（講練測）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題41 法拉第電磁感應(yīng)定律（測）（含解析）-人教版高三全冊物理試題

專題41法拉第電磁感應(yīng)定律（測）【滿分：110分時間：90分鐘】一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中.1~8題只有一項符合題目要求；9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）1．如圖，垂直矩形金屬框的勻強磁場磁感強度為B。導(dǎo)體棒ab垂直線框兩長邊擱在框上，ab長為l。在△t時間內(nèi)，ab向右勻速滑過距離d，則：（）A．因右邊面積減少Ld，左邊面積增大Ld，則，B．因右邊面積減小Ld，左邊面積增大Ld，兩邊抵消，，C．，D．不能用算，只能用【答案】C【名師點睛】電磁感應(yīng)與電路的問題關(guān)鍵要找出電源，基礎(chǔ)是識別電路的結(jié)構(gòu)．對于這些基礎(chǔ)知識，要加強理解和應(yīng)用，平時練習(xí)不可忽視。2．如圖所示，用粗細相同的銅絲做成邊長分別為L和2L的兩只閉合正方形線框a和b，以相同的速度從磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外，則拉力對環(huán)做功之比Wa：Wb等于：（A．1：2B．2：1C．1：4 D．4：1【答案】C【名師點睛】本題綜合了感應(yīng)電動勢、焦耳定律、電阻定律，關(guān)鍵根據(jù)功能關(guān)系得到外力對環(huán)做的功的表達式，運用比例法進行分析．3．如圖所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量m=1kg的單匝均勻正方向銅線框，在1位置以速度進入勻強磁場時開始計時，此時線框中感應(yīng)電動勢E=1V，在t=3s時刻線框到達2位置，開始離開勻強磁場。此過程中v-t圖像如圖b所示，則下列判斷正確的是：（）A．t=0時，線框右側(cè)的變MN兩端間的電壓為1VB．恒力F的大小為1NC．線框完全離開磁場到達3位置的速度為2m/sD．線框完全離開磁場到達3位置的速度為1m/s【答案】C【解析】t=0時，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為外電壓，總的感應(yīng)電動勢為：，外電壓，故A錯誤；由圖乙所示可知，在1-3s內(nèi)，線框做勻加速運動，沒有感應(yīng)電流，線框不受安培力，則有，由速度-時間圖象的斜率表示加速度，加速度，由牛頓第二定律得：，故B錯誤；由乙所示圖象可知，在t=3s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場時與線框進入時速度相同，則線框出磁場與進磁場運動情況完全相同，則知線框完全離開磁場的瞬間位置3速度與t=2s時刻的速度相等，即為2m/s，故C正確，D錯誤．【名師點睛】本題要抓住速度-時間圖象的斜率表示加速度．根據(jù)加速度的變化判斷物體的受力情況．還注意分析線框出磁場與進磁場運動情況的關(guān)系，就能正確解答4．如圖甲所示，線圈ABCD固定于勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向外，當(dāng)磁場變化時，線圈AB邊所受安培力向右且變化規(guī)律如圖乙所示，則磁場的變化情況可能是下列選項中的：（）【答案】D【名師點睛】根據(jù)左手定則，結(jié)合安培力與磁場方向，可知，感應(yīng)電流的方向，再由右手定則可知，磁場是如何變化的，最后由法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合閉合電路歐姆定律，確定安培力的綜合表達式，從而即可求解；考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律，及安培力表達式的應(yīng)用，注意判定磁場變化率大小是解題的關(guān)鍵。5．如圖，電源電動勢為E，線圈L的直流電阻不計．則以下判斷正確的是：（）A．閉合S，穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為EB．閉合S，穩(wěn)定后，電容器的a極帶正電C．?dāng)嚅_S瞬間，電容器的a極將帶正電D．?dāng)嚅_S瞬間，電容器的a極將帶負電【答案】C【解析】因線圈L的直流電阻不計，則閉合S，穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為零，電容器帶電量為零，選項AB錯誤；斷開S瞬間，在線圈L中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小，通過L的電流向左，電容器充電，a板帶正電，選項C正確，D錯誤；故選C．【名師點睛】此題是關(guān)于自感問題；注意搞清電路的結(jié)構(gòu)，電路穩(wěn)定后，因為L的直流電阻為零，故電容器被短路；而當(dāng)電鍵斷開的瞬時，電感線圈產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)于電源給電容器充電，注意搞清電流的方向．6．紙面內(nèi)兩個半徑均為R的圓相切于O點，兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反，且不隨時間變化．一長為2R的導(dǎo)體桿OA繞過O點且垂直于紙面的軸順時針勻速旋轉(zhuǎn)，角速度為ω，t＝0時，OA恰好位于兩圓的公切線上，如圖所示．若選取從O指向A的電動勢為正，下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖象可能正確的是：（）【答案】C【名師點睛】電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問題，近幾年高考中出現(xiàn)的較為頻繁，在解題時涉及的內(nèi)容較多，同時過程也較為復(fù)雜；故在解題時要靈活，可以先利用右手定則或楞次定律判斷方向排除法，在選擇其他合適的解法等解答。7．如圖所示，勻強磁場的方向垂直于光滑的金屬導(dǎo)軌平面向里，極板間距為d的平行板電容器與總電阻為的滑動變阻器通過平行導(dǎo)軌連接，電阻為的導(dǎo)體棒MN可在外力的作用下沿導(dǎo)軌從左向右做勻速直線運動，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭位于a、b的中間位置，導(dǎo)體棒MN的速度為時，位于電容器中P點的帶電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，若不計摩擦和平行導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻，重力加速度為g，則下列判斷正確的是：（）A．油滴帶正電B．若將上極板豎直向上移動距離d，油滴將向上加速運動，加速度C．若將導(dǎo)體棒的速度變?yōu)?，油滴將向上加速運動，加速度D．若保持導(dǎo)體棒的速度為不變，而將滑動觸頭置于a位置，同時將電容器上極板向上移動距離，油滴仍將靜止【答案】D【名師點睛】導(dǎo)體棒MN相當(dāng)于電源，M端為正極，外電路由滑動變阻器構(gòu)成，電容器兩端電壓和滑動變阻器兩端電壓相等，弄清楚這些然后對帶電液滴進行受力分析即可正確解答本題，注意正確分析電容器兩端電壓以及極板的正負極.8．如圖4（甲）所示，兩平行光滑導(dǎo)軌傾角為30°，相距10cm，質(zhì)量為10g的直導(dǎo)線PQ水平放置在導(dǎo)軌上，從Q向P看的側(cè)視圖如圖4（乙）所示。導(dǎo)軌上端與電路相連，電路中電源電動勢為12．5V，內(nèi)阻為0.5Ω，限流電阻R=5Ω，R′為滑動變阻器，其余電阻均不計。在整個直導(dǎo)線的空間中充滿磁感應(yīng)強度大小為1T的勻強磁場（圖中未畫出），磁場方向可以改變，但始終保持垂直于直導(dǎo)線。若要保持直導(dǎo)線靜止在導(dǎo)軌上，則電路中滑動變阻器連入電路電阻的極值取值情況及與之相對應(yīng)的磁場方向是：（）A．電阻的最小值為12Ω，磁場方向水平向右B．電阻的最大值為25Ω，磁場方向垂直斜面向左上方C．電阻的最小值為7Ω，磁場方向水平向左D．電阻的最大值為19.5Ω，磁場方向垂直斜面向右下方【答案】D【名師點睛】金屬棒靜止在斜面上，受力平衡．根據(jù)左手定則判斷出安培力的方向，再根據(jù)平衡條件和安培力公式求出電路中電流，再由歐姆定律求解電阻。9．如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖．一邊長為L、截面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為A的小噴口，噴口離地的高度為h．管道中有一絕緣活塞．在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b，長度均為L，其中棒b的兩端與一理想電壓表相連，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中．當(dāng)棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時，活塞向右勻速推動液體從噴口水平射出，液體落地點離噴口的水平距離為s．若液體的密度為ρ，重力加速度為g，不計所有阻力．則：（）A．活塞移動的速度為B．該裝置的功率為C．磁感強度B的大小為D．電壓表的讀數(shù)為【答案】ABC因為裝置的功率即為安培力的功率，即，，所以磁感強度B的大小為，故選項C正確；電壓表的讀數(shù)為金屬棒b切割磁場產(chǎn)生的電動勢為：，故選項D錯誤?！久麕燑c睛】本題涉及的內(nèi)容較多，并且難度較大，在第一問中要根據(jù)液體的流量相同來求解，這是平時不常遇到的，學(xué)生不容易想到的。10．如圖所示，足夠長的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個定值電阻R，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面，將ab棒在導(dǎo)軌上無初速度釋放，當(dāng)ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，速度為v，電阻R上消耗的功率為P.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻不計。下列判斷正確的是：（）BaBabθRA．導(dǎo)體棒的a端比b端電勢低B．a(chǎn)b棒在達到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減小的加速運動C．若磁感應(yīng)強度增大為原來的2倍，其他條件不變，則ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時速度將變?yōu)樵瓉淼腄．若換成一根質(zhì)量為原來2倍的導(dǎo)體棒，其他條件不變，則導(dǎo)體棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時R的功率將變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】BD【名師點睛】解決這類導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流問題的關(guān)鍵時分析導(dǎo)體棒受力，進一步確定其運動性質(zhì)，并明確判斷過程中的能量轉(zhuǎn)化及功能關(guān)系如安培力做負功量度了電能的產(chǎn)生，克服安培力做多少功，就有多少電能產(chǎn)生．11．如圖所示，兩根平行長直金屬軌道，固定在同一水平面內(nèi)，問距為d，其左端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置，且與兩軌道接觸良好，導(dǎo)體棒與軌道之間的動摩擦因數(shù)為。導(dǎo)體棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下，從靜止開始沿軌道運動距離l時，速度恰好達到最大（運動過程中導(dǎo)體棒始終與軌道保持垂直），設(shè)導(dǎo)體棒接入電路的電阻為r，軌道電阻不計，重力加速度大小為g，在這一過程中：（）A．流過電阻R的電荷量為eq\f(Bdl,(R+r))B．導(dǎo)體棒運動的平均速度為eq\f((F-μmg)(R+r),2B2d2)C．恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于回路產(chǎn)生的電能D．恒力F做的功與安培力做的功之和大于導(dǎo)體棒所增加的動能【答案】AD【名師點睛】導(dǎo)體在恒力作用下向左先做加速運動后做勻速運動，此時速度達到最大，由求解電量．根據(jù)平衡條件和安培力的表達式求解最大速度．根據(jù)功能關(guān)系分析：恒力F做的功與摩擦力做的功之和與動能的變化量、恒力F做的功與安培力做的功之和與動能變化量的關(guān)系.12．如圖所示是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機模型的原理圖。將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤；圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一豎直平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流。若圖中銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時針勻速轉(zhuǎn)動銅盤的角速度為ω。則下列說法正確的是：（）A．回路中有大小和方向周期性變化的電流B．回路中電流大小恒定，且等于eq\f(BL2ω,2R)C．回路中電流方向不變，且從b導(dǎo)線流進燈泡，再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤D．【答案】BC【解析】據(jù)題意，當(dāng)盤轉(zhuǎn)動后，由右手定則可以確定電流流向盤的中心，從b端流出到達a端，故選項A錯誤；所產(chǎn)生的電動勢大小為：，則產(chǎn)生的電流大小為：，故B選項正確；根據(jù)右手定則判斷電流方向，電流為a到b，所以C正確；如果將勻強磁場改成變化的磁場，銅盤不轉(zhuǎn)動的話，沒有導(dǎo)體切割磁場，回路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D選項錯誤；故選BC?！久麕燑c睛】本題考查運用物理知識分析實際問題的能力．此題是電磁感應(yīng)問題，基本規(guī)律有楞次定律或右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律；解題時把銅盤看做若干條由中心指向邊緣的銅棒組合而成，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時，每根金屬棒都在切割磁感線，產(chǎn)生大小和方向不變的電流。二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分）13．（10分）如圖所示，平行光滑U形導(dǎo)軌傾斜放置，傾角，導(dǎo)軌間的距離L=1.0m，電阻R==3.0Ω，電容器電容C=，導(dǎo)軌電阻不計，勻強磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強度B=2.0T，質(zhì)量m=0.4kg，電阻r=1.0Ω的金屬棒ab垂直置于導(dǎo)軌上，現(xiàn)用沿軌道平面且垂直于金屬棒的大小F=5.0N的恒力，使金屬棒ab從靜止起沿導(dǎo)軌向上滑行，求：（1）金屬棒ab達到勻速運動時的速度大?。ǎ?；（2）金屬棒ab從靜止開始勻速運動的過程中通過電阻的電荷量?！敬鸢浮浚?）（2）【名師點睛】始時拉力F大于重力沿斜面向下的分力，因此導(dǎo)體棒向上運動，回路中產(chǎn)生逆時針方向電流，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒受到沿斜面向下的安培力，導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的加速運動，直到最后勻速運動為止，根據(jù)平衡狀態(tài)列方程即可求解正確結(jié)果.14．（10分）輕質(zhì)細繩吊著一質(zhì)量為、邊長為、匝數(shù)的正方形線圈，總電阻為。邊長為的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖甲所示，磁場方向垂直紙面向里，大小隨時間變化如圖乙所示，從開始經(jīng)時間細線開始松弛，取，求：（1）在前時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動勢大小和判斷線圈中的電流方向（順時針還是逆時針）？（2）在前時間內(nèi)線圈的電功率？（3）的值？【答案】（1），逆時針方向（2）（3）【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，以及知道細線開始松馳時，線圈所受的安培力和重力平衡。15．（15分）如圖所示，一根足夠長的粗金屬棒MN固定放置，它的M端連一個定值電阻R，定值電阻的另一端連接在金屬軸O上，另外一根長為l的金屬棒ab，a端與軸O相連，b端與MN棒上的一點接觸，此時ab與MN間的夾角為?？臻g存在著方向垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B?，F(xiàn)使ab棒以O(shè)為軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動半周，角速度大小為ω，轉(zhuǎn)動過程中與MN棒接觸良好，兩金屬棒及導(dǎo)線的