專項(xiàng)09 電磁感應(yīng)-高考?jí)狠S專項(xiàng)突破 (原卷版)

2022屆高考?jí)狠S專項(xiàng)突破—電磁感應(yīng)一、單選題1．（2022·廣東汕頭·模擬預(yù)測）物理學(xué)的基本原理在生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用．在下列四種器件中，利用電磁感應(yīng)原理工作的是（）A．扼流圈B．示波管C．顯像管D．質(zhì)譜儀2．（2022·湖南·雅禮中學(xué)一模）醫(yī)生給心臟疾病患者做手術(shù)時(shí)，往往要用一種稱為“人工心臟泵”血泵的體外裝置來代替心臟工作，推動(dòng)血液循環(huán)。如圖所示為該裝置的示意圖，線圈固定在用軟鐵制成的活塞柄上，通電時(shí)線圈與活塞柄組成的系統(tǒng)與固定在左側(cè)的磁體相互作用，從而帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)?；钊餐ㄟ^閥門與血管相通，閥門只能向活塞筒外開啟，閥門只能向活塞筒內(nèi)開啟。對于上述結(jié)構(gòu)在物理方面的工作原理，下列說法正確的是（）A．線圈中的電流從端流向端時(shí)，活塞向左運(yùn)動(dòng)B．線圈中通有的恒定電流越大，人工心臟泵的動(dòng)力越足C．若給線圈通入低頻交流電，人工心臟泵也可能正常工作D．若不給線圈通電，直接將線圈的A、兩端用導(dǎo)線連接，將該裝置置于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的方向水平的磁場中，人工心臟泵也可以正常工作3．（2022·遼寧·建平縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)測）如圖為“天宮一號(hào)”空間站與地球的合照。假設(shè)“天官一號(hào)”空間站正以v=7.7km/s的速度繞地球自西向東做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，太陽帆板MN處于豎直方向且與運(yùn)行速度方向垂直，M、N兩點(diǎn)間距離L=40m，此時(shí)太陽能帆板處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于MN與速度所在的平面分量B=1.0×10-5T，將太陽帆板視為導(dǎo)體，下列說法正確的是（）A．M點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢，MN間感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E=3.08VB．N點(diǎn)電勢高于M點(diǎn)電勢，MN間感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E=3.08VC．M點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢，MN間感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E=1.54VD．N點(diǎn)電勢高于M點(diǎn)電勢，MN間感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E=1.54V4．（2022·寧夏吳忠·模擬預(yù)測）如圖，一線圈匝數(shù)為n，橫截面積為S，總電阻為r，處于一個(gè)均勻增強(qiáng)的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為k（k>0且為常量），磁場方向水平向右且與線圈平面垂直，電容器的電容為C，兩個(gè)電阻的阻值分別為r和2r。下列說法正確的是（）A．電容器下極板帶正電B．此線圈的熱功率為C．電容器所帶電荷量為D．電容器所帶電荷量為5．（2022·浙江臺(tái)州·二模）如圖是一種延時(shí)繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B，線圈A跟電源連接，線圈B兩端連在一起構(gòu)成閉合電路，鐵質(zhì)桿D的右端與金屬觸頭C絕緣相連，C連接工作電路，彈簧K可以拉起桿D從而使工作電路斷開。下列說法正確的是（）A．工作電路正常工作時(shí)，彈簧K處于原長狀態(tài)B．工作電路正常工作時(shí)，B線圈中有感應(yīng)電流C．開關(guān)S斷開瞬間，鐵芯能繼續(xù)吸住鐵桿D一小段時(shí)間D．減少線圖B的匝數(shù)，對電路的延時(shí)效果沒有影響6．（2022·山西·榆次一中模擬預(yù)測）渦流內(nèi)檢測技術(shù)是一項(xiàng)用來檢測各種金屬管道是否有破損的技術(shù)。下圖是檢測儀在管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)及其工作原理剖面示意圖，當(dāng)激勵(lì)線圈中通以正弦交流電時(shí)，金屬管道壁內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流，渦流磁場會(huì)影響檢測線圈的電流。以下有關(guān)渦流內(nèi)檢測儀的說法正確的是（）A．檢測線圈消耗功率等于激勵(lì)線圈輸入功率B．在管道內(nèi)某處檢測時(shí)，如果只增大激勵(lì)線圈中交流電的頻率，則檢測線圈的電流強(qiáng)度不變C．在管道內(nèi)某處檢測時(shí)，如果只增大激勵(lì)線圈中交流電的頻率，則檢測儀消耗功率將變大D．當(dāng)檢測儀從金屬管道完好處進(jìn)入到破損處檢測時(shí)，管道壁中將產(chǎn)生更強(qiáng)的渦流二、多選題7．（2022·廣東茂名·二模）如圖甲所示為市面上的一款自發(fā)電無線門鈴，按下按鍵，按鍵將推動(dòng)永磁鐵運(yùn)動(dòng)（平面運(yùn)動(dòng)如圖乙所示），即能產(chǎn)生電能供給發(fā)射器部件（接線圈兩端，圖中沒有畫出）正常工作。松開按鍵后，在彈簧的作用下按鍵將恢復(fù)原位。關(guān)于按壓按鍵和松開按鍵反彈過程中，下列說法正確的是（）A．連續(xù)按壓和松開按鍵過程，線圈中一定產(chǎn)生交變電流B．按壓和松開按鍵過程，線圈中都產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢C．按住門鈴按鍵保持不動(dòng)，線圈中一直保持有感應(yīng)電流D．按鍵反彈過程，彈簧的彈性勢能部分轉(zhuǎn)化為電能8．（2022·湖南長沙·二模）某發(fā)光元件D的伏安特性曲線如右圖所示，元件在達(dá)到正向?qū)妷篣D后能夠發(fā)光，為了簡化問題，可認(rèn)為發(fā)光后元件兩端電壓保持為UD不變（UD附近伏安特性曲線的斜率極陡），電壓小于UD或加反向電壓時(shí)，元件均處于截止?fàn)顟B(tài)。將該元件通過水平直導(dǎo)線MN接入光滑豎直平行導(dǎo)軌中，如右圖所示，該導(dǎo)軌間距L=0.5m，MN下方0.4m處有一根導(dǎo)體棒PQ水平跨接在導(dǎo)軌上，緊接PQ正下方的導(dǎo)軌間交替分布著垂直紙面方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T，寬度d=0.1m的勻強(qiáng)磁場，除發(fā)光元件外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)軌足夠長，重力加速度g=10m/s2，空氣阻力不計(jì)。開始時(shí)鎖定PQ，在PQ正上方空間里施加一垂直紙面向外均勻增加的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為時(shí)，元件恰好能導(dǎo)通發(fā)光，下列說法正確的有（）A．UD的值為2.5VB．流過元件D的電流方向?yàn)镹→MC．撤去PQ上方的磁場同時(shí)解除鎖定，元件再次發(fā)光時(shí)PQ所在的磁場區(qū)域序號(hào)n為14D．在C的條件下，元件最終的閃爍周期（連續(xù)明暗一次的時(shí)間）約為0.0396s9．（2022·山東濟(jì)寧·一模）兩個(gè)完全相同的正方形勻質(zhì)金屬框1、2，邊長均為L，通過長為2L的絕緣輕質(zhì)桿相連，構(gòu)成如圖所示的組合體。距離組合體下底邊L處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。磁場區(qū)域上下邊界水平，高度為L，左右寬度足夠大。把該組合體在垂直磁場的平面內(nèi)以初速度水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設(shè)置合適的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B（B未知）使兩個(gè)金屬框在磁場中都恰好勻速通過磁場，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是（）A．金屬框1、2通過磁場區(qū)域時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小滿足B．每個(gè)金屬框通過磁場的過程中，該金屬框中電流的大小和方向均保持不變C．兩個(gè)金屬框通過磁場的過程中克服安培力做功的功率相等D．兩個(gè)金屬框通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量相同10．（2022·安徽·定遠(yuǎn)二中模擬預(yù)測）如圖所示，一個(gè)等腰直角三角形金屬線框直角頂點(diǎn)處不閉合，豎直放置于水平勻強(qiáng)磁場中，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為，線框平面與磁場方向垂直，線框的斜邊長為，定值電阻阻值為，其余部分線框電阻可忽略不計(jì)。現(xiàn)有一質(zhì)量分布均勻的導(dǎo)體棒水平放置，中心在線框最高點(diǎn)O處由靜止釋放（導(dǎo)體棒足夠長，電阻不計(jì)），導(dǎo)體棒在下落過程中與線框始終保持良好接觸。不計(jì)摩擦和空氣阻力，下列說法中正確的是（）A．離開磁場前導(dǎo)體棒可能先加速后減速B．離開磁場前導(dǎo)體棒一定一直加速C．導(dǎo)體棒下落的過程中，流過的電荷量為D．導(dǎo)體棒下落過程機(jī)械能的減少量等于電阻上產(chǎn)生的熱量11．（2022·遼寧遼陽·二模）一跑步機(jī)的原理圖如圖所示，該跑步機(jī)水平底面固定有間距L＝0.8m的平行金屬電極，電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，且接有理想電壓表和阻值為的定值電阻R，勻速運(yùn)動(dòng)的絕緣橡膠帶上鍍有電阻均為的平行細(xì)金屬條，金屬條間距等于電極長度d且與電極接觸良好。某人勻速跑步時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.8V。下列說法正確的是（）A．通過電阻R的電流為0.2AB．細(xì)金屬條的速度大小為2.5m/sC．每2s內(nèi)通過電阻R的電荷量為0.2CD．人克服細(xì)金屬條所受安培力做功的功率為0.2W12．（2022·河北·模擬預(yù)測）水平面上固定相距為d的光滑直軌道MN和PQ，在N、Q之間連接不計(jì)電阻的電感線圈L和電阻R.勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向上，在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m，電阻不計(jì)的金屬桿ab，在直導(dǎo)軌右側(cè)有兩個(gè)固定擋塊C、D，CD連線與導(dǎo)軌垂直．現(xiàn)給金屬桿ab沿軌道向右的初速度v0，當(dāng)ab即將撞上CD時(shí)速度為v，撞后速度立即變?yōu)榱愕慌c擋塊粘連．以下說法正確的是()A．a(chǎn)b向右做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)ab撞上CD后，將會(huì)向左運(yùn)動(dòng)C．a(chǎn)b在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力為D．從ab開始運(yùn)動(dòng)到撞上CD時(shí)，電阻R上產(chǎn)生的熱量小于三、解答題13．（2022·江蘇南京·三模）某風(fēng)速實(shí)驗(yàn)裝置由風(fēng)杯組系統(tǒng)（甲圖）和電磁信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)（乙圖）兩部分組成．電磁信號(hào)產(chǎn)生器由圓形勻強(qiáng)磁場和固定于風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸上的導(dǎo)體棒OA組成（O點(diǎn)連接風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸），磁場半徑為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，導(dǎo)體棒OA長為1.5L，電阻為r，風(fēng)推動(dòng)風(fēng)杯組繞水平軸順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)杯中心到轉(zhuǎn)軸距離為2L，導(dǎo)體棒每轉(zhuǎn)一周A端與彈性簧片接觸一次，接觸時(shí)產(chǎn)生的電流強(qiáng)度恒為I。圖中電阻為R，其余電阻不計(jì)。求：（1）當(dāng)導(dǎo)體棒與彈性簧片接觸時(shí)，OA兩端電勢差UOA；（2）風(fēng)杯的速率v。14．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）有一種兒童滑板車，輪子一轉(zhuǎn)動(dòng)就閃光，車輪里有磁體、線圈組成的簡易發(fā)電系統(tǒng)，可對發(fā)光二極管供電。該系統(tǒng)可簡化為以下模型：如圖所示，一邊長為l的正方形單匝線框abcd在水平向右的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的ab邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知線框的電阻為R，線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為n，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。求：（1）在圖示水平位置時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的大??；（2）從圖示水平位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，流過線框的電荷量及線框中產(chǎn)生的焦耳熱。15．（2022·上?！つM預(yù)測）據(jù)報(bào)道，一法國攝影師拍到“天宮一號(hào)”空間站飛過太陽的瞬間。照片中，“天宮一號(hào)”的太陽帆板輪廓清晰可見。如圖所示，假設(shè)“天宮一號(hào)”正以速度v=7.7km/s繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與太陽帆板兩端M、N的連線垂直，M、N間的距離L=20m，地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于v，MN所在平面的分量B=1.0×10﹣5T，將太陽帆板視為導(dǎo)體。（1）求M、N間感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E；（2）在太陽帆板上將一只“1.5V、0.3W”的小燈泡與M、N相連構(gòu)成閉合電路，不計(jì)太陽帆板和導(dǎo)線的電阻。試判斷小燈泡能否發(fā)光，并說明理由；（3）取地球半徑R=6.4×103km，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，試估算“天宮一號(hào)”距離地球表面的高度h（計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。16．（2022·北京市昌平區(qū)前鋒學(xué)校二模）類比是研究問題的常用方法（1）情境1：如圖甲所示，將一彈簧振子放置在光滑的水平面上，以彈簧處于原長時(shí)物塊所處位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O、水平向右為正方向建立x軸。當(dāng)振子偏離平衡位置的位移為x時(shí)，其回復(fù)力為；而、、，可以得到振子位移x隨時(shí)間t變化的方程為（①式）。將物塊從O點(diǎn)右側(cè)某一位置由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，在圖乙所示的坐標(biāo)系中定性畫出彈簧振子的位移x隨時(shí)間t變化的圖像。（2）情境2：如圖甲所示，電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)；電容器的電容為C，自感線圈的自感系數(shù)為L，電阻不計(jì)，開關(guān)S先接1，給電容器充電；然后將開關(guān)接2，發(fā)現(xiàn)電容器極板的電荷量隨時(shí)間t的變化規(guī)律與情境1中振子位移x隨時(shí)間t的變化規(guī)律類似。a.類比①式，寫出電荷量隨時(shí)間t的變化方程；b.從開關(guān)S接2瞬間開始計(jì)時(shí)，在圖乙所示的坐標(biāo)系中定性畫出電容器上極板的電荷量隨時(shí)間t變化的圖像。（3）質(zhì)量是物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性大小的量度，在電磁現(xiàn)象中也存在“慣性”。在情境2中，哪個(gè)物理量可用來度量電磁“慣性”的大?。俊敬鸢浮浚?）；（2）a.，b.；（3）自感系數(shù)L17．（2022·湖南永州·三模）如圖（甲），超級(jí)高鐵（Hyperloop）是一種以“真空管道運(yùn)輸”為理論核心設(shè)計(jì)的交通工具。如圖（乙），已知管道中固定著兩根平行金屬導(dǎo)軌、，兩導(dǎo)軌間距為；材料不同的運(yùn)輸車一、二的質(zhì)量都為，橫截面都是半徑為的圓。運(yùn)輸車一、二上都固定著有間距為、與導(dǎo)軌垂直的兩根相同導(dǎo)體棒1和2，每根導(dǎo)體棒的電阻都為，每段長度為的導(dǎo)軌的電阻也都為。其他電阻忽略不計(jì)，重力加速度為。（1）在水平導(dǎo)軌上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，此時(shí)不考慮摩擦