高考一輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)練習(xí)物理單元質(zhì)檢十一電磁感應(yīng)

單元質(zhì)檢十一電磁感應(yīng)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求)1.如圖所示,電路中A、B是規(guī)格相同的燈泡,L是電阻可忽略不計(jì)的電感線圈,那么()A.斷開S,B立即熄滅,A閃亮一下后熄滅B.合上S,B先亮,A逐漸變亮,最后A、B一樣亮C.斷開S,A立即熄滅,B由亮變暗后熄滅D.合上S,A、B逐漸變亮,最后A、B一樣亮2.如圖,兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),所在平面與水平面重合,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。ab、cd為兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒,兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,兩導(dǎo)軌所在區(qū)域存在方向豎直向上大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)給ab棒一向左的初速度v0使其向左運(yùn)動(dòng),則以下說(shuō)法正確的是()A.ab剛運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中的感應(yīng)電流為BLB.ab、cd最終的速度為14vC.整個(gè)過程中回路中產(chǎn)生的熱量為1D.ab、cd組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒3.(2021河南許昌高三月考)如圖所示,電阻不計(jì)的剛性U形光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,導(dǎo)軌上連有電阻R。金屬桿ab可在導(dǎo)軌上滑動(dòng),滑動(dòng)時(shí)保持與導(dǎo)軌垂直。整個(gè)空間存在一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?，F(xiàn)有一位于導(dǎo)軌平面內(nèi)且與導(dǎo)軌平行的向左的拉力作用于金屬桿ab的中點(diǎn)上,使之從靜止開始在導(dǎo)軌上向左運(yùn)動(dòng)。已知拉力的功率恒定不變。在金屬桿ab向左沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的過程中,關(guān)于金屬桿ab的速度與時(shí)間的大致圖像,下列正確的是()4.如圖所示,相距為L(zhǎng)的兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),導(dǎo)軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與水平面成θ角(0<θ<90°)斜向右上方。已知金屬棒ab與電阻R的距離也為L(zhǎng)。t=0時(shí)刻,使磁感應(yīng)強(qiáng)度從B0開始隨時(shí)間均勻減小,且金屬棒ab始終保持靜止。下列說(shuō)法正確的是()A.t=0時(shí)刻,穿過回路的磁通量大小為Φ=B0L2B.金屬棒ab中的感應(yīng)電流方向由a到bC.金屬棒ab中的感應(yīng)電流隨時(shí)間均勻減小D.金屬棒ab所受的安培力隨時(shí)間均勻減小5.如圖所示,位于同一絕緣水平面內(nèi)的兩根固定金屬導(dǎo)軌MN、M'N',電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌之間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將兩根粗細(xì)均勻、電阻分布均勻的相同銅棒ab、cd放在兩導(dǎo)軌上,若兩棒從圖示位置以相同的速度沿MN方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中始終與兩導(dǎo)軌接觸良好,且始終與導(dǎo)軌MN垂直,不計(jì)一切摩擦,則下列說(shuō)法正確的是()A.回路中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B.回路中的感應(yīng)電流不斷增大C.回路中的熱功率不斷增大D.兩棒所受安培力的合力不斷減小6.(2021河南洛陽(yáng)第三中學(xué)高三月考)如圖所示,空心“十”字形金屬框ABCDEFGHIJKL各邊邊長(zhǎng)相等,均為a,在金屬框的右上側(cè)足夠大的空間存在垂直金屬框所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,金屬框上A、K兩點(diǎn)的連線與磁場(chǎng)的邊界虛線重合,在同一平面內(nèi)建有沿FL連線方向的x軸。某時(shí)刻開始,金屬框以恒定的速度v0沿x軸方向進(jìn)入磁場(chǎng),規(guī)定電流逆時(shí)針方向?yàn)檎较?設(shè)金屬框中最大電流為Im,則在進(jìn)入磁場(chǎng)過程中,金屬框中的電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像可能是()二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)7.“電磁感應(yīng)鋁箔封口機(jī)”被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、化工等生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品封口環(huán)節(jié)中,如圖所示為一封口機(jī),它的工作原理是:當(dāng)接通電源時(shí),內(nèi)置線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),當(dāng)磁感線穿過封口鋁箔材料時(shí),瞬間產(chǎn)生大量小渦流,致使鋁箔自行快速發(fā)熱,熔化復(fù)合在鋁箔上的溶膠,從而粘貼在承封容器的封口處,達(dá)到迅速封口的目的。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.封口材料可用普通塑料來(lái)代替鋁箔B.該封口機(jī)可用干電池作為電源以方便攜帶C.封口過程中溫度過高,可適當(dāng)減小所通電流的頻率來(lái)解決D.該封口機(jī)適用于玻璃、塑料等多種材質(zhì)的容器封口但不適用于金屬容器8.(2021山東濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高三月考)如圖所示是法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別于圓盤的邊緣和銅軸接觸,圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.實(shí)驗(yàn)中流過電阻R的電流是由于圓盤內(nèi)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象而形成的B.若從上往下看,圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則圓盤中心電勢(shì)比邊緣要高C.實(shí)驗(yàn)過程中,穿過圓盤的磁通量發(fā)生了變化,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.若從上向下看,圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則有電流沿a到b的方向流動(dòng)流經(jīng)電阻R9.將兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平桌面上,間距為l,在導(dǎo)軌的左端接有阻值為R的定值電阻,將一長(zhǎng)為l質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上,已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的接觸始終良好,且阻值也為R。在導(dǎo)軌所在的空間加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)用一質(zhì)量不計(jì)的輕繩將導(dǎo)體棒與一質(zhì)量也為m的重物跨過光滑的定滑輪連接,重物距離地面的高度足夠大,如圖所示,重物由靜止釋放后,帶動(dòng)導(dǎo)體棒一起運(yùn)動(dòng),忽略導(dǎo)軌的電阻,重力加速度為g,重物下落h時(shí)(此時(shí)導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)),下列說(shuō)法正確的是()A.該過程中電阻R中的感應(yīng)電流方向?yàn)橛蒑到PB.重物釋放的瞬間加速度最大且為gC.導(dǎo)體棒的最大速度為2D.該過程流過定值電阻的電荷量為Blh10.某學(xué)校圖書館憑磁卡借還書,某同學(xué)了解到其工作原理是,磁卡以一定的速度通過裝有線圈(螺線管)的檢測(cè)頭,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而傳輸信號(hào)。為研究該現(xiàn)象,該同學(xué)借用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)室裝置。螺線管固定在鐵架臺(tái)上,并與電流傳感器、電壓傳感器和滑動(dòng)變阻器連接?，F(xiàn)將一小磁鐵置于螺線管正上方,其上表面為N極,后由靜止釋放,穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止(小磁鐵下落中受到的空氣阻力遠(yuǎn)小于重力,不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)),計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如圖乙所示的UIt曲線。對(duì)于該實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以下說(shuō)法正確的是()甲乙A.只減小磁鐵釋放高度,兩個(gè)峰值都增大B.只減小螺線管匝數(shù),兩個(gè)峰值都減小C.只增大小磁鐵質(zhì)量,穿過線圈的時(shí)間不變D.只增大滑動(dòng)變阻器阻值,穿過線圈的時(shí)間減小三、非選擇題(本題共3小題,共40分)11.(5分)(1)某同學(xué)用如圖所示裝置做“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)。正確連接后,他先將變阻器的滑動(dòng)片P置于ab的中點(diǎn),在閉合開關(guān)瞬間,電流計(jì)的指針向右擺,說(shuō)明(選填“大線圈”或“小線圈”)有電流流過。閉合開關(guān)后,為使電流計(jì)的指針再向右擺,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向(選填“a”或“b”)端滑。

(2)某同學(xué)用如圖甲所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)用的電壓表和電流表都是理想表,保護(hù)電阻R1=10Ω,R2=5Ω,還知道待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻約2Ω。該同學(xué)合理選擇儀器、連接電路后,正確操作,得到多組電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I,并畫出了如圖乙所示的UI圖線(U、I都用國(guó)際單位),求出UI圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫軸上的截距I0,則待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=,r=(用k、I0、R1、R2表示)。若實(shí)驗(yàn)室有電流表Ⅰ(0~200mA)和電流表Ⅱ(0~30mA),該同學(xué)選擇的是。

12.(17分)如圖所示,光滑水平軌道MN、PQ和光滑傾斜軌道NF、QE在Q、N點(diǎn)連接,傾斜軌道傾角為θ,軌道間距均為L(zhǎng)。水平軌道間連接著阻值為R的電阻,質(zhì)量分別為M、m,電阻分別為R、r的導(dǎo)體棒a、b分別放在兩組軌道上,導(dǎo)體棒均與軌道垂直,a導(dǎo)體棒與水平放置的輕質(zhì)彈簧通過絕緣裝置連接,彈簧另一端固定在豎直墻壁上。水平軌道所在的空間區(qū)域存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),傾斜軌道空間區(qū)域存在垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),該磁場(chǎng)區(qū)域僅分布在QN和EF之間的區(qū)域內(nèi),QN、EF距離為d,兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2,以QN為分界線且互不影響?，F(xiàn)在用一外力F將導(dǎo)體棒a向右拉至某一位置處,然后把導(dǎo)體棒b從緊靠分界線QN處由靜止釋放,導(dǎo)體棒b在出磁場(chǎng)邊界EF前已達(dá)最大速度。當(dāng)導(dǎo)體棒b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),撤去作用在a棒上的外力后發(fā)現(xiàn)a棒仍能靜止一段時(shí)間,然后又來(lái)回運(yùn)動(dòng)并最終停下來(lái)。求:(1)導(dǎo)體棒b在傾斜軌道上的最大速度;(2)撤去外力后,彈簧彈力的最大值;(3)如果兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=B2且導(dǎo)體棒電阻R=r,從b棒開始運(yùn)動(dòng)到a棒最終靜止的整個(gè)過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q,求彈簧最初的彈性勢(shì)能。13.(18分)(2020北京卷)某試驗(yàn)列車按照設(shè)定的直線運(yùn)動(dòng)模式,利用計(jì)算機(jī)控制制動(dòng)裝置,實(shí)現(xiàn)安全準(zhǔn)確地進(jìn)站停車。制動(dòng)裝置包括電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)兩部分。圖甲所示為該列車在進(jìn)站停車過程中設(shè)定的加速度大小a車隨速度v的變化曲線。甲乙(1)求列車速度從20m/s降至3m/s經(jīng)過的時(shí)間t及行進(jìn)的距離x。(2)有關(guān)列車電氣制動(dòng),可以借助圖乙模型來(lái)理解。圖中水平平行金屬導(dǎo)軌處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,回路中的電阻阻值為R,不計(jì)金屬棒MN及導(dǎo)軌的電阻。MN沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)的過程,對(duì)應(yīng)列車的電氣制動(dòng)過程,可假設(shè)MN棒運(yùn)動(dòng)的速度與列車的速度、棒的加速度與列車電氣制動(dòng)產(chǎn)生的加速度成正比。列車開始制動(dòng)時(shí),其速度和電氣制動(dòng)產(chǎn)生的加速度大小對(duì)應(yīng)圖甲中的P點(diǎn)。論證電氣制動(dòng)產(chǎn)生的加速度大小隨列車速度變化的關(guān)系,并在圖甲中畫出圖線。(3)制動(dòng)過程中,除機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)外,列車還會(huì)受到隨車速減小而減小的空氣阻力。分析說(shuō)明列車從100m/s減到3m/s的過程中,在哪個(gè)速度附近所需機(jī)械制動(dòng)最強(qiáng)?(注意:解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量,要在解題時(shí)做必要的說(shuō)明)參考答案單元質(zhì)檢十一電磁感應(yīng)1.A斷開S,線圈中電流要減小,會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),故只能緩慢減小,小球與電燈A構(gòu)成回路放電,故B立即熄滅,A閃亮一下后熄滅,故A正確,C錯(cuò)誤;開關(guān)S閉合的瞬間,兩燈同時(shí)獲得電壓,所以A、B同時(shí)發(fā)光;由于線圈的電阻可以忽略,燈A逐漸被短路,流過A燈的電流逐漸減小,B燈逐漸增大,則A燈變暗,B燈變亮,故B、D錯(cuò)誤。2.D當(dāng)ab棒剛開始運(yùn)動(dòng)瞬間,只有ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv0,故I=BLv02R,故A錯(cuò)誤;ab、cd水平方向合力為零,水平方向動(dòng)量守恒,有mv0=2mv共,求得ab、cd最終的速度為12v0,故B錯(cuò)誤,D正確;整個(gè)過程中回路中產(chǎn)生的熱量為Q=12mv023.C根據(jù)P=Fv可知,拉力大小為F=P由于功率不變,隨著速度的增大,拉力F減小,根據(jù)E=BLv金屬桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為逐漸增大,根據(jù)I=E電路中感應(yīng)電流逐漸增大,根據(jù)F安=BIL可知導(dǎo)體桿受到的安培力逐漸增大,根據(jù)牛頓第二定律得a=F加速度逐漸顯小,最后加速度為零,金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)。4.Dt=0時(shí)刻,穿過回路的磁通量大小為Φ=B0L2sinθ,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律可知,金屬棒ab中的感應(yīng)電流方向由b到a,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)E=ΔΦΔt=ΔBΔtL2sinθ,磁感應(yīng)強(qiáng)度從B0開始隨時(shí)間均勻減小,則ΔBΔt恒定不變,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變,則金屬棒ab中的感應(yīng)電流恒定不變,根據(jù)F=BIL5.D兩棒以相同的速度沿MN方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),回路的磁通量不斷增大,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針,故A錯(cuò)誤;設(shè)兩棒原來(lái)相距的距離為s,M'N'與MN的夾角為α?；芈分锌偟母袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLcdvBLabv=Bv·(LcdLab)=Bv·stanα=Bvstanα,保持不變,由于回路的電阻不斷增大,所以回路中的感應(yīng)電流不斷減小,故B錯(cuò)誤;回路中的熱功率為P=E2R,E不變,R增大,則P不斷減小,故C錯(cuò)誤;兩棒所受安培力的合力為F=BILcdBILab=BI·(LcdLab)=B·stanα,減小,其他量不變,所以F減小,故6.A根據(jù)楞次定律可判斷,磁通量向里增多,金屬框在勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,電流方向始終為逆時(shí)針方向,故CD錯(cuò)誤;由圖可知,金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中,經(jīng)過時(shí)間t0切割磁感線的等效長(zhǎng)度從0均勻增加到等于BJ連線長(zhǎng)度,經(jīng)過相等的時(shí)間t0,均勻減小到等于CI連線長(zhǎng)度,又經(jīng)過t0均勻增加到等于DH連線長(zhǎng)度,最后再經(jīng)過t0均勻減小到0,完全進(jìn)入磁場(chǎng),根據(jù)幾何關(guān)系可知長(zhǎng)度關(guān)系為BJ=DH=2CI,則根據(jù)i=B0lv0R7.CD由于封口機(jī)利用了電磁感應(yīng)原理,故封口材料必須是金屬類材料,而且電源必須是交流電,故A、B錯(cuò)誤;減小內(nèi)置線圈中所通過電流的頻率可以降低封口過程中產(chǎn)生的熱量,即控制溫度,故C正確;封口材料應(yīng)是金屬類材料,但對(duì)應(yīng)被封口的容器不能是金屬,否則會(huì)被熔化,故只能是玻璃、塑料等材質(zhì),D正確。8.BD圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)可等效看成無(wú)數(shù)軸向?qū)w切割磁感線,因此是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;根據(jù)右手安培定則,從上往下看,圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生由圓盤邊緣指向圓盤中心的電流,即圓盤中心電勢(shì)比邊緣高,故B正確;實(shí)驗(yàn)過程中,穿過圓盤的磁通量沒有發(fā)生變化,而是導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),故C錯(cuò)誤;從上往下看,圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生由圓盤邊緣指向圓盤中心的電流,則有電流沿a到b的方向流經(jīng)電阻R,故D正確。9.CD由右手定則判斷知感應(yīng)電流方向由P到M,故A錯(cuò)誤。根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)導(dǎo)體棒有TB2l對(duì)重物有mgT=ma,聯(lián)立得a=12gB則當(dāng)v=0即重物釋放的瞬間加速度最大且為12g,故B由上知,當(dāng)a=0時(shí)速度最大,且最大速度為vm=2mgRB2l該過程流過定值電阻的電荷量q=ΔΦR總=10.BD當(dāng)h減小時(shí),磁鐵進(jìn)入線圈的速度減小,導(dǎo)致線圈中磁通量的變化率減小,因此兩個(gè)峰值都會(huì)減小,且兩個(gè)峰值不可能相等,故A錯(cuò)誤,只減小螺線管匝數(shù),兩個(gè)峰值都減小,B正確;當(dāng)增大磁鐵的質(zhì)量,則磁鐵進(jìn)入線圈的速度增大,經(jīng)過相同的位移,所用時(shí)間減小,故C錯(cuò)誤;磁鐵進(jìn)入線圈過程中,線圈對(duì)磁鐵產(chǎn)生向上的排斥力,穿過線圈過程中線圈對(duì)磁鐵是向上的吸引力,增大滑動(dòng)變阻器的阻值,則線圈中的電流減小,線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱,則對(duì)磁鐵的作用力減小,所以磁鐵穿過線圈的時(shí)間減小,故D正確。11.答案(1)大線圈b(2)kI0kR2電流表Ⅰ解析(1)與電流計(jì)相連的是大線圈,在閉合開關(guān)瞬間,大線圈中磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流。閉合開關(guān)瞬間,電流增大,電流計(jì)的指針向右擺,閉合開關(guān)后,為使電流計(jì)的指針再向右擺,要求電流再增大,則回路中電阻需減小,所以應(yīng)將變阻器的滑動(dòng)片P向“b”移動(dòng)。(2)由閉合電路歐姆定律可知U+I(R2+r)=E變形可得U=(R2+r)I+E圖線斜率的絕對(duì)值為k,在橫軸上的截距為I0,則有k=R2+rEI兩式聯(lián)立可得E=kI0,r=kR2當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻取零時(shí),可求得回路中的最大電流Im=Er+R1+R2=32+10+5A比較電流表Ⅰ(0~200mA)和電流表Ⅱ(0~30mA),電流表Ⅱ量程較小,容易燒壞,故應(yīng)選擇電流表Ⅰ。12.答案(1)(R+2r(3)6Qmgdsinθ+9解析(1)b棒達(dá)到最大速度時(shí),設(shè)b桿中的電流為I,則有:mgsinθ=F安=B2IL切割感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=B2Lv閉合電路歐姆定律,I=E解得:v=((2)撤去外力后,a桿將做減幅振動(dòng),最大彈力出現(xiàn)在其靜止階段,此時(shí)b桿正處于勻速運(yùn)動(dòng)階段,故F彈=F'安=12B1解得:F彈=B(3)設(shè)b桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)期間,