2020屆新課標(biāo)高考物理二輪沖刺練習(xí)：電磁感應(yīng)(解析版)

1、2020 屆新課標(biāo)高考物理二輪沖刺練習(xí)：電磁感應(yīng)(含答案)* 電磁感應(yīng) *一、選擇題1、在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)電流的是 ()A 將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C 將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接， 往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化解析：選D.產(chǎn)生感應(yīng)電流必須滿足的條件：電路閉合；穿過閉合電路的磁通量要發(fā)生變化選項 A 、 B 電路閉合，

2、但磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項 A 、 B 不能觀察到電流表的變化； 選項 C 滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件， 也能產(chǎn)生感應(yīng)電流， 但是等我們從一個房間到另一個房間后， 電流表中已沒有電流， 故選項 C 也不能觀察到電流表的變化；選項D 滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，可以觀察到電流表的變化，所以選 D 2、 如圖所示， 條形磁鐵以速度v 向螺線管靠近， 下面幾種說法中正確的是()A.螺線管中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流B.螺線管中會產(chǎn)生感應(yīng)電流C.只有磁鐵速度足夠大時，螺線管中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流D.只有在磁鐵的磁性足夠強時，螺線管中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流B 當(dāng)條形磁鐵以速度v向螺線管靠近，穿過螺線管的

3、磁通量增大，則螺線管中 會產(chǎn)生感應(yīng)電流，與磁鐵的速度、磁鐵的磁性強弱無關(guān)，故 B正確。3、如圖所示，邊長為L的正方形金屬框abcd在豎直平面內(nèi)下落，ab邊以速度v 進(jìn)入下方的磁感應(yīng)強度大小為 B,方向垂直紙面向里的勻強磁場，則金屬框進(jìn)入 磁場時，ab邊兩端的電勢差Uab；A;( )A. BLvB. 1BLv C. 3BLvD. -1BLv444解析：選C.金屬框ab邊進(jìn)入磁場時，E=BLv, ab邊可等效為電源，具兩端電壓為路端電壓U = R 34R=3BLv, C項正確.4、將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A.感應(yīng)電動勢的大小

4、與線圈的匝數(shù)無關(guān)B.穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同C 由法拉第電磁感應(yīng)定律E=n口，感應(yīng)電動勢的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，A 錯誤；感應(yīng)電動勢正比于 苦 與磁通量的大小無直接關(guān)系，B錯誤，C正確；根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯誤。5、如圖所示是兩個互連的金屬圓環(huán)，小金屬環(huán)的電阻是大金屬環(huán)電阻的二分之 一，磁場垂直穿過大金屬環(huán)所在區(qū)域.當(dāng)磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化時， 在大環(huán) 內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,則a b兩點間的電勢差為（）1 1八 2A. 2EB.

5、 3EC. 3E D. E， 1 一解析：選B. a、b間的電勢差等于路端電壓，而小環(huán)電阻占電路總電阻的 ",故3Uab= E , B 正確. 36、（多選）如圖所示，水平面上固定一個頂角為 60°的光滑金屬導(dǎo)軌MON,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度大小為B,方向豎直向下的勻強磁場中。質(zhì)量為 m的導(dǎo)體棒CD與/MON的角平分線垂直，導(dǎo)軌與棒單位長度的電阻均為 r。t=0時刻，棒CD在水平外力F的作用下從O點以恒定速度vo沿/MON的角平分線向右滑動, 在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。若棒與導(dǎo)軌均足夠長，則 （）、，Bv0A .流過導(dǎo)體棒的電流I始終為Bv orB. F隨時間t的變化

6、關(guān)系為F= 29B V0tC. to時刻導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率為2哽V0t027r，八，19D.撤去F后，導(dǎo)體棒上能產(chǎn)生的焦耳熱為2mv0ABC 導(dǎo)體棒的有效切割長度L = 2vottan 30°,感應(yīng)電動勢E=BLv。，回路的總電阻R= 2vottan 30 -f三* r,聯(lián)立可得通過導(dǎo)體棒的電流1=整，選 COS 30R 3r項A正確；導(dǎo)體棒受力平衡，則外力F與安培力平衡，即5=81,得5 =部9瞥t,選項B正確；to時刻導(dǎo)體棒的電阻為Rx=2vototan 30 r,則導(dǎo)體棒的發(fā)熱功2 ,3B2v0率P棒=|2Rx= Y27r t0,選項C正確；從撤去F到導(dǎo)體棒停下的過程，根據(jù)能11

7、 C重守恒止律有Q棒+Q軌= mv0 0,得導(dǎo)體棒上能廣生的焦耳熱 Q棒= 2mv0Q1軌2mv0,選項D錯誤。【變式11試推導(dǎo)出回路中的熱功率 P隨時間變化的關(guān)系式，并畫出圖象。提示：回路中熱功率p=i2r,回路中電流1=郎為定值，R= tan 30 嬴130 2v0tr,可得p=TB*,圖象如圖甲所示?！咀兪?】 試推導(dǎo)出回路中產(chǎn)生的焦耳熱 Q隨時間變化的關(guān)系式，并畫出圖象 提示：中P-t圖線與t軸所圍面積表示回路中產(chǎn)生的焦耳熱 Q,則 Q=1Pt='3B"3t2。圖象如圖乙、內(nèi)所示。2 9r7、(多選)如圖所示，豎直放置的“”形光滑導(dǎo)軌寬為L,矩形勻強磁場I、R的高和間

8、距均為 d,磁感應(yīng)強度為Bo 質(zhì)量為m的水平金屬桿由靜止釋放，進(jìn)入磁場I和II時的速度相等。金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為R,與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計，重力加速度為 go金屬桿 ()A.剛進(jìn)入磁場I時加速度方向豎直向下B.穿過磁場I的時間大于在兩磁場之間的運動時間C.穿過兩磁場產(chǎn)生的總熱量為4mgdm2gR2D.釋放時距磁場I上邊界的高度 h可能小于mgR4BC 根據(jù)題述，由金屬桿進(jìn)入磁場I和進(jìn)入磁場II時速度相等可知，金屬桿在磁場I中做減速運動，所以金屬桿剛進(jìn)入磁場I時加速度方向豎直向上，選項A錯誤；由于金屬桿進(jìn)入磁場I后做加速度逐漸減小的減速運動，而在兩磁場之間做勻加速運動，所以穿過磁場I的時

9、間大于在兩磁場之間的運動時間，選項 B 正確；根據(jù)能量守恒定律，金屬桿從剛進(jìn)入磁場I到剛進(jìn)入磁場n過程動能變化 量為0,重力做功為2mgd,則金屬桿穿過磁場I產(chǎn)生的熱量 Qi = 2mgd,而金屬 桿在兩磁場區(qū)域的運動情況相同， 產(chǎn)生的熱量相等，所以金屬桿穿過兩磁場產(chǎn)生 的總熱量為Q2 = 2X2mgd=4mgd,選項C正確；金屬桿剛進(jìn)入磁場I時的速度 v = 42gh,進(jìn)入磁場I時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=BLv,感應(yīng)電流I = R,所受安培 力5=81,由于金屬桿剛進(jìn)入磁場I時加速度方向豎直向上，所以安培力大于22重力，即F>mg,聯(lián)立解得h>mgR4,選項D錯誤。2B L8、一矩

10、形線框abcd與長直通電導(dǎo)線處于同一平面內(nèi)，ad邊與導(dǎo)線平行，如圖所 示。當(dāng)線框在此平面內(nèi)向右運動到導(dǎo)線的右邊的過程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向為（）A. 一直沿順時針方向B. 一直沿逆時針方向C.先沿順時針方向，再沿逆時針方向D.先沿順時針方向，再沿逆時針方向，最后沿順時針方向D 根據(jù)“來拒去留” “同向吸引異向排斥” “近大遠(yuǎn)小”等規(guī)律可得， 電流方 向依次為b一c、-b、a一d、d一a,即先順時針，再逆時針，最后順時針，故 D 正確。9、如圖所示的電路中，電源的電動勢為 E,內(nèi)阻為r,電感L的電阻不計，電阻 R的阻值大于燈泡D的阻值.在t = 0時刻閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時間后，在t =ti時

11、刻斷開S.下列表示A、B兩點間電壓Uab隨時間t變化的圖象中，正確 的是 ()解析：選B .閉合開關(guān)S后，燈泡D直接發(fā)光，電感L的電流逐漸增大，電路 中的總電流也將逐漸增大，電源內(nèi)電壓增大，則路端電壓Uab逐漸減??；斷開開 關(guān)S后，燈泡D中原來的電流突然消失，電感L與燈泡形成閉合回路，所以燈 泡D中電流將反向，并逐漸減小為零，即 Uab反向逐漸減小為零，故選 B.10、如圖所示，半徑為r的n匝線圈放在邊長為L的正方形abcd之外，勻強磁場充滿正方形區(qū)域并垂直穿過該區(qū)域，當(dāng)磁場以的變化率變化時，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為（）A. 0 B. n/J2 C. n?. 2 r D. n母r2B 由法拉

12、第電磁感應(yīng)定律可知線圈產(chǎn)生的自感電動勢 £=口2,故B正確。11、如圖甲所示，一個圓形線圈的匝數(shù) n=100,線圈白面積S=200 cm2,線圈 的電阻r=1 Q線圈外接一個阻值R = 4。的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈 平面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示. 下列說法中正 確的是（）A.線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針方向B.電阻R兩端的電壓隨時間均勻增大C.線圈電阻r消耗的功率為4X10 4 WD.前4 s內(nèi)通過R的電荷量為4X10 4 C解析：選C.由楞次定律，線圈中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向，選項 A錯誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定為nSA

13、BAt0. 1 V,電阻R兩端的電壓不隨時間變化，選項 B錯誤；回路中電流1 = *=0-02 A,線圈 電阻r消耗的功率為P=I2r = 4X104 W,選項C正確；前4 s內(nèi)通過R的電荷 量為q=It = 0. 08 C,選項D錯誤.12、如圖所示，a b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為 10匝, 邊長la= 3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場， 且磁感應(yīng)強度隨時間均勻 增大，不考慮線圈之間的相互影響，則（）A.兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B. a、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為 9： 1C. a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3： 4D. a、b線圈中電功率之比為3： 1B 當(dāng)

14、磁感應(yīng)強度變大時，由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面 向外，由安培定則知，線圈內(nèi)產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，選項 A錯誤；由法 AE一. L 拉用電磁感應(yīng)止律 E = SSa ： Sb = 9 ： 1知，Ea= 9Eb ,選項B正確；由R =吧 知兩線圈的電阻關(guān)系為Ra=3Rb,其感應(yīng)電流之比為Ia： Ib=3 ： 1,選項C錯誤； 兩線圈的電功率之比為 Pa : Pb=EaIa： EbIb=27 ： 1,選項D錯誤。二、非選擇題1、如圖所示，兩根足夠長的光滑直金屬導(dǎo)軌 MN、PQ平行固定在傾角8= 37° 的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距L = 1 m,導(dǎo)軌的電阻可忽略.M、P兩

15、點間接有阻值 為R = 0. 5。的電阻.一根質(zhì)量 m=1 kg、電阻不計的直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌 上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.整套裝置處于磁感應(yīng)強度B = 0.5 T的勻強磁場中， 磁場方向垂直斜面向下.自圖示位置起，桿 ab受到大小為F=0. 5v+2（式中v 為桿ab運動的速度，力F的單位為N）、方向平行導(dǎo)軌沿斜面向下的拉力作用， 由靜止開始運動，g取10 m/s2, sin 37° =0. 6.求：(1)金屬桿ab自靜止開始下滑x=1 m的過程中流過電阻R的電荷量；(2)試判斷金屬桿ab在勻強磁場中做何種運動，并請寫出推理過程；已知金屬桿ab自靜止開始下滑x=1 m的過程中，電

16、阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=1 J,求此過程中拉力F做的功.解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得一A BLxE =E At At所以q= I At= (2)由電磁感應(yīng)定律得 E=BLvE BLvI = R = fTO|B2L2v 八F安=31= D =0. 5v R由受力分析得F+mgsin 0- F安 = ma解得 a = 8 m/s2所以金屬桿做勻加速直線運動.(3)根據(jù)運動學(xué)規(guī)律v2 = 2ax得v = 4 m/s根據(jù)功能關(guān)系W安=一Q=1J根據(jù)動能定理 Wf+Wg+ W安=八£卜 12得 Wf + mgxsin 0 Q = 2mv則 Wf = 3 J.答案：見解析2、如圖甲所示，一個電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻 Ri連接成閉合回路。線圈的半徑為ri0在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂 直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所 示。圖線與橫、縱軸上的截距分別為to和B。導(dǎo)線的電阻不計。求0至ti時間 內(nèi)：甲乙通過電阻Ri的電流