《志鴻優(yōu)化設(shè)計(jì)》2023屆高考物理（重慶專用）第一輪復(fù)習(xí)第九章電磁感應(yīng)單元檢測(cè)（附答案）

第頁(yè)單元檢測(cè)九電磁感應(yīng)(時(shí)間：60分鐘總分值：100分)一、選擇題(此題8小題，每題7分，共56分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全選對(duì)的得7分，選對(duì)但不全的得4分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．(2023·上海浦東新區(qū)質(zhì)檢)如下圖，矩形線框在磁場(chǎng)內(nèi)做的各種運(yùn)動(dòng)中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()2．如下圖，用鋁板制成U形框，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框的上方，使整體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直于磁場(chǎng)方向向左以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，懸線拉力為T(mén)，那么()A．懸線豎直T＝mgB．懸線豎直T＞mgC．懸線豎直T＜mgD．無(wú)法確定T的大小和方向3．(2023·深圳模擬)如下圖，在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里。矩形線框abcd從t＝0時(shí)刻起由靜止開(kāi)始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，那么線框中的感應(yīng)電流I(取逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎?隨時(shí)間t的變化圖線是()4．(2023·南京模擬)如下圖，ab為一金屬桿，它處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，可繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；S為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬環(huán)；在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，一端與a點(diǎn)良好接觸。當(dāng)桿沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，某時(shí)刻ab桿的位置如下圖，那么此時(shí)刻()A．有電流通過(guò)電流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右B．有電流通過(guò)電流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向左C．有電流通過(guò)電流表，方向由d向c，作用于ab的安培力向右D．無(wú)電流通過(guò)電流表，作用于ab的安培力為零5．如圖(a)(b)所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈A的電阻，接通S，使電路到達(dá)穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，那么()A．在電路(a)中，斷開(kāi)S，A將直接熄滅B．在電路(a)中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗C．在電路(b)中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗D．在電路(b)中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗6．(2023·北京理綜)物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)〞。如圖，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過(guò)套環(huán)。閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)。比照老師演示的實(shí)驗(yàn)，以下四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是()A．線圈接在了直流電源上B．電源電壓過(guò)高C．所選線圈的匝數(shù)過(guò)多D．所用套環(huán)的材料與老師的不同7.如下圖，光滑的“∏〞形金屬導(dǎo)體框豎直放置，質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸良好。磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abcd和cdef區(qū)域?，F(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)B1區(qū)域后，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是()A．假設(shè)B2＝B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將加速下滑B．假設(shè)B2＝B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后仍將保持勻速下滑C．假設(shè)B2＜B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將先加速后勻速下滑D．假設(shè)B2＞B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將先減速后勻速下滑8.如下圖，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度到達(dá)v時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g。以下選項(xiàng)正確的選項(xiàng)是()A．P=2mgvsinθB．P=3mgvsinθC．當(dāng)導(dǎo)體棒速度到達(dá)時(shí)加速度大小為D．在速度到達(dá)2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功二、非選擇題(共44分)9．(12分)如下圖，直角三角形導(dǎo)線框abc置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab是一段長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的均勻?qū)Ь€，ac和bc電阻不計(jì)，ac長(zhǎng)度為L(zhǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里?，F(xiàn)有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻為R的均勻?qū)w桿MN架在導(dǎo)線框上，開(kāi)始時(shí)緊靠ac，然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑動(dòng)，滑動(dòng)中始終與ac平行并與導(dǎo)線框保持良好接觸。當(dāng)MN滑過(guò)的距離為L(zhǎng)時(shí)，求導(dǎo)線ac中電流的大小和方向。10．(14分)輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m＝0.32kg、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.8m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，總電阻為r＝1Ω，邊長(zhǎng)為eq\f(L,2)的正方形磁場(chǎng)區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖甲所示，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化如圖乙所示，從t＝0開(kāi)始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線開(kāi)始松弛，取g＝10m/s2。求(1)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；(2)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率；(3)t0的值。11．(18分)(2023·上海單科)如圖，質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計(jì)、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形。棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，棒左側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的立柱。導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)為L(zhǎng)，開(kāi)始時(shí)PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R，右側(cè)導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為R0。以ef為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。在t＝0時(shí)，一水平向左的拉力F垂直作用在導(dǎo)軌的bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a。(1)求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式；(2)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間拉力F到達(dá)最大值，拉力F的最大值為多少？(3)某過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W，求導(dǎo)軌動(dòng)能的增加量。

參考答案1．B解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，選項(xiàng)B符合要求。2．A解析：設(shè)兩板間的距離為L(zhǎng)，由于向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中豎直板切割磁感線，產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，因右手定那么判斷下板電勢(shì)高于上板電勢(shì)，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小E＝BLv，即帶電小球處于電勢(shì)差為BLv的電場(chǎng)中。所受電場(chǎng)力F電＝qeq\f(E,L)＝qeq\f(BLv,L)＝qvB。假設(shè)設(shè)小球帶正電，那么電場(chǎng)力方向向上。同時(shí)小球所受洛倫茲力F洛＝qvB，方向由左手定那么判斷豎直向下，即F電＝F洛，故無(wú)論小球帶什么電，怎樣運(yùn)動(dòng)，T＝mg，應(yīng)選項(xiàng)A正確。3．D解析：矩形線框在運(yùn)動(dòng)時(shí)，dc邊切割磁感線，由右手定那么可知：在線框中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?負(fù))，由速度公式和法拉第電磁感應(yīng)定律可得：v＝at，E＝BLv，那么I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BLa,R)t，那么選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤。4．A5．D解析：在(a)電路中，燈A和線圈L串聯(lián)，它們的電流相同，斷開(kāi)S時(shí)，線圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙原電流的減小，但流過(guò)燈A的電流仍逐漸減小，從而燈A只能漸漸變暗。在(b)電路中，電阻R和燈A串聯(lián)，燈A的電阻大于線圈L的電阻，電流那么小于線圈L中的電流，斷開(kāi)S時(shí)，電源不再給燈供電，而線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，通過(guò)R、A形成回路，燈A中電流突然變大，燈A變得更亮，然后漸漸變暗，故D正確。6．D解析：當(dāng)閉合S瞬間，線圈L內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)B及磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)，隨電壓及線圈匝數(shù)增加而增大，如果套環(huán)是金屬材料又閉合，由楞次定律可知，環(huán)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流I及磁場(chǎng)B′，環(huán)會(huì)受到向上的安培力F，當(dāng)F＞mg時(shí)，環(huán)跳起，eq\f(ΔΦ,Δt)越大，環(huán)電阻越小，F(xiàn)越大。如果環(huán)越輕，跳起效果越好，所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；如果套環(huán)換用電阻大密度大的材料，I減小F減小，mg增大，套環(huán)可能無(wú)法跳起，選項(xiàng)D正確；如果使用交流電，S閉合后，套環(huán)受到的安培力大小及方向(上下)周期性變化，S閉合瞬間，F(xiàn)大小、方向都不確定，直流電效果會(huì)更好，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。7．A解析：當(dāng)金屬棒MN進(jìn)入磁場(chǎng)B1區(qū)域時(shí)，金屬棒MN切割磁感線而使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)金屬棒MN恰好做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其重力和安培力平衡，即有eq\f(B\o\al(2,1)l2v,R)＝mg。金屬棒MN剛進(jìn)入B2區(qū)域時(shí)，速度仍為v，假設(shè)B2＝B1，那么仍滿足eq\f(B\o\al(2,2)l2v,R)＝mg，金屬棒MN仍保持勻速下滑，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；假設(shè)B2＜B1，那么金屬棒MN剛進(jìn)入B2區(qū)域時(shí)，eq\f(B\o\al(2,2)l2v,R)＜mg，金屬棒MN先加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度增大到使安培力等于mg時(shí)，金屬棒MN在B2區(qū)域內(nèi)勻速下滑，應(yīng)選項(xiàng)C正確；同理可知選項(xiàng)D也正確。8．A解析：當(dāng)導(dǎo)體棒以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿斜面方向有mgsinθ＝eq\f(B2L2v,R)；當(dāng)導(dǎo)體棒以2v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿斜面方向F＋mgsinθ＝eq\f(2B2L2v,R)，故F＝mgsinθ，此時(shí)拉力F的功率P＝F×2v＝2mgvsinθ，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)體棒的速度到達(dá)eq\f(v,2)時(shí)，沿斜面方向mgsinθ－eq\f(B2L2v,2R)＝ma，解得：a＝eq\f(1,2)gsinθ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒的速度到達(dá)2v以后，拉力與重力的合力做的功等于R上產(chǎn)生的焦耳熱，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9．答案：eq\f(2BLv,5R)a流向c解析：MN滑過(guò)的距離為eq\f(L,3)時(shí)，它與bc的接觸點(diǎn)為P，等效電路圖如圖由幾何關(guān)系可知MP長(zhǎng)度為eq\f(L,3)，MP中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(1,3)BLvMP段的電阻r＝eq\f(1,3)RMacP和MbP兩電路的并聯(lián)電阻為r并＝eq\f(\f(1,3)×\f(2,3),\f(1,3)＋\f(2,3))R＝eq\f(2,9)R由歐姆定律，PM中的電流I＝eq\f(E,r＋r并)ac中的電流Iac＝eq\f(2,3)I，解得Iac＝eq\f(2BLv,5R)根據(jù)右手定那么，MP中感應(yīng)電流的方向由P流向M，所以電流Iac的方向由a流向c。10．答案：(1)0.4V(2)0.16W(3)2s解析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝n×eq\f(1,2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2eq\f(ΔB,Δt)＝10×eq\f(1,2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.8,2)))2×0.5V＝0.4V。(2)I＝eq\f(E,r)＝0.4A，P＝I2r＝0.16W。(3)分析線圈受力可知，當(dāng)細(xì)線松弛時(shí)有：F安＝nBt0Ieq\f(L,2)＝mg，I＝eq\f(E,r)Bt0＝eq\f(2mgr,nEL)＝2T由圖象知：Bt0＝1＋0.5t0(T)，解得：t0＝2s。11．答案：(1)BLatI＝eq\f(BLat,R＋R0at2)(2)Ma＋μmg＋eq\f((1＋μ)B2L2,2)eq\r(\f(a,RR0))(3)eq\f(Ma,μmg)(W－μQ)解析：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε＝BLv導(dǎo)軌做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，v＝atε＝BLats＝eq\f(1,2)at2回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式I＝eq\f(BLv,R總)＝eq\f(BLat,R＋2R0\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)at2)))＝eq\f(BLat,R＋R0at2)(2)導(dǎo)軌受外力F，安培力FA，摩擦力Ff三個(gè)力作用。其中FA＝BIL＝eq\f(B2L2at,R＋R0at2)Ff＝μFN＝μ(mg＋BIL)＝μeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mg＋\f(B2L2at,R＋R0at2)))由牛頓運(yùn)動(dòng)定律F－FA－Ff＝MaF＝Ma