备战2022年高考物理一轮复习单元训练金卷第十一单元电磁感应B卷含解析201909111208.doc

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1、第十一单元 注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、 (本题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第913题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1下列没有利

2、用涡流的是()A金属探测器 B变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯C用来冶炼合金钢的真空冶炼炉 D车站的安检门2如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根初速为零、质量均为m的导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路。一质量为M的条形磁铁从a处由静止下落，当下落到b处时，磁铁的速度为v0，两个导体棒的速度均为v。重力加速度设为g，a、b之间的高度为h，不计空气阻力，在磁铁自a到b的下落过程中，以下说法正确的是()A因为P、Q中的感应电流方向相反，故P、Q之间的安培力为斥力，P、Q将相互远离BP、Q受到的安培力竖直向下C回路中产生的热为D回路中的磁通量一直在增加3如图甲所示，水平地面上

3、有一边长为L的正方形ABCD区域，其下方埋有与地面平行的金属管线为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈P(穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场)在地面探测。如图乙所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端，将接地棒接到电源的另一端，这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线AC上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行)，线圈中没有感应电流将线圈P静置于B处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与射线BD成45°角时，线圈中感应电流消失。下列判断正确的是()A图乙中的电源为恒定直流电源B金属管线沿BD走向C金属管线的埋

4、覆深度为LD线圈P在D处，当它与地面的夹角为45°时，P中的感应电流可能最大4如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕O点沿以O为圆心、半径为r的光滑半圆形金属导轨在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B，A、O间接有阻值为R的定值电阻，导体杆和导轨的电阻不计，回路中的电功率为P，则()A外力的大小为2BrB外力的大小为BrC导体杆转动的角速度大小为D导体杆转动的角速度大小为5如图所示，在光滑的水平面上有一竖直向下的匀强磁场，该磁场分布在宽为L的区域内。现有一个边长为a(a<L)的正方形闭合导线圈以初速度v0垂直于磁场边界滑过磁场后，速度变为v

5、(v<v0)，则()A线圈完全进入磁场时的速度大于B线圈完全进入磁场时的速度等于C线圈完全进入磁场时的速度小于D以上情况A、B均有可能，而C是不可能的6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7如图，在水平桌面上放置两条相距l的平

6、行光滑导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连质量为m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动。整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B。导体棒的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态。现若从静止开始释放物块，用h表示物块下落的高度（物块不会触地），g表示重力加速度，其他电阻不计，则下列说法错误的是()A电阻R中的感应电流方向由a到cB物体下落的最大加速度为0.5gC若h足够大，物体下落的最大速度为D通过电阻R的电量为8如图所示，宽为L的平行金属导轨由光滑的倾斜部分和足够长的粗糙水平部分平滑

7、连接，右端接阻值为R的电阻c，矩形区域MNPQ内有竖直向上、大小为B的匀强磁场。在倾斜部分同一高度h处放置两根细金属棒a和b，由静止先后释放，a离开磁场时b恰好进入磁场，a在水平导轨上运动的总距离为s。a、b质量均为m，电阻均为R，与水平导轨间的动摩擦因数均为，与导轨始终垂直且接触良好。导轨电阻不计，重力加速度为g。则整个运动过程中()Aa棒中的电流方向不变Ba棒两端的最大电压为C电阻c消耗的电功率一直减小D电阻c产生的焦耳热为9如图所示，将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上，另一个金属环套在杆上且与线圈共轴当开关闭合瞬间，线圈中产生磁场，金属环就可被加速弹射出去。现在线圈左侧同一位置处先后放置形状

8、、大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成)，且铝的电阻率大于铜的电阻率，闭合开关S的瞬间，下列描述正确的是()A从左侧看，环中感应电流沿顺时针方向B线圈沿轴向有伸长的趋势C铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力D若金属环出现断裂，不会影响其向左弹射10某探究性学习小组研制了一种发电装置如图甲所示，图乙为其俯视图。将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h0.5 m、半径r0.2 m的圆柱体，其可绕固定轴OO逆时针(俯视)转动，角速度100 rad/s。设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B0.2 T、方向都垂直于圆柱体侧表面。紧靠圆柱体外侧固定一根长度与圆柱体高相

9、等、电阻为R10.5 的细金属杆ab，杆ab与轴OO平行。图丙中阻值R1.5 的电阻与理想电流表A串联后接在杆ab两端。下列说法正确的是()A电流表A的示数为1 AB杆ab产生感应电动势的最大值约为2.83 VC电阻R消耗的电功率为2 WD在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表A的总电荷量为零11如图所示，在边长为a的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的单匝正方形导线框EFGH正好与上述磁场区域的边界重合，导线框的电阻为R。现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内()A顺时针方向转动时，感应电流方向为EFGH

10、EB平均感应电动势大小等于C平均感应电动势大小等于D通过导线框横截面的电荷量为12(2019全国II卷)如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零，从PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图象可能正确的是()13(2019全国I卷)空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线

11、的电阻率为、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t0时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t0到tt1的时间间隔内()A圆环所受安培力的方向始终不变B圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C圆环中的感应电流大小为D圆环中的感应电动势大小为二、(本题共4小题，共48分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(10分)如图所示，两根半径r为1 m的圆弧轨道间距L也为1 m，其顶端a、b与圆心处等高，

12、轨道光滑且电阻不计，在其上端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于辐向磁场中，圆弧轨道所在处的磁感应强度大小均为B，且B0.5 T。将一根长度稍大于L、质量m为0.2 kg、电阻为R0的金属棒从轨道顶端ab处由静止释放。已知当金属棒到达如图所示的cd位置时，金属棒与轨道圆心的连线和水平面夹角为60°，金属棒的速度达到最大；当金属棒到达轨道底端ef时，对轨道的压力为3 N。g取10 m/s2。(1)当金属棒的速度最大时，求流经电阻R的电流大小和方向；(2)金属棒滑到轨道底端ef的整个过程中，流经电阻R的电荷量为0.1，则整个回路中的总电阻为多少？15(10分)两根足够长的平行导轨处在与水平

13、方向成37°的斜面上，导轨电阻不计，间距为L0.3 m，在斜面加有磁感应强度为B1 T方向垂直于导轨平面的匀强磁场，导轨两端各接一个阻值为R02 的电阻，一质量为m1 kg，电阻为r2 的金属棒横跨在平行轨道间。棒与轨道间动摩擦因数为0.5，金属棒以平行于轨道向上的初速度为v010 m/s上滑直至上升到最高点过程中，通过上端电阻电量为q0.1 C，求：(1)上升过程中棒发生的位移；(2)上端电阻R0产生的焦耳热。16(12分)如图甲所示，在水平面上固定宽为L1 m、足够长的光滑平行金属导轨，左端接有R0.5 的定值电阻，在垂直导轨且距导轨左端d2.5 m处有阻值r0.5 、质量m2

14、kg的光滑导体棒，导轨其余部分电阻不计。磁场垂直于导轨所在平面，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。第1 s内导体棒在拉力F作用下始终处于静止状态。1 s后，拉力F保持与第1 s末相同，导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，拉力F做功为W11.25 J。求：(1)第1 s末感应电流的大小；(2)第1 s末拉力的大小及方向；(3)1 s后导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热。17(16分)如图所示倾角为30°的平行金属轨道固定在水平面上，导轨的顶端接有定值电阻R，长度与导轨宽度相等的导体棒AB垂直于导轨放置，且保持与导轨有良好的接触。图中虚线1和2之间有垂直

15、导轨平面向上的匀强磁场。现给导体棒沿导轨向上的初速度，使导体棒穿过磁场区域后能继续向上运动到最高位置虚线3，然后沿导轨向下运动到底端。已知导体棒向上运动经过虚线1和2时的速度大小之比为21，导体棒沿导轨向下运动由虚线2到1做匀速直线运动，虚线2、3之间的距离为虚线1、2之间距离的2倍，整个运动过程中导体棒所受的摩擦阻力恒为导体棒重力的，除定值电阻外其余部分电阻均可忽略，求：(1)导体棒沿导轨向上运动经过虚线2的速度v1与沿导轨向下运动经过虚线2的速度v2的比值；(2)导体棒沿导轨向上运动刚经过虚线1和刚到达虚线2时的加速度大小之比；(3)导体棒沿导轨向上运动经过磁场与沿导轨向下运动经过磁场的过

16、程中，定值电阻R上产生的热量之比Q1Q2。3单元训练金卷·高三·物理(B)卷第十一单元 答 案一、 (本题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第913题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1【答案】B【解析】金属探测器和安检门都利用了涡流；用来冶炼合金钢的真空冶炼炉利用炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化；变压器的铁芯用互相绝缘的硅钢片叠压而成，是为了减小涡流，故B正确。2【答案】D【解析】磁铁靠近回路，回路磁通量增大，根据楞次定律，导体棒阻碍磁通量增加，所以面积会减小，所

17、以P、Q相互靠近，导体棒在安培力作用下运动，所以安培力沿水平方向，A、B错误；根据能量守恒有：，解得：，C错误；相互靠近过程中，回路磁感应强度增大，磁通量增大，D正确。3【答案】D【解析】如果是恒定直流电源，则线圈P中不可能有感应电流，选项A错误；线圈中没有感应电流，说明磁通量的变化率为零，即穿进与穿出的磁通量抵消，线圈P在直线AC上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行)，线圈中没有感应电流，说明金属管线沿AC走向，选项B错误；当线圈平面与射线BD成45°角时，线圈中感应电流消失，由几何关系知，金属管线的埋覆深度为L，选项C错误；线圈P在D处，如果它与地面夹角为45°(与

18、题中所述线圈平面与射线BD成45°角的情况下的平面垂直)时，线圈就与磁感线垂直，穿过P的磁通量最大，P中的感应电流就最大，选项D正确。4【答案】C【解析】设导体杆转动的角速度为，则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势EBr2，电流I，回路中的电功率PEI，设维持导体杆匀速转动的外力为F，则有PF，vr，联立解得FBr，选项C正确，选项A、B、D错误。5【答案】B【解析】设线圈电阻为R，完全进入磁场时的速度为vx.线圈在穿过磁场的过程中所受的合外力为安培力。对于线圈进入磁场的过程，根据动量定理可得FtBaBamvxmv0，对于线圈穿出磁场的过程，据动量定理可得FtBaBamvmvx，联

19、立可得vx，选项B正确。6【答案】C【解析】图甲中，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，所以断开开关S1之前，电路处于稳定状态时，流经L1的电流大于流经A1的电流，L1的电阻值小于A1的阻值，A、B选项错误；图乙中，闭合开关S2，最终完全相同的灯A2与A3的亮度相同，即最终A2与A3的电流相同，所以变阻器R与L2的电阻值相同，C选项正确；闭合S2瞬间，L2对电流有阻碍作用，L2中电流小于变阻器R中电流，D选项错误。7【答案】A【解析】从静止开始释放物块，导体棒切割磁感线产生感应电流，由右手定则可知，电阻R中的感应电流方向由c到a，故A错误；设导体棒所受的安培力大小为F，根据牛顿第二定律得：物块的

20、加速度，当F0，即刚释放导体棒时，a最大，最大值为，故B正确；物块和滑杆先做加速运动，后做匀速运动，此时速度最大，则有mgF，而FBIl，解得物体下落的最大速度为，故C正确；通过电阻R的电量，故D正确。8【答案】D【解析】当a棒进入磁场中做切割磁感线运动时，由右手定则可判断感应电流的方向为垂直纸面向外，当a棒离开磁场时b棒刚好进入磁场，同理可判断通过a棒的电流方向为垂直纸面向里，故通过a棒的电流方向会发生改变，故A错误；a棒从斜面静止释放过程中有：，解得进入水平轨道的速度大小为，a棒进入磁场后受到安培力和摩擦力的作用做减速运动，刚进入磁场时速度最大，最大感应电动势为，此时a棒作为等效电源，b棒

21、与电阻c并联，并联电阻大小为，则总电阻为，故a棒两端的最大电压为，故B错误；a棒进入磁场后做减速运动，根据可知，电流逐渐减小，故电阻c消耗的电功率由逐渐减小；当a棒离开磁场时b棒刚好进入磁场，此时b棒的速度与a棒刚进入磁场时的速度相等，则电阻c消耗的电功率仍由逐渐减小，故电阻c消耗的电功率并非一直减小，故C错误；由能量守恒定律可知，整个过程中产生的总热量为，且，其中，则电阻c产生的焦耳热为，故D正确。9【答案】AC【解析】线圈中通电瞬间，由安培定则可知，磁场方向向左，通过金属环的磁通量增加，从左侧看，环中有顺时针方向的感应电流，A正确；同向电流相互吸引，故线圈有收缩的趋势，B错误；因铜环的电阻

22、小，故铜环中感应电流大，受到的安培力大，C正确；若金属环出现断裂，就不能构成闭合回路，环中有感应电动势，但无感应电流，不受安培力作用，是不会被向左弹出的，D错误。10【答案】AD【解析】杆ab切割磁感线产生的最大感应电动势为EmBhv，又vr，解得Em2 V；因为B的大小及v的大小均不变，所以最大电动势的大小不变，且电动势的有效值EEm2 V，选项B错误；电流表A的示数为I A1 A，选项A正确；PRI2R12×1.5 W1.5 W，选项C错误；在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表A的平均电流为零，即流过电表A的总电荷量为零，选项D正确。11【答案】BD【解析】由于虚线位置是经过到达

23、的，若线框顺时针方向转动时，通过线框的磁通量是变小的，根据楞次定律，感应电流产生的磁场跟原磁场方向相同，即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据安培定则，我们可以判断出感应电流的方向为：EHGFE，故A错误；根据法拉第电磁感应定律得：平均感应电动势E，OCa，OAa，ABAC；根据几何关系找出有磁场穿过面积的变化S(32)a2，解得：E，故B正确，C错误；通过导线框横截面的电荷量qtt·，故D正确。12【答案】AD【解析】由于PQ进入磁场时加速度为零，若PQ出磁场时MN仍然没有进入磁场，则PQ出磁场后至MN进入磁场的这段时间，由于磁通量不变，无感应电流。由于PQ、MN同一位置释放

24、，故MN进入磁场时与PQ进入磁场时的速度相同，所以电流大小也应该相同，A正确、B错误；若PQ出磁场前MN已经进入磁场，由于磁通量不变，PQ、MN均加速运动，PQ出磁场后，MN由于加速故电流比PQ进入磁场时电流大，故C正确、D错误。13【答案】BC【解析】根据Bt图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向FA的方向在t0时刻发生变化，则A错误，B正确；由闭合电路欧姆定律得：，又根据法拉第电磁感应定律得：，又根据电阻定律得：，联立得：，则C正确，D错误。二、(本题共4小题，共48分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的

25、文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14【解析】(1)金属棒速度最大时，在轨道切线方向上所受合力为0，则有mgcosBIL (2分)解得I2 A，流经R的电流方向为aRb。(3分)(2)金属棒滑到轨道底端的整个过程中，穿过回路的磁通量变化量为BSB·L· (1分)平均电动势为 (1分)平均电流为 (1分)则流经电阻R的电荷量qt0.1 (1分)解得整个回路中的总电阻为RR02.5 。 (1分)15【解析】(1)金属棒上升到最高点的过程中，通过上端电阻的电量q0.1 C，即金属棒中通过的电量为2q，设金属棒中

26、的平均电流为： (2分)通过金属棒的电量为：t2q (2分)联立解得：smax2 m。 (2分)(2)上端电阻与下端电阻相等，并联后电阻为1 ，再与金属棒的电阻r2 串联，外电路产生的焦耳热为全电路焦耳热的，上端电阻产生的焦耳热Q又为外电路焦耳热的，设全电路产生的焦耳热为6Q。由能量守恒可知：mg(sincos)smax6Qmv (2分)解得：Q5 J。 (2分)16【解析】(1)01 s内，由图象得：0.8 T/s (1分)根据法拉第电磁感应定律：E2 V (1分)回路电流：I2 A。 (1分)(2)F安BIL1.6 N (1分)根据受力平衡，拉力F1.6 N，方向：水平向右 (2分)(3)

27、1 s后导体棒做变加速直线运动，当受力平衡速度达最大，B0.8 T，则由电磁感应定律：EBLv(1分)最终匀速运动时：FBIL (1分)代入数据得：I2 AI (1分)代入数据得：v2.5 m/s根据能量守恒定律：Wmv2QrQR (1分)代入数据得：QrQR5 J，1 (1分)联立解得：QR2.5 J。(1分)17【解析】(1)设虚线2、3之间的距离为x，导体棒由虚线2运动到虚线3的过程中，导体棒由虚线2运动到虚线3的过程中加速度大小为a1、导体棒由虚线3运动到虚线2的过程中加速度大小为a2，则由牛顿第二定律得：(1分)(1分)解得：，由，可得： (1分)由，可得 (1分)因此v1v21 (

28、1分)(2)设导体棒的长度为L，导体棒沿导轨向上运动经过虚线1时的速度为v0，加速度大小为a3，则此时的感应电动势E1BLv0 由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流此时导体棒所受安培力大小为F1BI1L，方向沿导轨向下 (1分)由牛顿第二定律得： (1分)由题意可知导体棒由虚线3刚回到虚线2时速度大小为v2，此时的感应电动势为E2BLv2回路中的电流此时导体棒所受安培力的大小为F2BI2L，方向沿导轨向上 (1分)由力的平衡条件可得：又因为v1v21，v0v121联立解得： (1分)设导体棒刚好到达虚线2时的加速度为a4，根据牛顿第二定律则有：解得： (1分)所以 (1分)(3)设虚线1和虚线2之间的距离为d，导体棒沿导轨向上穿过此区域时，由功能关系可知： (1分)导体棒由虚线2运动到虚线3的过程中，由功能关系可得： (1分)解得： (1分)导体棒由虚线2运动到虚线1的过程中，由功能关系可得：Q2W2F2d (1分)所以：Q1Q2101。(1分)