高考物理大一輪復(fù)習第十章電磁感應(yīng)本章綜合能力提升練含解析教科版.docx

本章綜合能力提升練一、單項選擇題1.下列沒有利用渦流的是()A.金屬探測器B.變壓器中用互相絕緣的硅鋼片疊成鐵芯C.用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐D.磁電式儀表的線圈用鋁框做骨架答案B解析金屬探測器、真空冶煉爐都是利用渦流現(xiàn)象工作的，磁電式儀表利用渦流能讓指針快速穩(wěn)定，也是利用渦流現(xiàn)象，變壓器中的硅鋼片是為了防止渦流產(chǎn)生鐵損.2.如圖1所示，金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路，金屬棒ab在勻強磁場B中沿導(dǎo)軌向右運動，則()圖1A.ab棒不受安培力作用B.ab棒所受安培力的方向向右C.ab棒向右運動速度v越大，所受安培力越大D.螺線管產(chǎn)生的磁場，A端為N極答案C解析金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運動時，安培力方向向左，“阻礙”其運動，選項A、B錯誤；金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運動時，感應(yīng)電動勢EBlv，感應(yīng)電流I，安培力FBIl，可見，選項C正確；根據(jù)右手定則可知，流過金屬棒ab的感應(yīng)電流的方向是從b流向a，所以流過螺線管的電流方向是從A端到達B端，根據(jù)右手螺旋定則可知，螺線管的A端為S極，選項D錯誤.3.在水平面內(nèi)有一固定的U形裸金屬框架，框架上靜止放置一根粗糙的金屬桿ab，整個裝置放在豎直方向的勻強磁場中，如圖2所示.下列說法中正確的是()圖2A.只有當磁場方向向上且增強，ab桿才可能向左移動B.只有當磁場方向向下且減弱，ab桿才可能向右移動C.無論磁場方向如何，只要磁場減弱，ab桿就可能向右移動D.當磁場變化時，ab桿中一定有電流產(chǎn)生，且一定會移動答案C解析由楞次定律可知，當閉合回路的磁通量增大時，導(dǎo)體棒將向左移動，阻礙磁通量的增加，當閉合回路的磁通量減小時，導(dǎo)體棒將向右移動，以便阻礙磁通量的減小，與磁場方向無關(guān)，故選C.4.(2017天津理綜3)如圖3所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R.金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)使磁感應(yīng)強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是()圖3A.ab中的感應(yīng)電流方向由b到aB.ab中的感應(yīng)電流逐漸減小C.ab所受的安培力保持不變D.ab所受的靜摩擦力逐漸減小答案D解析金屬棒ab、電阻R、導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路，磁感應(yīng)強度均勻減小(k為一定值)，則閉合回路中的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，可知回路中產(chǎn)生順時針方向(從上向下看)的感應(yīng)電流，ab中的電流方向由a到b，故A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢EkS，回路面積S不變，即感應(yīng)電動勢為定值，回路中的總電阻不變，所以ab中的電流大小不變，故B錯誤；安培力FBIL，電流大小和金屬棒長度不變，磁感應(yīng)強度減小，則安培力減小，故C錯誤；金屬棒處于靜止狀態(tài)，所受合力為零，對其受力分析，水平方向靜摩擦力Ff與安培力F等大反向，安培力減小，則靜摩擦力減小，故D正確.5.(2018福建省龍巖市一模)如圖4甲所示，用一根橫截面積為S、電阻率為的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的直徑.在ab的右側(cè)存在一個足夠大的勻強磁場，t0時刻磁場方向垂直于豎直圓環(huán)平面向里，磁場磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，則0t1時間內(nèi)()圖4A.圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為逆時針B.圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向先是順時針后是逆時針C.圓環(huán)一直具有擴張的趨勢D.圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為答案D解析磁通量先向里減小再向外增加，由楞次定律“增反減同”可知，線圈中的感應(yīng)電流方向一直為順時針，故A、B錯誤；由楞次定律的“來拒去留”可知，0t0時間內(nèi)，為了阻礙磁通量的減小，線圈有擴張的趨勢，t0t1時間內(nèi)為了阻礙磁通量的增大，線圈有縮小的趨勢，故C錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律得E，感應(yīng)電流I，故D正確.6.如圖5，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，方向平行于ab邊向上.當金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點的電勢分別為a、b、c.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是()圖5A.ac，金屬框中無電流B.bc，金屬框中電流方向沿abcaC.UbcBl2，金屬框中無電流D.UbcBl2，金屬框中電流方向沿acba答案C解析金屬框abc平面與磁場平行，轉(zhuǎn)動過程中磁通量始終為零，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項B、D錯誤.轉(zhuǎn)動過程中bc邊和ac邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由右手定則判斷ac，bc，選項A錯誤.由轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的公式得UbcBl2，選項C正確.7.(2018湖南省株洲市第二次質(zhì)檢)如圖6，沿東西方向站立的兩同學(左西右東)做“搖繩發(fā)電”實驗：把一條長導(dǎo)線的兩端連在一個靈敏電流計(零刻度在表盤中央)的兩個接線柱上，形成閉合回路，然后迅速搖動MN這段“繩”.假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道，則下列說法正確的是()圖6A.當“繩”搖到最高點時，“繩”中電流最大B.當“繩”搖到最低點時，“繩”受到的安培力最大C.當“繩”向下運動時，N點電勢比M點電勢高D.搖“繩”過程中，靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向不變答案C解析當“繩”搖到最高點時，繩轉(zhuǎn)動的速度與地磁場方向平行，不切割磁感線，沒有感應(yīng)電流，故A錯誤；當“繩”搖到最低點時，“繩”轉(zhuǎn)動的速度與地磁場方向平行，不切割磁感線，沒有感應(yīng)電流，“繩”不受安培力，故B錯誤.當“繩”向下運動時，地磁場向北，根據(jù)右手定則判斷可知，“繩”中N點電勢比M點電勢高，故C正確；在搖“繩”過程中，當“繩”向下運動和向上運動時，“繩”切割磁感線的方向變化，則感應(yīng)電流的方向變化，即靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向改變，選項D錯誤.二、多項選擇題8.(2018河南省濮陽市第三次模擬)如圖7，一根長為l、橫截面積為S的閉合軟導(dǎo)線置于光滑水平面上，其材料的電阻率為，導(dǎo)線內(nèi)單位體積的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，空間存在垂直紙面向里的磁場.某時刻起磁場開始減弱，磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律是BB0kt, 當軟導(dǎo)線形狀穩(wěn)定時，磁場方向仍然垂直紙面向里，此時()圖7A.軟導(dǎo)線將圍成一個圓形B.軟導(dǎo)線將圍成一個正方形C.導(dǎo)線中的電流為D.導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為答案AC解析當磁場的磁感應(yīng)強度減弱時，軟導(dǎo)線圍成的圖形的面積有擴大的趨勢，最終軟導(dǎo)線圍成一個圓形，故A正確，B錯誤；設(shè)線圈圍成的圓形半徑為r，則有：l2r，圓形的面積為：S1r2，線圈的電阻為：R，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：ES1k，感應(yīng)電流為：I，而IneSv，解得：v，故C正確，D錯誤.9.如圖8所示，a、b、c為三只完全相同的燈泡，L為電阻不計的純電感線圈，電源內(nèi)阻不計.下列判斷正確的是()圖8A.S閉合的瞬間，b、c兩燈亮度相同B.S閉合足夠長時間后，b、c兩燈亮度相同C.S斷開的瞬間，a、c兩燈立即熄滅D.S斷開后，b燈先突然閃亮后再逐漸變暗熄滅答案AD解析S閉合的瞬間，L中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的增加，此時可認為b、c兩燈串聯(lián)，則b、c兩燈亮度相同，選項A正確；由于L的電阻不計，則S閉合足夠長時間后，b燈被L短路，b燈熄滅，c燈變得更亮，選項B錯誤；S斷開的瞬間，通過各個燈原來的電流立即消失，而通過L的電流要通過三只燈泡形成新的回路，則a、c兩燈將逐漸熄滅，b燈中因為原來電流為零，所以b燈先突然閃亮后再逐漸變暗熄滅，選項C錯誤，D正確.10.(2018山東省臨沂市上學期期末)如圖9所示，水平面上有相距為L的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上靜止放有金屬桿a和b(桿a、b均與導(dǎo)軌垂直)，兩桿均位于勻強磁場的左側(cè)，讓桿a以速度v向右運動，當桿a與桿b發(fā)生彈性碰撞后，兩桿先后進入右側(cè)的磁場中，當桿a剛進入磁場時，桿b的速度剛好為a的一半.已知桿a、b的質(zhì)量分別為2m和m，接入電路的電阻均為R，其他電阻忽略不計，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，磁場區(qū)域足夠大，則()圖9A.桿a與桿b碰撞后，桿a的速度為，方向向右B.桿b剛進入磁場時，通過b的電流為C.從b進入磁場至a剛進入磁場時，該過程產(chǎn)生的焦耳熱為mv2D.桿a、b最終具有相同的速度，大小為答案ABC解析以向右為正方向，桿a與桿b發(fā)生彈性碰撞，由動量守恒和機械能守恒得2mv2mv1mv2，2mv22mv12mv22，解得v1，v2v，即桿a的速度為，方向向右，故A正確；桿b剛進入磁場時，通過b的電流為I，故B正確；從b進入磁場至a剛進入磁場時，由能量守恒得該過程產(chǎn)生的焦耳熱為Qmv22m2mv2，故C正確；a進入磁場后，a、b組成的系統(tǒng)，動量守恒，則有2mv1mv1(2mm)v3，解得v3v，即桿a、b最終具有相同的速度，大小為v，故D錯誤.三、非選擇題11.(2018山東省煙臺市上學期期末)如圖10甲所示，一水平放置的線圈，匝數(shù)n100匝，橫截面積S0.2m2，電阻r1，線圈處于水平向左的均勻變化的磁場中，磁感應(yīng)強度B1隨時間t變化關(guān)系圖像如圖乙所示.線圈與足夠長的豎直光滑導(dǎo)軌MN、PQ連接，導(dǎo)軌間距l(xiāng)20cm，導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌始終接觸良好，ab棒質(zhì)量m5g，接入電路的電阻R4，導(dǎo)軌的電阻不計，導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B20.5T.t0時，導(dǎo)體棒由靜止釋放，g取10m/s2，求：圖10(1)t0時，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大??；(2)t0時，導(dǎo)體棒ab兩端的電壓和導(dǎo)體棒的加速度大??；(3)導(dǎo)體棒ab到穩(wěn)定狀態(tài)時，導(dǎo)體棒所受重力的瞬時功率.答案(1)2V(2)1.6V2m/s2(3)0.25W解析(1)由題圖乙可知，線圈內(nèi)磁感應(yīng)強度變化率為0.1T/s由法拉第電磁感應(yīng)定律可知：E1nnS2V(2)t0時，回路中電流：I0.4A導(dǎo)體棒ab兩端的電壓UIR1.6V設(shè)此時導(dǎo)體棒的加速度為a，則由：mgB2Ilma得：ag2m/s2(3)當導(dǎo)體棒ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時，滿足：mgB2IlI得：v5m/s此時，導(dǎo)體棒所受重力的瞬時功率Pmgv0.25W.12.間距為l的兩平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成，如圖11所示，傾角為的導(dǎo)軌處于大小為B1，方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場區(qū)間中，水平導(dǎo)軌上的無磁場區(qū)間靜止放置一質(zhì)量為3m的“聯(lián)動雙桿”(由兩根長為l的金屬桿cd和ef，用長度為L的剛性絕緣桿連接而成)，在“聯(lián)動雙桿”右側(cè)存在大小為B2，方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場區(qū)間，其長度大于L，質(zhì)量為m，長為l的金屬桿ab，從傾斜導(dǎo)軌上端釋放，達到勻速后進入水平導(dǎo)軌(無能量損失)，桿ab與“聯(lián)動雙桿”發(fā)生碰撞后桿ab和cd合在一起形成“聯(lián)動三桿”，“聯(lián)動三桿”繼續(xù)沿水平導(dǎo)軌進入磁場區(qū)間并從中滑出，運動過程中，桿ab、cd和ef與導(dǎo)軌始終接觸良好，且保持與導(dǎo)軌垂直.已知桿ab、cd和ef電阻均為R0.02，m0.1kg，l0.5m，L0.3m，30，B10.1T，B20.2T，g10m/s2不計摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻，忽略磁場邊界效應(yīng).求：圖11(1)桿ab在傾斜導(dǎo)軌上勻速運動時的速度大小v0；(2)“聯(lián)動三桿”進入磁場區(qū)間前的速度大小v；(3)“聯(lián)動三桿”滑過磁場區(qū)間過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.答案(1)6m/s(2)