（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題四 電路與電磁感應(yīng) 第14講 選擇題對“三定則、兩定律”的考查限時練（含解析）-人教版高三全冊物理試題

選擇題對“三定則、兩定律”的考查[A組基礎(chǔ)題練熟練快]1．(2019·北京昌平區(qū)抽測)隨著電動汽車的大量普及，汽車無線充電受到越來越多的關(guān)注．無線充電簡單方便，不需手動操作，沒有線纜拖拽，大大提高了用戶體驗(yàn)．將受電線圈安裝在汽車的底盤上，將供電線圈安裝在地面上，如圖所示．當(dāng)電動汽車行駛到供電線圈裝置上，受電線圈即可“接受”到供電線圈的電流，從而對蓄電池進(jìn)行充電．關(guān)于無線充電，下列說法正確的是()A．無線充電技術(shù)與變壓器的工作原理相同B．為了保護(hù)受電線圈不受損壞，可在車底加裝一個金屬護(hù)板C．只有將供電線圈接到直流電源上，才能對蓄電池進(jìn)行充電D．當(dāng)受電線圈沒有對準(zhǔn)供電線圈(二者沒有完全重合)時，將不能進(jìn)行無線充電解析：無線充電技術(shù)與變壓器都是利用電磁感應(yīng)原理，故A正確；加裝的金屬護(hù)板會產(chǎn)生渦流，渦流會產(chǎn)生熱量，且可能會熔化金屬，故加裝金屬護(hù)板浪費(fèi)能量，還可能損壞電器，故B錯誤；應(yīng)將供電線圈接到交流電源上，對電池進(jìn)行充電，故C錯誤；當(dāng)受電線圈沒有對準(zhǔn)供電線圈(二者沒有完全重合)時，也可以進(jìn)行無線充電，故D錯誤．答案：A2．(2019·上海普陀區(qū)二模)如圖為某同學(xué)的小制作，裝置A中有磁鐵和可轉(zhuǎn)動的線圈．當(dāng)有風(fēng)吹向風(fēng)扇時扇葉轉(zhuǎn)動，引起燈泡發(fā)光．引起燈泡發(fā)光的原因是()A．線圈切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流B．磁極間的相互作用C．電流的磁效應(yīng)D．磁場對導(dǎo)線有力的作用解析：風(fēng)吹向風(fēng)扇時扇葉轉(zhuǎn)動，帶動線圈轉(zhuǎn)動，線圈就會切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確，B、C、D錯誤．答案：A3．(多選)(2019·衡水金卷質(zhì)測)如圖所示，金屬圓環(huán)放置在水平桌面上，一個質(zhì)量為m的圓柱形永磁體軸線與圓環(huán)軸線重合，永磁體下端為N極．將永磁體由靜止釋放，永磁體下落h高度到達(dá)P點(diǎn)時速度大小為v，向下的加速度大小為a，圓環(huán)的質(zhì)量為M，重力加速度為g，不計空氣阻力，則()A．俯視看，圓環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時針方向B．永磁體下落的整個過程先加速后減速，下降到某一高度時速度可能為零C．永磁體運(yùn)動到P點(diǎn)時，圓環(huán)對桌面的壓力大小為Mg＋mg－maD．永磁體運(yùn)動到P點(diǎn)時，圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱為mgh＋eq\f(1,2)mv2解析：磁鐵下落時，根據(jù)楞次定律可得，俯視看，圓環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時針方向，選項(xiàng)A正確；永磁體下落的整個過程，開始時速度增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流增加，磁鐵受到向上的安培力變大，磁鐵的加速度減小，根據(jù)楞次定律可知“阻礙”不是“阻止”，即磁鐵的速度不可能減到零，否則安培力就是零，物體還會向下運(yùn)動，選項(xiàng)B錯誤；永磁體運(yùn)動到P點(diǎn)時，根據(jù)牛頓第二定律：mg－F安＝ma；對圓環(huán)：Mg＋F安＝N，則N＝Mg＋mg－ma，由牛頓第三定律可知圓環(huán)對桌面的壓力大小為Mg＋mg－ma，選項(xiàng)C正確；由能量守恒定律可得，永磁體運(yùn)動到P點(diǎn)時，圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱為mgh－eq\f(1,2)mv2，選項(xiàng)D錯誤；故選A、C.答案：AC4．(2019·東北三省三校聯(lián)考)如圖，水平放置兩個同心金屬半圓環(huán)，半徑分別為r和2r，兩環(huán)間分布著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在兩環(huán)間連接一個電容為C的電容器，c、d是電容器的兩個極板，ab是可繞圓心轉(zhuǎn)動，長為r的金屬桿，沿半徑方向放置在兩環(huán)間且接觸良好．現(xiàn)讓金屬桿繞圓心以恒定角速度ω沿逆時針轉(zhuǎn)動．不計一切電阻，則下列說法正確的是()A．電容器c極板帶負(fù)電B．cd間電壓逐漸增大C．金屬桿ab產(chǎn)生的電動勢為Bωr2D．電容器所帶電荷量為eq\f(3,2)CBωr2解析：根據(jù)右手定則可知，ab桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，a端為低電勢、b端為高電勢，則電容器c板帶正電，d板帶負(fù)電，故A錯誤；根據(jù)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為：E＝BLv＝Brω×eq\f(r＋2r,2)＝eq\f(3,2)Br2ω，故B、C錯誤；根據(jù)電容器電荷量的計算公式得：Q＝CU＝eq\f(3,2)CBωr2，故D正確．答案：D5．(多選)(2019·福建莆田質(zhì)檢)如圖甲，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，左端接電阻R，金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置．現(xiàn)給棒ab一個水平向右的初速度v0，同時對其施加一個水平向右的外力F，F(xiàn)與棒ab的速度v的關(guān)系如圖乙．棒ab與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻可忽略不計，則棒ab運(yùn)動的vt圖象可能是()解析：設(shè)某時刻導(dǎo)體棒的速度為v，則由牛頓第二定律：F－Beq\f(BLv,R)L＝ma，由題圖可知F＝kv，則kv－eq\f(B2L2v,R)＝ma，若開始時a＝0，則導(dǎo)體棒保持勻速運(yùn)動，選項(xiàng)A正確；由題圖可知隨F增大，速度v增加，由kv－eq\f(B2L2v,R)＝ma可知，加速度a和速度v成正比關(guān)系，即隨速度的增加，加速度增加，vt線的斜率增大，選項(xiàng)D正確，B、C錯誤；故選A、D.答案：AD6．(2019·湖南四市聯(lián)考)如圖所示，正方形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中靜止不動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，t＝0時刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里．下列選項(xiàng)中能表示線框的ab邊受到的磁場力F隨時間t的變化關(guān)系的是(規(guī)定水平向左為力的正方向)()解析：0～1s：磁場方向向里且均勻減小，由楞次定律可得，線圈中產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，電流恒定，所以ab邊受到的安培力FA＝BIL均勻減小，由左手定則可知，安培力方向向左即為正，1～3s：磁場方向向外且均勻增大，由楞次定律可得，線圈中產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，電流恒定，所以ab邊受到的安培力FA＝BIL均勻增大，由左手定則可知，安培力方向向右即為負(fù)；3～5s：磁場方向向外且均勻減小，由楞次定律可得，線圈中產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流，由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，電流恒定，所以ab邊受到的安培力FA＝BIL均勻減小，由左手定則可知，安培力方向向左即為正；綜合上述分析可知A正確．答案：A7．(2019·山東煙臺一模)如圖所示，空間有兩個寬度分別為L和2L的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B，左側(cè)磁場方向垂直于紙面向里，右側(cè)磁場方向垂直于紙面向外，abcd是一個均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框，線框以垂直于磁場邊界的速度v勻速通過兩個磁場區(qū)域，在運(yùn)動過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場的邊界平行．設(shè)線框cd邊剛進(jìn)入磁場的位置為x＝0，x軸正方向水平向右，從線框cd邊剛進(jìn)入磁場開始到整個線框離開磁場區(qū)域的過程中，線框受到的安培力F(規(guī)定水平向右為正方向)隨著位置x變化的圖象正確的是()解析：第一個過程：cd邊剛進(jìn)入左側(cè)磁場到ab剛要進(jìn)入左側(cè)磁場的過程，cd邊受安培力，大小為F0＝BIL＝Beq\f(BLv,R)L＝eq\f(B2L2v,R)，方向向左．第二個過程：cd剛進(jìn)入右側(cè)磁場到ab剛進(jìn)入右側(cè)磁場的過程中，線框受到的安培力為：F＝2BI′L＝2Beq\f(2BLv,R)L＝4eq\f(B2L2v,R)＝4F0，方向向左．第三個過程：ab邊離開左側(cè)磁場到cd邊到右側(cè)磁場的右邊界，在這個過程，線框中沒有感應(yīng)電流，所以線框不受安培力的作用．第四個過程：cd邊剛離開右側(cè)磁場到ab邊剛離開右側(cè)磁場的過程，ab邊受安培力，大小為F＝BIL＝Beq\f(BLv,R)L＝eq\f(B2L2v,R)＝F0，方向向左．綜合以上分析，C正確．答案：C8．(2019·河北唐山聯(lián)考)如圖所示，水平桌面上固定兩條光滑平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌左端連接電源，整個裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)將兩根質(zhì)量相同的導(dǎo)體棒M、N依次靜置于導(dǎo)軌上的同一位置，接通電源，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌從桌面右側(cè)水平拋出，始終與地面平行，落地位置與導(dǎo)軌右端的水平距離分別為s1和s2.不計電源和導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，則安培力對導(dǎo)體棒做功之比為()A．1∶1 B．seq\o\al(2,1)∶seq\o\al(2,2)C．s1∶s2 D.eq\r(s1)∶eq\r(s2)解析：由題可知，安培力做功使導(dǎo)體棒獲得動能，從而獲得速度，然后水平拋出，做平拋運(yùn)動，由于高度一定，則時間一定，設(shè)為t，則被拋出時的速度為：v＝eq\f(s,t)，則安培力做功為：W＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(s,t)))2，由題可知，兩個導(dǎo)體棒落地位置與導(dǎo)軌右端的水平距離分別為s1和s2，而且導(dǎo)體棒質(zhì)量相同，則安培力做功之比為：eq\f(W1,W2)＝eq\f(s\o\al(2,1),s\o\al(2,2))，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯誤．答案：B[B組中難題目練通抓牢]9．(2019·江蘇蘇州調(diào)研)圖甲為興趣小組制作的無線充電裝置中受電線圈示意圖，已知線圈匝數(shù)n＝100匝、電阻r＝1Ω、橫截面積S＝1.5×10－3m2，外接電阻R＝7Ω.線圈處在平行于線圈軸線的磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化如圖乙所示，設(shè)磁場的正方向水平向左，則()A．在t＝0.005s時通過電阻R的電流大小為0B．在t＝0.005s時通過電阻R的電流方向由a流向bC．在0～0.01s內(nèi)通過電阻R的電荷量q＝1.5×10－3CD．在0.02～0.03s內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝1.8×10－3J解析：在t＝0.005s時，磁通量變化最快，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢最大，通過R的感應(yīng)電流最大，故A錯誤；在t＝0.005s時，穿過線圈的磁通量向左減小，根據(jù)“楞次定律”可知，感應(yīng)電流方向由b流向a，故B錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，I＝eq\f(E,R＋r)，q＝IΔt，聯(lián)立可得q＝eq\f(nΔΦ,R＋r)＝eq\f(100×1.5×10－3×8×10－2,7＋1)C＝1.5×10－3C，故C正確；由于磁感應(yīng)強(qiáng)度按正弦規(guī)律變化，ω＝eq\f(2π,0.02)＝100πrad/s，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值Em＝nΦmω＝100×4×10－2×1.5×10－3×100πV＝0.6πV，電流的有效值為I＝eq\f(Em,\r(2)R＋r)＝eq\f(0.6π,8\r(2))A，在0.02～0.03s內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2Rt＝1.94×10－3J，故D錯誤．答案：C10．(2019·全國考試大綱調(diào)研卷)如圖所示的甲、乙、丙圖中，MN、PQ是固定在同一水平面內(nèi)足夠長的平行金屬導(dǎo)軌．導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌都處于垂直水平面向下的勻強(qiáng)磁場中．導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間接觸良好且摩擦不計，導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，甲圖中的電容器C原來不帶電．今給導(dǎo)體棒ab一個向右的初速度v0，在甲、乙、丙圖中導(dǎo)體棒ab在磁場中的最終運(yùn)動狀態(tài)是()A．甲、丙中，棒ab最終將以相同速度做勻速運(yùn)動；乙中ab棒最終靜止B．甲、丙中，棒ab最終將以不同速度做勻速運(yùn)動；乙中ab棒最終靜止C．甲、乙、丙中，棒ab最終均做勻速運(yùn)動D．甲、乙、丙中，棒ab最終都靜止解析：圖甲中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流而使電容器充電，當(dāng)電容器C極板間電壓與導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等時，電路中沒有電流，ab棒不受安培力，向右做勻速運(yùn)動；圖乙中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過電阻R轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，ab棒速度減小，當(dāng)ab棒的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時，ab棒靜止；圖丙中，導(dǎo)體棒先受到向左的安培力作用向右做減速運(yùn)動，速度減為零后再在安培力作用下向左做加速運(yùn)動，當(dāng)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與電源的電動勢相等時，電路中沒有電流，ab棒向左做勻速運(yùn)動，故B正確．答案：B11．(多選)平行導(dǎo)軌放置在絕緣水平面上，間距l(xiāng)＝0.2m，導(dǎo)軌左端接有電阻R，阻值為1Ω，導(dǎo)體棒ab靜止地放置在導(dǎo)軌上，如圖甲所示，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻可忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下．現(xiàn)外力F作用在導(dǎo)體棒上，使之做勻加速運(yùn)動，已知力F與時間t的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是()A．導(dǎo)體棒中的電流從b端流向a端B．導(dǎo)體棒的加速度為10m/s2C．在未知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間是否存在摩擦力的情況下，無法求解導(dǎo)體棒運(yùn)動的加速度D．若導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，則導(dǎo)體棒的質(zhì)量為eq\f(1,12)kg解析：根據(jù)右手定則可判斷，導(dǎo)體棒中的電流從b端流向a端，選項(xiàng)A正確；導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上做勻加速直線運(yùn)動，用v表示其速度，t表示時間，則有v＝at，棒切割磁感線，將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E＝Blv，在棒、導(dǎo)軌和電阻的閉合電路中產(chǎn)生電流I＝eq\f(E,R)，棒受到的安培力f＝BIl，根據(jù)牛頓第二定律，有F－f－f′＝ma，又因f′＝μmg，聯(lián)立以上各式，得F＝ma＋μmg＋eq\f(B2l2,R)at，由題圖乙可解得a＝10m/s2，若動摩擦因數(shù)μ＝0.2，則m＝eq\f(1,12)kg，選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)C錯誤．答案：ABD12．(多選)(2019·江南十校聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組制作一個金屬安檢儀，原理可簡化為圖示模型．正方形金屬線圈abcd平放在粗糙水平傳送帶上，被電動機(jī)帶動一起以速度v勻速運(yùn)動，線圈邊長為L，電阻為R，質(zhì)量為m，有一邊界寬度也為L的矩形磁場垂直于傳送帶，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，且邊界與線圈bc邊平行．已知線圈穿過磁場區(qū)域的過程中速度不變，下列說法中正確的是()A．線圈進(jìn)入磁場時回路中感應(yīng)電流的方向與穿出時相反B．線圈進(jìn)入磁場時所受靜摩擦力的方向與穿出時相反C．線圈進(jìn)入磁場區(qū)域的過程中通過導(dǎo)線某一橫截面的電荷量為eq\f(BL2,R)D．線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中電動機(jī)多消耗的電功率為eq\f(2B2L2v2,R)解析：線圈進(jìn)入磁場時與穿出磁場時的磁通量變化相反，據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場方向相反，感應(yīng)電流的方向相反，故A項(xiàng)正確．線圈進(jìn)入磁場時回路中感應(yīng)電流的方向與穿出時相反，據(jù)左手定則知，線圈進(jìn)入磁場時所受安培力的方向與穿出時相同，由線圈的受力平衡知靜摩擦力的方向相同，故B項(xiàng)錯誤．線圈進(jìn)入磁場過程中，通過導(dǎo)線某一橫截面的電荷量q＝eq\x\to(I)t＝eq\f(\x\to(E),R)t＝eq\f(ΔΦ,Rt)t＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(BL2,R)，故C項(xiàng)正確．線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中電動機(jī)多消耗的電功率P＝Fv＝BILv＝Beq\f(BLv,R)Lv＝eq\f(B2L2v2,R)，故D項(xiàng)錯誤．答案：AC[C組探究創(chuàng)新從容應(yīng)對]13．(多選)(2019·江蘇南通聯(lián)考)健身車的磁控阻力原理如圖所示，在銅質(zhì)飛輪的外側(cè)有一些磁鐵(與飛輪不接觸)，人在健身時帶動飛輪轉(zhuǎn)動，磁鐵會對飛輪產(chǎn)生阻礙，拉動控制拉桿可以改變磁鐵與飛輪間的距離．則()A．飛輪受到阻力大小與其材料密度有關(guān)B．飛輪受到阻力大小與其材料電阻率無關(guān)C．飛輪轉(zhuǎn)速一定時，磁鐵越靠近飛輪，其受到的阻力越大D．磁鐵與飛輪間距離不變時，飛輪轉(zhuǎn)速越大，其受到阻力越大解析：飛輪在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動，所以會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，磁場會對運(yùn)動的飛輪產(chǎn)生阻力，以阻礙飛輪與磁場之間的相對運(yùn)動，所以飛輪受到的阻力主要來源于磁鐵對它的安培力，而安培力大小與其材料的電阻率有關(guān)，與其密度無關(guān)，故A、B錯誤；磁鐵越靠近飛輪，飛輪處的