天津市2022屆高三物理9電磁感應(yīng)單元測試新人教版

天津市新人教版物理高三單元測試

9《電磁感覺》一．選擇題（共

15題）1．如下圖，一個

U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒

ab，有一個磁感覺強度為

B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，

且與豎直方向的夾角為θ在下列各過程中，

一定能在軌道回路里產(chǎn)生感覺電流的是向右運動，同時使θ減小減小，θ角同時也減小向左運動，同時增大磁感覺強度B向右運動，同時增大磁感覺強度B和θ角0°L）．已知ab邊進入磁場時，線框的加快度恰巧為零．則線框進入磁場的過程和從磁場另一側(cè)穿出的過程相比較，正確的選項是A．金屬框中產(chǎn)生的感覺電流方向相反B．金屬框所受的安培力方向相反C．進入磁場過程經(jīng)過導(dǎo)線橫截面的電量少于穿出磁場過程導(dǎo)線橫截面的電量D．進入磁場過程的發(fā)熱量少于穿出磁場過程的發(fā)熱量

經(jīng)過5在圖

a、b、c

中除導(dǎo)體棒

ab可動外，其余部分均固定不動，

a圖中的電容器C原來不帶電，設(shè)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面即紙面向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌足夠長，今給導(dǎo)體棒ab一個向右的初速度v0，導(dǎo)體棒的最終運動狀態(tài)是A三種情況下，導(dǎo)體棒ab最終都是勻速運動B圖a、c中ab棒最終將以不同的速度做勻速運動；圖

b中ab

棒最終靜止C圖a、c中，ab棒最終將以相同的速度做勻速運動D三種情況下，導(dǎo)體棒ab最終均靜止6．如下圖，在水平面內(nèi)固定一個“U”形金屬框架，框架上置一金屬桿ab，不計它們間的摩擦，在豎直方向有勻強磁場，則

（）A．若磁場方向豎直向上并增大時，桿B．若磁場方向豎直向上并減小時，桿C．若磁場方向豎直向下并增大時，桿

ab將向右移動ab將向右移動ab將向右移動D．若磁場方向豎直向下并減小時，桿ab將向右移動72022·韶關(guān)模擬如圖是考證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表組成的閉合回路中就會產(chǎn)生感覺電流各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產(chǎn)生的感覺電流的方向等情況，其中表示正確的選項是、電容器C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如下圖，現(xiàn)使磁鐵開始下落，在N極靠近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是，上極板帶正電，下極板帶正電，上極板帶正電，下極板帶正電9如下圖，一根長導(dǎo)線彎成“n”形，通以直流電一金屬環(huán)C，環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)，在電流

I，正中間用不計長度的一段絕緣線懸掛I增大的過程中，下列表達錯誤的選項是中無感覺電流產(chǎn)生中有沿逆時針方向的感覺電流產(chǎn)生的豎直線拉力變大仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)10．如下圖，兩個線圈套在同一個鐵芯上，，導(dǎo)軌電阻不計，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處于垂直紙面向外的勻強磁場中，下列說法中正確的選項是A當(dāng)金屬棒向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點B當(dāng)金屬棒向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢C當(dāng)金屬棒向右加快運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點D當(dāng)金屬棒向右加快運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點11．2022·皖南八校聯(lián)考如下圖，一半圓形鋁框處在水平向外的非勻強磁場中，場中各點的磁感覺強度為B＝錯誤!，為該點到地面的距離，c為常數(shù)，B0為一定值．鋁框平面與磁場垂直，直徑ab水平，空氣阻力不計鋁框由靜止釋放下落的過程中A．鋁框回路磁通量不變，感覺電動勢為0B．回路中感覺電流沿順時針方向，直徑ab兩點間電勢差為0C．鋁框下落的加快度大小一定小于重力加快度gD．直徑ab受安培力向上，半圓弧ab受安培力向下，鋁框下落加快度大小可能等于g12．一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動．M連結(jié)在如下圖的電路中，其中R為滑動變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)．下列情況中，可觀察到N向左運動的是A．在

S斷開的情況下，

S向

a閉合的瞬間B．在

S斷開的情況下，

S向

b閉合的瞬間C．在

S已向

a閉合的情況下，將

R的滑動頭向

c端移動時D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向d端移動時13（2022·上海高考物理·T20）如圖，磁場垂直于紙面，磁感覺強度在豎直方向平均散布，水平方向非平均散布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于點，將圓環(huán)拉至地點后無初速釋放，在圓環(huán)從擺向的過程中A感覺電流方向先逆時針后順時針再逆時針B感覺電流方向一直是逆時針C安培力方向始終與速度方向相反D安培力方向始終沿水平方向14．如下圖，平行于軸的導(dǎo)體棒以速度

v向右勻速直線運動，經(jīng)過半徑為

R、磁感覺強度為

B的圓形勻強磁場地區(qū)，導(dǎo)體棒中的感覺電動勢

E與導(dǎo)體棒地點關(guān)系的

圖象是15．如下圖，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量能夠忽略不計，將它從如圖10所示地點勻速向右拉出勻強磁場．若第一次用拉出，外力所做的功為W1，經(jīng)過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q1；第二次用拉出，外力所做的功為22W，經(jīng)過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q，則A．W1W2，q1＝q2D．W1>W2，q1>q2二．計算題（共7題）如下圖，間距=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個豎直面內(nèi)，在水平面a1b1b2a2地區(qū)內(nèi)和傾角=的斜面c1b1b2c2地區(qū)內(nèi)分別有磁感覺強度B1=、方向豎直向上和B2=1T、=、質(zhì)量m1=0.1kg、長為的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩頭固定在b1、b2點，K、桿中點的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)22的加快度沿繩下滑，K桿保量m=0.05kg=6m/持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動不計導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，=10m/2，in=，co=求1）小環(huán)所受摩擦力的大小；2）Q桿所受拉力的剎時功率17（2022·綱領(lǐng)版全國·

T24）如圖，兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌

ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距離為L電阻不計。在導(dǎo)軌上端并接兩個額定功率均為、電阻能夠忽略的金屬棒

MN從圖示地點由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，

且與導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀。已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加快度為g。求：磁感覺強度的大?。簾襞菡０l(fā)光時導(dǎo)體棒的運動速率。18．半徑為

a的圓形地區(qū)內(nèi)有平均磁場，磁感覺強度為

B=T，磁場方向垂直紙面向里，半徑為

b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中

a=0.4m

，b=0.6m

，金屬環(huán)上分別接有燈

L1、L2，兩燈的電阻均為

R0

=2

Ω，一金屬棒

MN與金屬環(huán)接觸優(yōu)秀，棒與環(huán)的電阻均忽略不計1若棒以

v0=5m/的速率在環(huán)上向右勻速滑動，求棒滑動到圓環(huán)直徑

OO′的剎時如下圖，MN中的電動勢和流過燈

L1的電流2撤去中間的金屬棒MN將右面的半圓環(huán)OL2O′以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90°,若此時磁場隨時間平均變化，其變化率為=T/，求L2的功率19．位于豎直平面內(nèi)的矩形平面導(dǎo)線框abdc，ab長L1＝1.0m，bd長L2＝0.5m，線框的質(zhì)量m＝0.2kg，電阻R＝2Ω其下方有一勻強磁場地區(qū)，該地區(qū)的上、下邊界0.7m10m，電阻均為R，相隔一定的距離垂直放置在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌緊密接觸，施加一水平向右的外力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌以加快度a做勻加快直線運動．已知導(dǎo)體棒c始終與導(dǎo)軌垂直、緊密接觸，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，導(dǎo)軌的電阻忽略不計，重力加快度為g1經(jīng)多長時間，導(dǎo)體棒d開始滑動；2若在上述時間內(nèi)，導(dǎo)體棒d上產(chǎn)生的熱量為，則此時間內(nèi)水平外力做的功為多少Q(mào)22（2022·上海）電阻可忽略的圓滑平行金屬導(dǎo)軌長S=1.15m，兩導(dǎo)軌間距L=0.75m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=Ω的電阻，磁感覺強度B=的勻強磁場垂直軌道平面向上。阻值r=Ω，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸優(yōu)秀，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Qr0.1J。取g10m/s2求：金屬棒在此過程中戰(zhàn)勝安培力的功；金屬棒下滑速度v2m/s時的加快度．3為求金屬棒下滑的最大速度，W重-W安=1mvm2有同學(xué)解答如下：由動能定理2，。由此所得結(jié)果是否正確若正確，說明原因并達成本小題；若不正確，給出正確的解答。答案：1．【答案】選A【詳解】設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ=BScoθ,對A，S增大，θ減小，coθ增大，則Φ增大，，B減小，θ減小，coθ增大，Φ可能不變，，S減小，B增大，Φ可能不變，，S增大，B增大，θ增大，coθ減小，Φ可能不變,正確2．【答案】選D【詳解】將圖中銅盤A所在的一組裝置作為發(fā)電機模型，銅盤B所在的一組裝置作為電動機模型，這樣就能夠簡單地把銅盤等效為由圓心到圓周的一系列“輻條”，處在磁場中的每一根“輻條”都在做切割磁感線運動，產(chǎn)生感覺電動勢，進而剖析可知D錯誤,A、B、C正確3．【答案】選C【詳解】開關(guān)S閉合瞬間,L在電路中相當(dāng)于斷路，電壓表兩頭的電壓為3V,所以A錯；S閉合電路穩(wěn)準(zhǔn)時，L在電路中相當(dāng)于短路，電壓表兩頭的電壓幾乎為0，所以B錯；開關(guān)S斷開的瞬間，兩頭產(chǎn)生很高的電動勢，正確4．答案：AD5．【答案】選B【詳解】圖a中，ab棒以v0向右運動的過程中，電容器開始充電，充電后ab棒就減速，ab棒上的感覺電動勢減小，當(dāng)ab棒上的感覺電動勢與電容器兩頭電壓相等時，ab棒上無電流，進而做勻速運動；圖b中，由于電阻R消耗能量，所以ab棒做減速運動，直至停止；圖c中，當(dāng)ab棒向右運動時，產(chǎn)生的感覺電動勢與原電動勢同向，因此作用在ab棒上的安培力使ab棒做減速運動，速度減為零后，在安培力作用下向左加快運動，向左加快過程中，ab棒產(chǎn)生的感覺電動勢與原電動勢反向，當(dāng)ab棒產(chǎn)生的感覺電動勢與原電動勢大小相等時，ab棒上無電流，進而向左勻速運動，所以B正確6．答案：BD7．答案：選C、D【詳解】先根據(jù)楞次定律“來拒去留”極，B中線圈上端為N極，C中線圈上端為S極，D中線圈上端為S極，再根據(jù)安培定則確定感覺電流的方向，A、B錯誤，C、D正確8．【答案】選D【詳解】在N極靠近線圈上端的過程中,經(jīng)過線圈的磁感線方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判斷流過線圈的電流方向向下，外電路電流由b流向a，同時線圈作為電源，下端應(yīng)為正極，則電容器下極板電勢高，帶正電9．【答案】選A【詳解】電流I增大的過程中，穿過金屬環(huán)C的磁通量增大，環(huán)中出現(xiàn)逆時針的感覺電流，故A錯，B正確；能夠?qū)h(huán)等效成一個正方形線框，利用“同向電流相互吸引，異向電流相互排擠”得出環(huán)將受到向下的斥力且無轉(zhuǎn)動，所以懸掛金屬環(huán)C的豎直拉力變大，環(huán)仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，C、D正確10．【答案】選B、D【詳解】1金屬棒勻速向右運動切割磁感線時，產(chǎn)生恒定感覺電動勢，由右手定則判斷電流由a→b，b點電勢高于a點，c、d端不產(chǎn)生感覺電動勢，c點與d點等勢，故A錯、B正確2金屬棒向右加快運動時，

b點電勢仍高于

a點，感覺電流增大，穿過右邊線圈的磁通量增大，所以右線圈中也產(chǎn)生感覺電流，

由楞次定律可判斷電流從

d流出，在外電路

d點電勢高于

c點，故

C錯，D正確11．【答案】

C【詳解】由題意知，越小，B越大，下落過程中，磁通量漸漸增加，A錯誤；由楞次定律判斷，鋁框中電流沿順時針方向，但Uab≠0，B錯誤；直徑ab受安培力向上，半圓弧ab受安培力向下，但直徑ab處在磁場較強的地點，所受安培力較大，半圓弧ab的等效水平長度與直徑相等，但處在磁場較弱的地點，所受安培力較小，這樣整個鋁框受安培力的協(xié)力向上，故C正確D錯誤．12．【答案】C【詳解】由楞次定律第二種描繪可知：只需線圈中電流增強，即穿過N的磁通量增加，則N受排擠而向右運動，只需線圈中電流減弱，即穿過N的磁通量減少，則N受吸引而向左運動，應(yīng)選項C正確．14．【答案】A【詳解】在＝R左側(cè)，設(shè)導(dǎo)體棒與圓的交點和圓心的連線與軸正方向成θ角，則導(dǎo)體棒切割有效長度L＝2Rinθ，電動勢與有效長度成正比，故在＝R左側(cè)，電動勢與的關(guān)系為正弦圖象關(guān)系，由對稱性可知在＝R右側(cè)與左側(cè)的圖象對稱．應(yīng)選A15．【答案】C【詳解】設(shè)線框長為L1，寬為L2，第一次拉出速度為v1，第二次拉出速度為v2，則v1＝3v2勻速拉出磁場時，外力所做的功恰等于戰(zhàn)勝安培力所做的功，有W1＝F1L1＝BI1L2L1＝B2L錯誤!L1v1/R，同理W2＝B2L錯誤!L1v2/R，故W1>W2；又由于線框兩次拉出過程中，磁通量的變化量相等，即ΔΦ1＝ΔΦ2，由q＝It＝錯誤!t＝錯誤!t＝錯誤!＝錯誤!得：q1＝q2故正確答案為選項C16【答案】（1）f0.2N；（2）P2W【詳解】（1）以小環(huán)為研究對象，由牛頓第二定律m2gfm2a①代入數(shù)據(jù)得f0.2N②（2）設(shè)流過桿K的電流為，由平衡條件得fB1Il③對桿Q，根據(jù)并聯(lián)電路特點以及平衡條件得B22IlFm1gsin④由法拉第電磁感覺定律的推論得EB2lv⑤根據(jù)歐姆定律有2IER總⑥R總RR且2⑦剎時功率表達式為PFv⑧聯(lián)立以上各式得P2W⑨17【詳解】⑴設(shè)燈泡額定電流為，有I02RMN2I0mgBILBmgR2LPBLvI0Rv

2Pmg181V0.4A2×10-2W1OO′MNE=B·2av0=××5V=V31L1I1==319Jabg所以v0＝錯誤!＝4m/dc邊持續(xù)向下運動過程中，直至線框的ab邊達到磁場的上邊界gh＋L2＋W安＝錯誤!mv錯誤!W安＝錯誤!mv錯誤!－mgh＋L2＝－Jab邊進入磁場后，直到dc邊抵達磁場區(qū)下邊界′過程中，作用于整個線框的安培力為零，QQ安培力做功也為零，線框只在重力作用下做加快運動，故線框從開始下落到dc邊剛抵達磁場地區(qū)下邊界QQ′過程中，安培力做的總功即為線框自由下落至ab邊進入磁場過程中安培力所做的功W安＝－J負號表示安培力做負功．20．【答案】1F－錯誤!2錯誤!方向a→b32錯誤!－r【詳解】1桿進入磁場前做勻加快運動，有F－Ff＝ma①v2＝2ad②解得導(dǎo)軌對桿的阻力Ff＝F－錯誤!③2桿進入磁場后做勻速運動，有F＝Ff＋FA④桿ab所受的安培力FA＝IB⑤解得桿ab中經(jīng)過的電流＝錯誤!⑥桿中的電流方向自a流向b⑦3桿ab產(chǎn)生的感覺電動勢E＝Bv⑧桿中的