2020届高考物理一轮复习精品同步练习：第十二章电磁感应章末质量检测.pdf

2020 届高考物理一轮复习精品同步练习：第十二章电磁感应章末质量检测(时刻 60 分钟，总分值100 分)一、选择题(此题共 10 小题，每题5 分，共 50 分)1现代生活中常用到一些电气用品与装置，它们在没有直截了当与电源连接下，可利用电磁 感 应 产 生 的 电 流 发 挥 功 能 以 下 有 关 电 磁 感 应 的 表 达，正 确 的 选 项 是()A电磁感应现象是丹麦科学家厄司特最先发觉的B发电机能够利用电磁感应原理将力学能转换为电能C电气用品中引起电磁感应的电源电路，使用的是稳固的直流电D日光灯的镇流器的工作原理是电磁感应中的自感解析：电磁感应现象最先是由英国的法拉第发觉的，厄司特即奥斯特那么是电流磁效应的发觉者，A 错误发电机是转子在磁场中转动时切割磁感线产生感应电流，从能量的观点看是转子克服安培力做功将机械能即力学能转变为电能，B 正确由电磁感应现象产生的条件可知，磁通量变化才能产生感应电流，那么引起电磁感应的电源电路应为交流电，C错误镇流器是利用电磁感应工作的，故D 正确答案：BD 2MN、GH 为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd 为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH 所在的平面，如图1 所示，那么()图 1 A假设固定ab，使 cd 向右滑动，那么abdc 回路有电流，电流方向由abdcB 假设 ab、cd 以相同的速度一起向右滑动，那么 abdc 回路有电流，电流方向由cdbaC假设 ab 向左、cd 向右同时运动，那么abdc 回路电流为零D假设ab、cd 都向右运动，且两棒速度vcdvab，那么abdc 回路有电流，电流方向由cdba解析：由右手定那么可判定出A 应产生顺时针的电流，故A 错假设ab、cd 同向且速度大小相同，ab、cd 所围的线圈面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故B 错假设ab 向左，cd 向右，那么 abdc 中有顺时针的电流，故 C 错假设 ab、cd 向右运动，但 vcdvab，那么 abdc 所围面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判定出产生由c 到 d的电流，故D 正确答案：D 3(2018 宁夏理综)大夫做某些专门手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a 和 b 以及一对磁极N 和 S 构成，磁极间的磁场是平均的使用时，两电极 a、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图2 所示由于血液中的正、负离子随血液一起在磁场中运动，电极a、b 之间会有微小电势差在达到平稳时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 V，磁感应强度的大小为0.040 T那么血流速度的近似值和电极 a、b 的正负为()图 2 A1.3 m/s，a 正、b 负B2.7 m/s，a 正、b 负C1.3 m/s，a 负、b 正D2.7 m/s，a 负、b 正解析：由于正、负离子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动，利用左手定那么能够判定：a电极带正电，b 电极带负电 依照离子所受的电场力和洛伦兹力的合力为零，即 qvBqE得 vEBUBd1.3 m/s.应选 A.答案：A 4如图 3 甲所示，A、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A 线圈中通过如图3 乙所示的电流I，那么()图 3 A在 t1到 t2时刻内 A、B 两线圈相吸引B在 t2到 t3时刻内 A、B 两线圈相排斥Ct1时刻两线圈作用力为零Dt2时刻两线圈作用力最大解析：t1到 t2时刻内，A 中电流减小，依照减同，B 中会产生与A 方向相同的感应电流，同向电流相互吸引；t2到 t3时刻内，依照 增反，B 中感应电流与A 中电流方向相反，反向电流相互排斥；t1时刻，IA最大，但 IA t为零，IB0，t2时刻 IA0，尽管现在IB最大，但相互作用力仍旧为零选项A、B、C 正确答案：ABC 5某输电线路横穿公路时，要在地下埋线通过，为了爱护线路不至于被压坏，预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过电线穿管的方案有两种，甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分不从两根钢管中穿过，乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过，假如输电导线输送的电流专门强大，那么，以下讲法正确的选项是()图 4 A不管输送的电流是恒定电流依旧交变电流，甲、乙两方案差不多上可行的B假设输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案差不多上可行的C假设输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的D假设输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的解析：输电线周围存在磁场，交变电流产生变化的磁场，可在金属管中产生涡流，当输电线上电流专门大时，强大的涡流有可能将金属管融解，造成事故，确实是达不到金属管融解造成事故的程度，能量缺失也是不可幸免的，因此甲方案是不可行的在乙方案中，两条电线中的电流方向相反，产生的磁场互相抵消，金属管中可不能产生涡流是可行的，此题类似于课本中提到的双线并绕 综上所述，选项B、C 正确答案：BC 6如图 5 所示，金属棒ab 置于水平放置的光滑框架cdef 上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab 棒斜向下从某时刻开始磁感应强度平均减小，同图 5 时施加一个水平外力F 使金属棒ab 保持静止，那么F()A方向向右，且为恒力B方向向右，且为变力C方向向左，且为变力D方向向左，且为恒力解析：依照楞次定律，B 减小时，磁通量减小，为阻碍 减小，ab 产生向右运动的趋势，故外力方向向左再依照电磁感应定律，E t BS t，B 平均减小，故 B t不变，E不变，I 不变 F安BIL 平均减小，故F 为变力 C 项正确答案：C 7两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接，如图6 所示，两板间图 6 有一个质量为m、电荷量 q 的油滴恰好处于静止，那么线圈中的磁感应强度B 的变化情形和磁通量的变化率分不是()A磁感应强度B 竖直向上且正增强，tdmgnqB磁感应强度B 竖直向下且正增强，tdmgnqC磁感应强度B 竖直向上且正减弱，tdmg RrnqD磁感应强度B 竖直向下且正减弱，tdmgr Rrnq解析：由平稳条件知，下金属板带正电，故电流应从线圈下端流出，由楞次定律能够判定磁感应强度B 竖直向上且正减弱或竖直向下且正增强，A、D 错误；因 mgqUd，UERrR，En t，联立可求得 tdmg R rnqR，故只有C 项正确答案：C 8如图 7 所示，平行于y 轴的导体棒以速度v 向右做匀速直线运动，通过半径为R、磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E 与导体棒位置x 关系的图象是图8 中的()图 7 图 8 解析：如下图，当导体棒运动到图示位置时，其坐标值为x，那么导体棒切割磁感线的有效长度为：2R2 R x2，因此 EBv 2R2 R x2即 E2Bv2Rxx2，因此对比上述图象，只有选项A 正确答案：A 9如图 9(a)、(b)所示，R 和自感线圈L 的电阻都专门小，接通K，使电路达到稳固，灯泡S发光，以下讲法正确的选项是()图 9 A在电路(a)中，断开K，S将慢慢变暗B在电路(a)中，断开K，S将先变得更亮，然后慢慢变暗C在电路(b)中，断开K，S将慢慢变暗D在电路(b)中，断开K，S将先变得更亮，然后慢慢变暗解析：关于图(a)所示电路，令 I1和 I2分不是 K 接通后线圈、灯泡支路和电阻R 支路的稳态电流值，设灯泡的电阻为RS，线圈的电阻为RL，由欧姆定律有I1ERSRL，I2ER.考虑到 R 与线圈的电阻RL都专门小，那么I1远远小于I2.当 K 断开的瞬时，L 支路电流I1不能突变，而 R 支路的电流I2能够突变，即由方向向右的I2突变为向左的I1.因此断开K后，S将慢慢变暗A 正确关于图(b)所示电路，令I1和 I2为 K 接通后线圈支路和电阻R、灯泡 S 支路的稳态电流值，同理有I1ERL，I2ERSR.考虑到 RL专门小，I1 远远大于 I2.当 K 断开的瞬时，L 支路的电流I1不能突变，而R、S支路的电流I2能够突变，即由方向向右的I2突变为向左的I1.在 K 断开后再一次达到稳态时，各支路的电流为零因此断开K后，S将先变得更亮，然后慢慢变暗应选项D 正确答案：AD 10如图 10 所示，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在图 10 竖直面内，不计空气阻力，那么()A上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功B上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率解析：线圈上升过程中，加速度增大且在减速，下降过程中，运动情形比较复杂，有加速、减速或匀速等，把上升过程看做反向的加速，能够比较在运动到同一位置时，线圈速度都比下降过程中相应的速度要大，能够得到结论：上升过程中克服安培力做功多；上升过程时刻短，故正确选项为A、C.答案：AC 二、运算题(此题共 4 小题，共 50 分)11(11 分)如图 11所示，在磁感应强度为0.4 T 的匀强磁场中，让长为0.5 m、电阻为0.1 的导体棒ab 在金属框上以10 m/s 的速度向右匀速滑动，电阻R16 ，R24 ，其他导线上的电阻可忽略不计求：(1)ab 棒中的电流大小与方向；图 11(2)为使 ab 棒匀速运动，外力的机械功率；(3)ab 棒中转化成电能的功率，并比较机械功率与转化功率是否相等解析：(1)由右手定那么能够判定，电流方向baEBlv2 V R总R1R2R1R2r2.5 IER总 0.8 A(2)P FvBIl v 1.6 W(3)P I2R总1.6 W，P机P电答案：(1)0.8 Ab a(2)1.6 W(3)1.6 W相等12(12 分)如图 12 所示，MN、PQ 为相距 L0.2 m 的光滑平行导轨，导轨平面与水平面夹角为 30，导轨处于磁感应强度为B1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，在两导轨的M、P 两端接有一电阻为R2 的定值电阻，回路其余电阻不计一质量为m0.2 kg 的导图 12 体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好今平行于导轨对导体棒施加一作用力F，使导体棒从ab 位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端，滑动过程中导体棒始终垂直于导轨，加速度大小为a4 m/s2，经时刻t1 s滑到 cd 位置，从 ab 到 cd 过程中电阻发热为 Q0.1 J，g 取 10 m/s2.求：(1)到达 cd 位置时，对导体棒施加的作用力；(2)导体棒从ab 滑到 cd 过程中作用力F 所做的功解析：(1)导体棒在cd 处速度为：v at4 m/s 切割磁感线产生的电动势为：EBLv0.8 V 回路感应电流为：IER0.4 A 导体棒在cd 处受安培力：F安BIL 0.08 N 平行导轨向下为正方向：mgsin FF安ma解得：F 0.12 N 对导体棒施加的作用力大小为0.12 N，方向平行导轨平面向上(2)ab 到 cd 的距离：x12at22 m 依照功能关系：mgxsin WF Q12mv20 解得：WF 0.3 J.答案：(1)0.12 N方向平行导轨平面向上(2)0.3 J 13(13 分)(2018 枣庄模拟)如图 13 甲所示，相距为L 的光滑足够长平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，OO为磁场边界，磁感应强度为B，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计在距OO为 L 处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab.假设 ab 杆在恒力作用下由静止开始向右运动，其 v s的关系图象如图乙所示，求：图 13(1)金属杆 ab 在穿过磁场的过程中感应电流的方向如何？(2)在整个过程中电阻R 上产生的电热Q1是多少？(3)ab 杆在离开磁场前瞬时的加速度为多少？解析：(1)由右手定那么可知，杆中电流方向为由b 到 a.(2)ab 杆在位移L 到 3L 的过程中，由动能定理得：F(3LL)12m(v22v21)ab 杆在磁场中发生L 位移过程中，恒力F 做的功等于ab 杆增加的动能和回路产生的电能(即电阻 R 上产生的电热Q1)，由能量守恒定律得：FL 12mv21Q1 联立 解得：Q1m v223v214(3)ab 杆在离开磁场前瞬时，水平方向上受安培力F安和外力 F 作用，设加速度为a，那么 F安BIL IBLv1RaFF安m由 联立解得：av22v214LB2L2v1mR答案：(1)由 b 到 a(2)m v223v214(3)v22v214LB2L2v1mR14(14 分)一个质量为m、直径为d、电阻为R 的金属圆环，在范畴足够大的磁场中竖直向下下落，磁场的分布情形如图14 所示磁感应强度竖直方向重量By的大小只随高度y变化，其随高度y 变化关系为ByB0(1ky)(此处 k 为比例常数，且k0)，其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平，速度越来越大，最终稳固为某一数值，称为收尾速度求：图 14(1)圆环中感应电流的方向；(2)圆环收尾速度的大小解析：(1)依照楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针(俯视观看)(2)圆环下落高度为y 时的磁通量为 BSBd24 B0(1ky)d24设收尾速度为vm，以此速度运动 t 时刻内磁通量的变化为 BS B0kd24vm t依照法拉第电磁感应定律有E tB0kd24vm圆环中感应电流的电功率为PEE2R重力做功的功率为PGmgvm依照能量守恒定律有PEPG解得 vm16mgR2k2B20d4.答案：(1)顺时针(俯视)(2)16mgR2k2B20d4