高考物理专题电磁学知识点之电磁感应分类汇编附答案.pdf
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1、高考物理专题电磁学知识点之电磁感应分类汇编附答案一、选择题1粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移动过程中线框的一边a、b 两点间电势差绝对值最大的是()ABCD2两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,如图所示,两板间有一个质量为m、电荷量 q 的油滴恰好处于静止,则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是A磁感应强度B 竖直向上且正增强,tdmgnqB磁感应强度B竖直
2、向下且正增强,tdmgnqC磁感应强度B 竖直向上且正减弱,t()dmg RrnqRD磁感应强度B竖直向下且正减弱,t()dmgr RrnqR3如图所示为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下。一飞机在北半球的上空以速度v 水平飞行,飞机机身长为a,翼展为b;该空间地磁场磁感应强度的水平分量为 B1,竖直分量为B2;驾驶员左侧机翼的端点用A 表示,右侧机翼的端点用B 表示,用E表示飞机产生的感应电动势,则AE=B2vb,且 A 点电势高于B点电势BE=B1vb,且 A点电势高于B 点电势CE=B2vb,且 A 点电势低于B 点电势DE=B1vb,且 A 点电势低于B 点电势4在倾角
3、为的两平行光滑长直金属导轨的下端,接有一电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计,有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直,方向垂直于导轨面向上。质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着导轨面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,上升高度为h,如图所示,则在此过程中()A恒力F在数值上等于mgsinB恒力F对金属棒ab所做的功等于mghC恒力 F 与重力的合力对金属棒ab所做的功等于电阻R上释放的焦耳热D恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于零5如图所示,A、B是相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是()A闭合开关S瞬间,A、B 灯同时亮,且达到正常B闭合开关S瞬间,A
4、灯比 B 灯先亮,最后一样亮C断开开关S瞬间,P 点电势比 Q 点电势低D断开开关S瞬间,通过A 灯的电流方向向左6如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值,在0t时刻闭合开关S,经过一段时间后,在1tt时刻断开S,下列表示灯D中的电流(规定电流方向AB为正)随时间t变化的图像中,正确的是()ABCD7如图所示,abcd是边长为L,每边电阻均相同的正方形导体框,今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动,并穿过倾角为45的三角形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。线框b点在O位置时开始计时,则在2Ltv时间内,a、b两点的电势差U随
5、时间t的变化图线为()ABCD8一个简易的电磁弹射玩具如图所示,线圈、铁芯组合充当炮筒,硬币充当子弹。现将一个金属硬币放在铁芯上(金属硬币半径略大于铁芯半径),电容器刚开始时处于无电状态,先将开关拨向1,电容器充电,再将开关由1 拨向 2 瞬间,硬币将向上飞出。则下列说法正确的是()A当开关拨向1 时,电容器上板带负电B当开关由1 拨向 2 时,线圈内磁感线方向向上C当开关由1 拨向 2 瞬间,铁芯中的磁通量减小D当开关由1 拨向 2 瞬间,硬币中会产生向上的感应磁场9如图甲所示,竖直长直导线与其右侧固定的矩形线框位于同一平面内,通过长直导线中的电流 i 随时间 t 变化的规律如图乙所示(取向
6、下为电流正方向),关于线框中的感应电流及线框受到的安培力,下列说法正确的是()A0 4T时间内感应电流沿逆时针方向B在2Tt时线框中的电流改变方向C344TT时间内线框中的感应电流大小不变 D344TT时间内线框受到的安培力方向保持不变10 有一种自行车,它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机,其原理示意图如图甲所示,图中 N,S是一对固定的磁极,磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈,转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮如图乙所示,当车轮转动时,因摩擦而带动摩擦轮转动,从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电关于此装置,下列说法正确的是()A自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B小
7、灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C知道摩擦轮与后轮的半径,就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D线圈匝数越多,穿过线圈的磁通量的变化率越大11 物理课上老师做了这样一个实验,将一平整且厚度均匀的铜板固定在绝缘支架上,将一质量为 m 的永磁体放置在铜板的上端,t=0 时刻给永磁体一沿斜面向下的瞬时冲量,永磁体将沿斜面向下运动,如图甲所示。若永磁体下滑过程中所受的摩擦力f 大小不变,且sinfmg(式中 为铜板与水平面的夹角)。取地面为重力势能的零势面。则图乙中关于永磁体下滑过程中速率v、动能 Ek、重力势能Ep、机械能 E 随时间 t 变化的图像一定错误的是ABCD12 如图所示,A 和
8、B 是电阻为 R 的电灯,L 是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B 亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中,正确的是()AB 灯逐渐熄灭BA灯将比原来更亮一些后再熄灭C有电流通过B 灯,方向为cdD有电流通过A灯,方向为ba13 如图所示,一个圆形线圈的匝数为N,半径为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在 t 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为()A2NBatB22NBatC2BatD22Bat14 如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。如果在磁铁的下端的水平桌面上放一个固定
9、的闭合线圈,并使磁极上下振动。磁铁在向下运动的过程中,下列说法正确的A线圈给它的磁场力始终向上B线圈给它的磁场力先向上再向下C线圈给它的磁场力始终向下D线圈给它的磁场力先向下再向上15 无线充电技术已经被应用于多个领域,其充电线圈内磁场与轴线平行,如图甲所示;磁感应强度随时间按正弦规律变化,如图乙所示。则()A2Tt时,线圈产生的电动势最大B2Tt时,线圈内的磁通量最大C0 4T过程中,线圈产生的电动势增大D34TT过程中,线圈内的磁通量增大16 如图所示,一个边长为2L 的等腰直角三角形ABC 区域内,有垂直纸面向里的匀强磁场,其左侧有一个用金属丝制成的边长为L 的正方形线框abcd,线框以
10、水平速度v 匀速通过整个匀强磁场区域,设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中,线框中感应电流 i 随时间 t 变化的规律正确的是ABCD17 航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环,铝环和铜环的形状、大小相同,已知铜的电阻率较小,则合上开关S的瞬间()A两个金属环都向左运动B两个金属环都向右运动C从左侧向右看,铝环中感应电流沿顺时针方向D铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力18 如图所示,一个闭合导体圆环固定在水平桌面上,一根条形磁铁沿圆环的轴线运动,使圆环内产生了感应电流下列四幅图中,产生的感应电流方向与条形磁铁
11、的运动情况相吻合的是()ABCD19 如图所示,在光滑水平面上,有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd t=0 时刻,线框在水平外力的作用下,从静止开始向右做匀加速直线运动,bc 边刚进入磁场的时刻为 t1,ad边刚进入磁场的时刻为t2,设线框中产生的感应电流的大小为i,ad 边两端电压大小为 U,水平拉力大小为F,则下列i、U、F 随运动时间t 变化关系图像正确的是ABCD20 如图所示,竖直放置的矩形导线框MNPQ 边长分别为L 和 2L,M、N 间连接水平的平行板电容器,两极板间距为d,虚线为线框中轴线,虚线右侧有垂直线框平面向里的匀强磁场。两极板间有一质量为m、电荷量为q 的带负电
12、油滴恰好处于平衡状态,已知重力加速度为 g,则下列磁场磁感应强度大小B 的变化情况及其变化率分别是()A正在减小,22BmgdtqLB正在减小,2BmgdtqLC正在增强,22BmgdtqLD正在增强,2BmgdtqL21 如图所示,正方形线框abcd 的边长为l,向右通过宽为L 的匀强磁场,且lL,则在线框通过磁场的过程中,线框中的感应电流 ()A一直为顺时针方向B一直为逆时针方向C先为逆时针方向,中间无感应电流,后为顺时针方向D先为顺时针方向,中间无感应电流,后为逆时针方向22 如图所示,光滑导轨M、N 水平固定放置,两根导体棒P、Q 平行放于导轨上,形成一个闭合电路。当一条形磁铁从上方下
13、落(未到达导轨平面)的过程中,导体棒P、Q 的运动情况是()AP、Q 互相靠拢BP、Q 互相远离CP、Q 均静止D因磁铁极性不明,无法确定23 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,在00.01s 内穿过线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示,则0D 过程中()A在 O 时刻,线圈平面通过中性面B在 O 时刻,穿过线圈的磁通量的变化率为零C在D时刻,线圈中产生的感应电动势最大DO 至 D 时间内线圈中的平均感应电动势为0.4V24 如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向内一个三角形闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)取线框刚到达磁场边界的时刻为计
14、时起点(t=0),规定逆时针方向为电流的正方向,则图中能正确反映线框中电流号时间关系的是()ABCD25 如图甲所示,光滑的平行金属导轨(足够长)固定在水平面内,导轨间距为l=20cm,左端接有阻值为 R=1 的电阻,放在轨道上静止的一导体杆MN 与两轨道垂直,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B=0.5T.导体杆受到沿轨道方向的拉力F 做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图2所示。导体杆及两轨道的电阻均可忽略不计,导体杆在运动过程中始终与轨道垂直且两端与轨道保持良好接触,则导体杆的加速度大小和质量分别为()A10 m/s2,0.5 kgB10 m/s2,0.1 kgC
15、20 m/s2,0.5 kgDD 20 m/s2,0.1 kg【参考答案】*试卷处理标记,请不要删除一、选择题1C 解析:C【解析】【详解】磁场中切割磁感线的边相当于电源,外电路由三个相同电阻串联形成,ABD 图中 a、b 两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压为:,C 图中 a、b两点间电势差为路端电压为:,所以 a、b两点间电势差绝对值最大的是C 图所示。故选:C。2C 解析:C【解析】【分析】【详解】依题意电荷量+q 的油滴恰好静止金属板间,受到的电场力与重力平衡,由平衡条件得知,油滴受到的电场力竖直向上,则金属板上板带负电,下板带正电A、C、若磁感应强度B 竖直向上,B 正在增强时,根
16、据楞次定律得知,线圈中产生的感应电动势是下负上正,金属板下板带负电,上板带正电,油滴不能平衡,则磁感应强度B竖直向上且 B 正在减弱时,油滴能保持平衡根据法拉第电磁感应定律得:Ent金属板间的电压为RUERr要使油滴平衡,则有Uqmgd联立三式可得:dmgRrtnqR,故 A 错误,C 正确B、D、同理可得,磁感应强度B 竖直向下且正增强时,满足dmgRrtnqR,油滴也能保持静止,故B 错误,D 错误故选 C【点睛】本题是电磁感应与电路、电场、力学等知识的综合应用对于电磁感应问题,要楞次定律判断感应电动势、法拉第定律研究感应电动势大小是常用的思路3A 解析:A【解析】【详解】飞机水平飞行机翼
17、切割磁场竖直分量,由导体棒切割磁感线公式EBLv 可知,飞机产生的感应电动势2EB bv由右手定则可知,在北半球,不论沿何方向水平飞行,都是飞机的左方机翼电势高,右方机翼电势低A.E=B2vb,且 A 点电势高于B 点电势与分析相符,故A 项与题意相符;B.E=B1vb,且 A 点电势高于B 点电势与分析不相符,故B 项与题意不相符;C.E=B2vb,且 A 点电势低于B 点电势与分析不相符,故C 项与题意不相符;D.E=B1vb,且 A 点电势低于B 点电势与分析不相符,故D 项与题意不相符4C 解析:C【解析】【分析】【详解】因为导体棒匀速,拉力F 等于安培力与重力沿斜面向下的分力之和,A
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