高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題升級訓(xùn)練七 電磁感應(yīng)的基本知識及綜合應(yīng)

1、七彩教育網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺，無需注冊、無需登錄即可下載專題升級訓(xùn)練七電磁感應(yīng)的基本知識及綜合應(yīng)用（時間：60分鐘滿分：100分）一、單選題（本題共4小題，每小題6分，共24分）1（2011·北京，19）某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是（）A電源的內(nèi)阻較大B小燈泡電阻偏大C線圈電阻偏大 D線圈的自感系數(shù)較大2如圖

2、所示為兩個有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，方向分別垂直紙面向里、向外，磁場寬度均為L，距磁場區(qū)域的左側(cè)L處，有一邊長為L的正方形導(dǎo)線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點，規(guī)定電流沿逆時針方向時的電動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時磁通量的方向為正，外力F向右為正。則關(guān)于線框中的磁通量、感應(yīng)電動勢E、外力F和電功率P隨時間變化的圖象正確的是（）3一個剛性矩形銅制線圈從高處自由下落，進入一水平的勻強磁場區(qū)域（磁場高度大于線圈高度），然后穿出磁場區(qū)域繼續(xù)下落，如圖所示，則（）A若線圈進入磁場過程是勻速運動，則離開磁場過程一定是勻速

3、運動B若線圈進入磁場過程是加速運動，則離開磁場過程一定是加速運動C若線圈進入磁場過程是減速運動，則離開磁場過程一定是減速運動D若線圈進入磁場過程是減速運動，則離開磁場過程一定是加速運動4物理實驗中，常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電荷量，如圖所示，探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應(yīng)強度。已知線圈匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R。若將線圈放在被測勻強磁場中，開始線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測線圈翻轉(zhuǎn)180°，沖擊電流計測出通過線圈的電荷量為q，由上述數(shù)據(jù)可測出被測磁場的磁感應(yīng)強度為（）A B C D二、雙選題（本題共5小題，每小題8分，共

4、40分。在每小題給出的四個選項中只有兩個選項符合題目要求，選對但不全的得4分，有選錯或不答的得0分）5如圖所示，固定在絕緣平面上足夠長的金屬導(dǎo)軌不計電阻，但表面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個電阻R，質(zhì)量為m的金屬棒（電阻也不計）放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，用水平恒力F把ab棒從靜止起向右拉動的過程中（）A恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能B恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能C克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能D恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動能之和6如圖所示，光滑的“”形金屬導(dǎo)體框豎直放置，質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸

5、良好，磁感應(yīng)強度分別為B1、B2的有界勻強磁場方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abcd和cdef區(qū)域?，F(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，金屬棒進入磁場區(qū)域abcd后恰好做勻速運動。下列說法正確的有（）A若B2B1，則金屬棒進入cdef區(qū)域后將加速下滑B若B2B1，則金屬棒進入cdef區(qū)域后仍將保持勻速下滑C若B2B1，則金屬棒進入cdef區(qū)域后可能先加速后勻速下滑D若B2B1，則金屬棒進入cdef區(qū)域后可能先加速后勻速下滑7如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，在金屬線框的下端有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域，MN和MN是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，

6、磁場方向與線框平面垂直?，F(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域的vt圖象。已知金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R，當?shù)氐闹亓铀俣葹間，圖象中坐標軸上所標出的字母v1、v2、v3、t1、t2、t3、t4均為已知量。（下落過程中bc邊始終水平）根據(jù)題中所給條件，以下說法正確的是（）A可以求出金屬框的邊長B線框穿出磁場時間（t4t3）等于進入磁場時間（t2t1）C線框穿出磁場與進入磁場過程所受安培力方向相同D線框穿出磁場與進入磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱相等8兩光滑平行導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在上端固定的輕彈簧下端，彈

7、簧處在導(dǎo)軌所在的平面內(nèi)，并與導(dǎo)軌平行，勁度系數(shù)為k，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，如圖所示。除電阻R外其余電阻不計?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（）A導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向下運動時棒中電流方向自左向右B釋放瞬間，導(dǎo)體棒的加速度為gsin C導(dǎo)體棒最終停在初始位置的下方處D整個過程中電阻R產(chǎn)生的熱能為9如圖（a）、（b）所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈A的電阻，接通S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則（）A在電路（a）中，斷開S后，A將逐漸變暗B在電路（a）中，斷開S后，A將先變得更亮，然后逐漸變暗C在電路（b）中，斷開S后，A將逐漸變暗D在電路（b）中，

8、斷開S后，A將先變得更亮，然后漸漸變暗三、計算題（本題共2小題，共36分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）10（18分）如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，導(dǎo)軌平面與水平面成37°角，下端連接阻值為R的電阻。勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為0.2 kg、電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25。（1）求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大?。唬?）當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8 W，求該速度的

9、大小；（3）在（2）中，若R2 ，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強度的大小與方向。（g取10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8）11（18分）（2012·浙江理綜，25）為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計了一種“閃爍”裝置。如圖所示，自行車后輪由半徑r15.0×102 m的金屬內(nèi)圈、半徑r20.40 m的金屬外圈和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強度B0.10 T、方向垂直紙面向外的“扇形”勻強磁場，其內(nèi)半徑為r1、外半

10、徑為r2、張角。后輪以角速度2 rad/s相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。若不計其他電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)。（1）當金屬條ab進入“扇形”磁場時，求感應(yīng)電動勢E，并指出ab上的電流方向；（2）當金屬條ab進入“扇形”磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖；（3）從金屬條ab進入“扇形”磁場時開始，經(jīng)計算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab隨時間t變化的Uabt圖象；（4）若選擇的是“1.5 V、0.3 A”的小燈泡，該“閃爍”裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強度B、后輪外圈半徑r2、角速度和張角等物理量的大小，優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計方案，請給出你的評價。參考答案1C解析：斷電的自感現(xiàn)象，斷電時電

11、感線圈與小燈泡組成回路，電感線圈儲存磁能轉(zhuǎn)化為電能，電感線圈相當于電源，其自感電動勢E自L，與原電源無關(guān)，A錯誤；小燈泡電阻偏大，S閉合穩(wěn)定后分得的電流小于線圈，斷開開關(guān)S能看到比較顯著的延時熄滅現(xiàn)象，B錯誤；線圈電阻偏大，S閉合穩(wěn)定后分得的電流小于小燈泡，斷開開關(guān)S，流過小燈泡的電流比原來時還小，看到不顯著的延時熄滅現(xiàn)象，C正確；線圈的自感系數(shù)較大時，自感電動勢較大，當斷開開關(guān)S，可以有更多的磁能轉(zhuǎn)化為電能，延時熄滅現(xiàn)象更加明顯，D錯誤。2D解析：先看A圖：沒有進入磁場時，磁通量為零，進入磁場過程中，磁通量應(yīng)逐漸增大，A圖錯誤；B圖：進入左邊磁場時，由右手定則可判斷電動勢為正，由左邊磁場進入

12、右邊磁場過程中，電動勢為負，B圖錯誤；C圖：只要有感應(yīng)電流產(chǎn)生時，安培力都是向左的，所以外力總是向右的，C圖錯誤；D圖：PI2R，進左邊的磁場和從右邊磁場出來，感應(yīng)電流大小是一樣的，因此電功率相等，由左邊磁場進入右邊磁場，感應(yīng)電流是進左邊磁場的2倍，電功率是進左邊磁場的4倍，選項D正確。3C解析：由于磁場區(qū)域高度大于線框高，故線框進入磁場過程中若勻速運動，則mg0，全部進入后加速向下運動，穿出時mg，故做減速運動，選項A錯誤；若線框進入磁場時加速，全部進入后仍然加速，穿出時重力與安培力關(guān)系不能確定，選項B錯誤；線框減速進入磁場，則mg，全部進入后加速運動，穿出磁場時，mg，選項C正確，D錯誤。

13、4A解析：由En，I，qIt，得q，當線圈翻轉(zhuǎn)180°時，2BS，故B，故選A。5CD解析：在此運動過程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和為棒ab動能的增加量，其中安培力做功將機械能轉(zhuǎn)化為電能，故選項C、D正確。6BC解析：金屬棒在上下兩磁場區(qū)域向下運動切割磁感線時，兩區(qū)域中感應(yīng)電流受到的安培力都豎直向上。當安培力的大小等于重力時達到勻速運動，即有：vm，故vm。若B2B1，兩區(qū)域中安培力都等于重力，選項A錯，B正確；若B2B1，剛進入cdef區(qū)域安培力小于重力，一定先加速，當de、cf足夠長，可以重新達到新的勻速，選項C正確；若B2B1，剛進入cdef區(qū)域安培力大于重力

14、，一定先減速，選項D錯。7AC解析：線框穿出磁場時間（t4t3）內(nèi)做勻速運動，速度圖象下的面積為位移，因此線框長Lv3（t4t3），選項A正確；線框穿出磁場時間（t4t3）小于進入磁場時間（t2t1），選項B錯誤；線框穿出磁場與進入磁場過程所受安培力方向均豎直向上，所以選項C正確；線框穿出磁場所受的安培力大于進入磁場過程所受的安培力，因此穿出磁場克服安培力做功較多，產(chǎn)生的焦耳熱較多，選項D錯誤。8BC解析：由右手定則可判斷出導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向下運動時棒中電流方向自右向左，選項A錯誤；釋放瞬間，還沒有感應(yīng)電流，沒有安培力，導(dǎo)體棒的加速度為gsin ，選項B正確；最終導(dǎo)體棒將停下來，mgsin kx，

15、x，選項C正確；由能量守恒定律，整個過程中電阻R產(chǎn)生的熱能等于重力勢能的減小mgsin ，選項D錯誤。9AD解析：（a）電路中，燈A和線圈L串聯(lián)，電流相同，斷開S時，線圈上產(chǎn)生自感電動勢，阻礙原電流的減小，通過R、A形成回路，A中電流由原來的大小逐漸變小，即漸漸變暗。（b）電路中電阻R和燈A串聯(lián)，燈A的電阻大于線圈L的電阻，電流則小于線圈L中的電流，斷開S時，燈A中的電流是隨L中的電流由原來大小逐漸變小，即A內(nèi)有比原來電流大的瞬間，變得更亮，然后漸漸變暗。所以選項A、D正確。10答案：（1）4 m/s2（2）10 m/s（3）0.4 T垂直導(dǎo)軌平面向上解析：（1）金屬棒開始下滑的初速為零，根據(jù)

16、牛頓第二定律：mgsin mgcos ma 由式解得a10×（0.60.25×0.8） m/s24 m/s2 （2）設(shè)金屬棒運動達到穩(wěn)定時，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡mgsin mgcos F0 此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻消耗的電功率：FvP 由兩式解得v m/s10 m/s （3）設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒的長為l，磁場的磁感應(yīng)強度為BI PI2R 由兩式解得BT0.4 T 磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上。11答案：見解析解析：（1）金屬條ab在磁場中切割磁感線時，所構(gòu)成的回路的磁通量變化。設(shè)經(jīng)過時間t，磁通量變化量為，由法拉第電磁感應(yīng)定律E聯(lián)立解得：EB（）4.9×102 V根據(jù)右手定則（或楞次定律），可得感應(yīng)電流方向為ba。（2）通過分析，可得電路圖為（3）設(shè)電路中的總電阻為R總，根據(jù)電路圖可知R總RRRab兩端電勢差UabEI