
D.流经R2的电流方向向上
8.(2017年湖北武汉高三调研)如图K918所示,在两根竖直放置的平行长直导线M、N中,通过同方向同强度的恒定电流,圆形导线框在图示位置,线框和两导线在同一竖直平面(纸面)内.下列说法正确的是( )
图K918
A.若线框从图示位置由静止释放,则线框做直线运动
B.若线框从图示位置由静止释放,则线框做曲线运动
C.若线框沿着水平方向,自右向左在两导线间匀速移动,则线框中感应电流沿逆时针方向
D.若线框沿着水平方向,自右向左在两导线间匀速移动,则线框中感应电流先沿逆时针、后沿顺时针方向
三、非选择题
9.与磁感应强度B=0.8T垂直的线圈面积为0.05m2,线圈的磁通量多大?
若这个线圈绕有50匝时,磁通量有多大?
线圈位置如转过53°时磁通量多大?
10.如图K919所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?
请推导出这种情况下B与t的关系式.
图K919
11.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场,如图K9110所示.从ab边进入磁场算起:
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象.
(2)说明线框中感应电流的方向.
图K9110
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感
一、单项选择题
1.如图K921所示,长为l的金属导线弯成一圆环,导线的两端接在电容为C的平行板电容器上,P、Q为电容器的两个极板,磁场垂直于环面(纸面)向里,磁感应强度以B=B0+kt(k>0)随时间变化,t=0时,P、Q两极板电势相等.两极板间的距离远小于环的半径,则经时间t电容器P板( )
图K921
A.不带电
B.所带电荷量与t成正比
C.带正电,电荷量是
D.带负电,电荷量是
2.如图K922所示,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.则下列判断正确的是( )
图K922
A.Ua>Uc,金属框中无电流
B.Ub>Uc,金属框中电流方向沿a→b→c→a
C.Ubc=-Bl2ω,金属框中无电流
D.Ubc=Bl2ω,金属框中电流方向沿
a→c→b→a
3.如图K923所示有A、B两个线圈.线圈B连接一电阻R,要使流过电阻R的电流大小恒定,且方向由c点流经电阻R到d点.设线圈A中电流i从a点流入线圈的方向为正方向,则线圈A中的电流随时间变化的图象是( )
图K923
ABCD
4.(2017年湖南衡阳八中高三质检)如图K924所示,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,过一段时间突然断开K,则下列说法正确的是( )
图K924
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
5.(2017年福建龙岩高三质检)如图K925所示,abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,导轨间距为l,电阻不计.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.金属杆放置在导轨上,与导轨的接触点为M、N,并与导轨成θ角.金属杆以ω的角速度绕N点由图示位置匀速转动到与导轨ab垂直,转动过程金属杆与导轨始终良好接触,金属杆单位长度的电阻为r.则在金属杆转动过程中( )
图K925
A.M、N两点电势相等
B.金属杆中感应电流的方向是由N流向M
C.电路中感应电流的大小始终为
D.电路中通过的电量为
二、多项选择题
6.(2017年湖南株洲高三质检)用导线绕一圆环,环内有一用同样导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图K926所示.把它们放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里.当磁场均匀减弱时( )
图K926
A.圆环和线框中的电流方向都为顺时针
B.圆环和线框中的电流方向都为逆时针
C.圆环和线框中的电流大小之比为∶1
D.圆环和线框中的电流大小之比为2∶1
7.(2017年河南郑州第三次质量预测)铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理.有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态,装置的原理是:
将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面,如图K927甲所示(俯视图),当它经过安放在两铁轨间的矩形线圈时,线圈便产生一个电信号传输给控制中心.线圈长为l1,宽为l2,匝数为n.若匀强磁场只分布在一个矩形区域内,当火车首节车厢通过线圈时,控制中心接收到线圈两端电压u与时间t的关系如图乙所示(ab、cd均为直线),则在t1~t2时间内( )
甲乙
图K927
A.火车做匀速直线运动
B.M点电势低于N点电势
C.火车加速度大小为
D.火车平均速度大小为
8.(2016年山东威海高三期末)如图K928所示,两个同心金属环水平放置,半径分别是r和2r,两环间有磁感应强度为B、方向垂直环面向里的匀强磁场,在两环间连接有一个电容为C的电容器,a、b是电容器的两个极板.长为r的金属棒AB沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好,并绕圆心以角速度ω做逆时针方向(从垂直环面向里看)的匀速圆周运动.则下列说法正确的是( )
图K928
A.金属棒中有从B到A的电流
B.电容器a极板带正电
C.电容器两端电压为
D.电容器所带电荷量为
三、非选择题
9.把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,如图K929所示.一长度为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触.当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:
(1)流过金属棒的电流的大小、方向及金属棒两端的电压UMN.
(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率.
图K929
10.如图K9210甲所示,一个横截面积为S=0.10m2,匝数为120匝的闭合线圈放在平行于线圈轴线的匀强磁场中,线圈的总电阻为R=1.2Ω.该匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示.
(1)从t=0到t=0.3s时间内,通过该线圈任意一个横截面的电荷量q为多少?
(2)从t=0到t=0.3s时间内,线圈中产生的电热Q为多少?
图K9210
11.(2017年江苏卷)如图K9211所示,两根间距为d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I.
(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a.
(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.
图K9211
第3讲 电磁感应定律的综合应用
一、单项选择题
1.(2017年江西南昌十所省重点中学高三二模)如图K931所示,由均匀导线制成的半径为r的圆环,以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场.当圆环运动到图示位置(∠aOb=90°)时,a、b两点的电势差为( )
图K931
A.BrvB.BrvC.BrvD.Brv
2.如图K932所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于( )
图K932
A.棒的机械能增加量B.棒的动能增加量
C.棒的重力势能增加量D.电阻R上放出的热量
3.如图K933所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力F作用,从静止开始沿导轨运动,当运动距离为l时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直).设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g.对于此过程,下列说法正确的是( )
图K933
A.杆的速度最大值为
B.流过电阻R的电量为
C.恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量
D.安培力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热
4.如图K934所示,两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为α,图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于斜面向上.两金属杆质量均为m,电阻均为R,垂直于导轨放置.开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处,金属杆cd处在导轨的最下端,被与导轨垂直的两根小柱挡住.现将金属杆ab由静止释放,金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动.已知重力加速度为g,则( )
图K934
A.金属杆ab进入磁场时感应电流的方向为由a到b
B.金属杆ab进入磁场时速度大小为
C.金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为
D.金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零
5.(2017年辽宁实验中学分校高三月考)如图K935所示,间距为d的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为l(l 图K935 A.感应电流所做的功为mgd B.感应电流所做的功为mg(d-l) C.线圈的最小速度一定是2 D.线圈的最小速度可能为 二、多项选择题 6.(2017年福建厦门第一中学高三月考)如图K936所示,光滑水平面上存有界匀强磁场,磁感应强度为B,质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场,当AC刚进入磁场时速度为v,方向与磁场边界成45°,若线框的总电阻为R,则( ) 图K936 A.线框穿进磁场过程中,框中电流的方向为DCBA B.AC刚进入磁场时线框中的感应电流为 C.AC刚进入磁场时线框所受安培力为 D.此时CD两端电压为Bav 7.如图K937甲所示,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,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t=0,若磁场的宽度为b(b>3a),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图象如图乙所示,则( ) 甲 乙 图K937 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-t0 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.线框从进入磁场(位置1)到完全离开磁场(位置3)的过程中产生的电热为2Fb 8.(2016年贵州黔南州三校大联考)如图K938所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R,C1和C2是半径都为a的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域C1中磁场的磁感强度随时间按B1=B0+kt(k>0)变化,C2中磁场的磁感强度恒为B2,一质量为m、电阻为r、长度为l的金属杆AB穿过区域C2的圆心垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止.则( ) 图K938 A.通过金属杆的电流大小为 B.通过金属杆的电流方向为从B到A C.定值电阻的阻值为R=-r D.整个电路中产生的热功率P= 三、非选择题 9.(2016年河北唐山模拟)在同一水平面上的光滑平行导轨P、Q间距为l=1m,导轨左端接有如图K939所示的电路.其中水平放置的平行板电容器两极板M、N间距为d=10mm,定值电阻R1=R2=12Ω,R3=2Ω,金属棒ab的电阻r=2Ω,其他电阻不计.磁感应强度B=0.5T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间的质量m=1×10-14kg、电荷量q=-1×10-14C的微粒恰好静止不动.g取10m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好,且速度保持恒定.试求: (1)匀强磁场的方向. (2)ab两端的路端电压. (3)金属棒ab运动的速度. 图K939 10.如图K9310所示,空间分布着水平方向的匀强磁场,磁场区域的水平宽度d=0.4m,竖直方向足够长,磁感应强度B=0.5T.正方形线框PQMN边长l=0.4m,质量m=0.2kg,电阻R=0.1Ω,开始时放在光滑绝缘水平板上“Ⅰ”位置,现用一水平向右的恒力F=0.8N拉线框,使其向右穿过磁场区,最后到达“Ⅱ”位置(MN边恰好出磁场).设线框平面在运动中始终保持在竖直平面内,PQ边刚进入磁场后线框恰好做匀速运动,g取10m/s2.试求: (1)线框进入磁场前运动的距离s. (2)上述整个过程中线框内产生的焦耳热. (3)线框进入磁场过程中通过的电量. 图K9310 11.(2017年黑龙江哈尔滨第六中学高三期末)如图K9311所示,光滑的定滑轮上绕有轻质柔软的细线,线的一端系一质量为3m的重物,另一端系一质量为m、电阻为r的金属杆.在竖直平面内有间距为l的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间接有阻值为R的电阻,其余电阻不计.磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直.开始时金属杆置于导轨下端QF处,将重物由静止释放,当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降.运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好(忽略摩擦,重力加速度为g),求: (1)重物匀速下降的速度v. (2)重物从释放到下降h的过程中,电阻R中产生的焦耳热QR. (3)若将重物下降h时的时刻记为t=0,速度记为v0,从此时刻起,磁感应强度逐渐减小,金属杆中恰好不产生感应电流,试写出磁感应强度B随时间t变化的关系式. 图K9311
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