1、2020新课标名师导学高考第一轮总复习同步测试卷物理(十)(电磁感应)【p403】时间：90分钟总分：100分一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分其中17为单项选择题，812题为多项选择题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)1在电磁感应现象中，下列说法正确的是(D)A穿过闭合电路(总电阻不变)的磁通量越大，电路中的感应电流也越大B穿过闭合电路(总电阻不变)的磁通量变化的越多，电路中的感应电流也越大C穿过电路(总电阻不变)的磁通量变化得越快，电路中的感应电流也越大D穿过电路(总电阻不变)的磁通量变化得越快，电路中的感应电动势也越大【解析】En，感应电动势与
2、磁通量的变化率成正比，只有闭合电路才会产生感应电流，D对2电磁炉采用感应电流(涡流)加热的原理，通过电子线路产生交变磁场，把铁锅放在炉面上时，在铁锅底部产生交变的电流它具有升温快、效率高、体积小、安全性好等优点下列关于电磁炉的说法中正确的是(A)A电磁炉面板可采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部B电磁炉面板可采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品C电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食品加热D不可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率【解析】电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的烹饪器具由高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成使用时，线圈中通入交变电流，线圈
3、周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁感线大部分通过金属锅体，在锅底中产生涡流，从而产生烹饪所需的热所以电磁炉发热部分需要用铁锅底部，而不能用陶瓷材料，面板可采用陶瓷材料，A正确，B、C、D错误3如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)(B)A向右匀速运动 B向左加速运动C向左匀速运动 D向右加速运动【解析】若要让N中产生顺时针的电流，M产生的磁场向里减小或向外增大，所以有以下两种情况：若垂直纸面向里的磁场减小，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒中电流由a到b减小，则导体棒向右减
4、速运动同理，垂直纸面向外的磁场增大，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向左加速运动，故B正确4如图所示，R是定值电阻，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的理想电感线圈，关于A、B亮度情况的说法不正确的是(B)AS闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭BS闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭CS闭合足够长时间后，B比S刚闭合时更亮，而A不发光DS闭合足够长时间再断开S后，B立即熄灭5如图所示，水平地面的上方有垂直相交的匀强电场和匀强磁场，E的方向竖直向下，B的方向水平向里水平方向的粗细均匀的直导线ab与B、E的方向都垂直让ab由静止释放，下列说法正确的是(D)Aab做自由落体运动，且a
5、b两端始终保持水平Bab向下运动加速度小于重力加速度，但ab两端始终保持水平Cab下落时发生了转动，a端先落地Dab下落时发生了转动，b端先落地【解析】直导线ab向下运动时做切割磁感线运动，根据右手定则，感应电动势向右，故b端带正电、a端带负电；电场强度向下，故a端受向上的电场力，b端受向下的电场力，故ab下落时发生了转动，b端先落地；故选D.6如图所示，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字形，并使上、下两圆半径相等如果环的电阻为R，则此过程中流过环的电荷量为(B)A. B. C0 D.【解析】由题意可知，将半径为r的金属圆环变成上、下半径相等的两
6、个圆，则有：r2r解得：r，再由面积公式Sr2，可知，面积变化为Sr22r2；由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，结合电量表达式qt，故选B.7如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B.正方形金属框abcd可绕光滑轴OO转动，边长为L，总电阻为R，ab边质量为m，其他三边质量不计，现将abcd拉至水平位置，并由静止释放，经时间t到达竖直位置，产生热量为Q，若重力加速度为g，则ab边在最低位置所受安培力大小等于(D)A. BBLC. D.【解析】ab向下运动的过程中减少的机械能等于线框中产生的焦耳热，则根据能量守恒定律得：mgLQmv2，则得：v，ab运动到竖直位置时，切割磁感线产生感
7、应电动势为：EBLv，线圈中感应电流为I，ab边在最低位置所受安培力大小为FBIL，联立解得F，故选项D正确8如图a所示，一闭合线圈固定在垂直于线圈平面的匀强磁场中，设向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向已知线圈中感应电流i随时间变化的图象如图b所示，则磁感应强度B随时间而变化的图象，可能是下列四个图中的(CD)【解析】由it图象可知，在00.5 s的时间内，闭合线圈内的感生电流与图示正方向相反，为逆时针那么由楞次定律和右手螺旋定则可知，匀强磁场B有两种可能：方向为正且增大；方向为负且减小选项B、C、D满足这一条件在0.51.5 s时间段和在2.53.5 s时间段，电流为正
8、，为顺时针方向那么由楞次定律和右手螺旋定则可知，匀强磁场B也有两种可能：方向为正且减小；方向为负且增大选项C、D满足这一条件在1.52.5 s时间段和在3.54.5 s时间段，电流为负，为逆时针方向那么由楞次定律和右手螺旋定则可知，匀强磁场B也有两种可能：方向为正且增大；方向为负且减小选项C、D满足这一条件综合得C、D选项正确9如图甲所示，光滑导体框架abcd水平放置，质量为m的导体棒PQ平行于bc放在ab、cd上，且正好卡在垂直于轨道平面的四枚光滑小钉之间回路总电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示(规定磁感强度方向向上为正)，则在
9、0t时间内，关于回路内的感应电流I及小钉对PQ的弹力FN，的说法正确的是(AD)AI的大小是恒定的 BI的方向是变化的CFN的大小是恒定的 DFN的方向是变化的【解析】图象的斜率没发生变化，因此I的方向和大小都不变，A正确，B错误，磁感应强度在大小均匀变化，则杆受的安培力大小变化，C错误；FN先向左再向右，D正确10如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速在圆盘减速过程中，以下说法正确的是(ABD)A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B所加磁场越强越易使圆盘停止转动C若所加磁场反向，圆盘将加速转动D若所加磁场穿过整个圆盘
10、，圆盘将匀速转动【解析】根据右手定则可判断靠近圆心处电势高，选项A正确；圆盘处在磁场中的部分转动切割磁感线，相当于电源，其他部分相当于外电路，根据左手定则，圆盘所受安培力与运动方向相反，磁场越强，安培力越大，故所加磁场越强越易使圆盘停止转动，选项B正确；磁场反向，安培力仍阻碍圆盘转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，整个圆盘相当于电源，不存在外电路，没有电流，所以圆盘不受安培力而匀速转动，选项D正确11如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则下列结论错误的
11、是(ACD)A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应电动势之比为91Ca、b线圈中感应电流之比为34Da、b线圈中电功率之比为31【解析】当磁感应强度变大时，由楞次定律知，线圈中感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则知，线圈内产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；由法拉第电磁感应定律ES 及SaSb91知，Ea9Eb，选项B正确；由R知两线圈的电阻关系为Ra3Rb，其感应电流之比为 IaIb31，选项C错误；两线圈的电功率之比为PaPbEaIaEbIb271，选项D错误12如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上，间距为L，空间存在着方向竖直向上的磁感应强度大
12、小为B的匀强磁场在导轨上放有两根质量分别为m和2m的金属棒ab、cd，两棒和导轨垂直且接触良好，有效电阻均为R，导轨电阻不计现给金属棒ab水平向左的瞬时冲量I0，同时给cd棒水平向右的瞬时冲量2I0，则在以后的运动过程中(BD)A通过ab棒的最大电流为Bcd棒的最大加速度为C最终两金属棒将静止在导轨上D整个过程中该系统产生的焦耳热为【解析】设两金属棒的初速度大小为v0，则v0，两棒刚开始运动时都会切割磁感线，产生感应电流，此时回路中的电流最大，Im，A错；cd棒受到的安培力最大FmBImL，加速度最大am，B对；此后两棒均做减速运动，由于两棒构成的系统在水平方向上不受外力，系统动量守恒，取向右
13、为正方向，设两棒最终共同的速度为v，则有2I0I03mv，解得v，即最终两棒以共同速度向右匀速运动，此时回路中的磁通量不变，回路中无感应电流，C错误；由能的转化与守恒定律知，该系统产生热量Q2mvmv3mv2，D正确二、计算题(本大题共4个小题，共52分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13(10分)如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝(图中未画出)，R14 、R28 (导轨其他部分电阻不计)导轨OACO的形状满足y2sin(单位：m)磁感应强度B0.2 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面一足够长的金属棒在水平外力F作用
14、下，以恒定的速率v5.0 m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻求：(1)外力F的最大值；(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率【解析】(1)金属棒切割磁感线的有效长度最大值为2 m，此时安培力最大当金属棒在O、C间运动时，R1、R2是并联在电路中的，其等效电路如图所示其并联电阻R并 .EmBymv2 VIm0.75 AFmBImym0.3 N(2)R1两端电压最大时，其功率最大Pm1 W14(12分)如图甲所示，边长L2.5 m、质量m0.5 kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强
15、度为B0.8 T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合在水平力F的作用下，线框由静止开始向左运动，经过5 s被拉出磁场区域，此过程中利用电流传感器测得线框中的电流强度I随时间t变化的图象如图乙所示则在这过程中：(1)求通过线框导线截面的电荷q和I与t的关系式；(2)求出线框的电阻R.【解析】(1)It图线与横轴所围的面积在数值上等于通过线框截面的电荷量q，即有：q0.55 C1.25 C由It图象可知，感应电流I与时间t成正比，有：Ikt0.1t (A)(2)由，BL2，qt联立得：q则电阻：R 4 .15(14分)如图所示，半径为a的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B0.2 T，磁场方
16、向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同圆心地放置，磁场与环面垂直，其中a0.4 m，b0.6 m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R20 ，一金属棒MN与金属环接触良好，棒的电阻为R10 ，环的电阻忽略不计那么：(1)若棒以v05 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时MN中的电动势和流过灯L1的电流；(2)撤去中间的金属棒MN，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为4 T/s，求灯L1的功率【解析】(1)棒滑过圆环直径OO的瞬时，MN中的电动势为E1B2av00.20.85 V0.8 V，等效电路如图甲所示，由闭合电路欧姆定律可知回路总电流为I A0.04
17、A流过灯L1的电流为I10.02 A.(2)撤去中间的金属棒MN，圆环中产生感应电动势，相当于电源，灯L1、L2为外电路，等效电路如图乙所示，感应电动势为E2a22 V，由闭合电路欧姆定律可知回路电流为I A0.05 A则灯L1的功率P1I2R5102 W.16(16分)如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、MN位于同一水平面上，两轨道之间的距离l0.50 m轨道的MM端接一阻值为R0.50 的定值电阻，直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度大小为B0.60 T的匀强磁场中，磁场区域右边界为NN、宽度d0.80 m；水平轨道的最右端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、NP平滑连接，两半
18、圆形轨道的半径均为R00.50 m现有一导体杆ab静止在距磁场的左边界s2.0 m 处，其质量m0.20 kg、电阻r0.10 .ab杆在与杆垂直的、大小为2.0 N的水平恒力F的作用下开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，杆穿过磁场区域后，沿半圆形轨道运动，结果恰好能通过半圆形轨道的最高位置PP.已知杆始终与轨道垂直，杆与直轨道之间的动摩擦因数0.10，轨道电阻忽略不计，取g10 m/s2.求：(1)导体杆刚进入磁场时，通过导体杆的电流的大小和方向；(2)在导体杆穿过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量；(3)在导体杆穿过磁场的过程中，整个电路产生的焦耳热【解析】(1)设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1由动能定理得(Fmg)smv0导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势为EBlv1此时通过导体杆的电流大小为I代入数据解得I3 A由右手定则可知，电流的方向为由b指向a.(2)Bld，qt联立解得q0.4 C.(3)由(1)可知，导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度v16.0 m/s设导体杆通过半圆形轨道的最高位置时的速度为v，则有mg在导体杆从刚进入磁场到滑至最高位置的过程中，由能量守恒定律有mvQmg2R0mv2mgd解得Q0.94 J.