衡水中學(xué)2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)《電磁感應(yīng)》單元測試(含答案)

衡水中學(xué)《電磁感應(yīng)》綜合測試一.不定項(xiàng)選擇題（每題4分，共48分）1.如圖所示，PQ、MN是放置在水平面內(nèi)的光滑導(dǎo)軌，GH是長度為L、電阻為r的導(dǎo)體棒，其中點(diǎn)與一端固定的輕彈簧連接，輕彈簧的勁度系數(shù)為k.導(dǎo)體棒處在方向向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中.圖中E是電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻不計(jì)的直流電源，電容器的電容為C.閉合開關(guān)，待電路穩(wěn)定后，下列選項(xiàng)正確的是A.導(dǎo)體棒中電流為B.輕彈簧的長度增加C.輕彈簧的長度減少D.電容器帶電量為2.如圖所示，在同一水平面內(nèi)有兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，在兩導(dǎo)軌之間豎直放置通電螺線管，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別放在螺線管的左右兩側(cè)，保持開關(guān)閉合，最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向右滑動(dòng)時(shí)，ab和cd兩棒的運(yùn)動(dòng)情況是A.ab、cd都向左運(yùn)動(dòng)B.ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)C.ab向左，cd向右D.ab向右，cd向左3.如圖所示,兩條相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻,導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置并接觸良好,接入電路的電阻也為R。若給棒以平行導(dǎo)軌向右的初速度v0,當(dāng)流過棒截面的電荷量為q時(shí),棒的速度減為零,此過程中棒發(fā)生的位移為x。則在這一過程中A.當(dāng)流過棒的電荷為時(shí),棒的速度為B.當(dāng)棒發(fā)生位移為時(shí),棒的速度為C.在流過棒的電荷量q/2的過程中,棒釋放的熱量為D.定值電阻R釋放的熱量為4.如圖甲所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的區(qū)域?qū)挾葹?，磁感?yīng)強(qiáng)度的大小為．一邊長為、電阻為的正方形均勻?qū)Ь€框從圖示位置開始沿軸正方向以速度勻速穿過磁場區(qū)域，在乙圖中給出的線框、兩端的電壓與線框移動(dòng)距離的關(guān)系的圖象正確的是（）A.B.C.D.5.如下圖甲所示，一邊長L＝0.5m，質(zhì)量m＝0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個(gè)裝置處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T的勻強(qiáng)磁場中．金屬線框的一個(gè)邊與磁場的邊界MN重合，在水平拉力作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過t＝0.5s線框被拉出磁場．測得金屬線框中的電流I隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，在金屬線框被拉出磁場的過程中．下列說法正確的是（）A.通過線框?qū)Ь€截面的電量0.5CB.該金屬框的電阻0.80ΩC.水平力F隨時(shí)間t變化的表達(dá)式F＝2＋0.4t(單位為“N”)D.若把線框拉出磁場水平拉力做功1.10J，則該過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為0.2J6.如圖所示，光滑水平面上有一正方形金屬線框，線框的邊長為L、質(zhì)量為m、電阻為R，線框的右邊剛好與虛線AB重合，虛線的右側(cè)有垂直于水平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線框通過一繞過定滑輪的水平細(xì)線與一質(zhì)量為M的重物相連，重物離地面足夠高．現(xiàn)由靜止釋放金屬線框，當(dāng)線框剛要完全進(jìn)入磁場時(shí)加速度為零，則在線框進(jìn)入磁場的過程中：()A.線框的最大速度為：B.當(dāng)線框的速度為v(小于最大速度)時(shí)，線框的加速度為g－C.當(dāng)線框的速度為v（小于最大速度）時(shí)，細(xì)繩的拉力為D.線框進(jìn)入磁場經(jīng)歷的時(shí)間為：7.如圖所示，MN、PQ和MK、PQ為兩傾角皆為θ的足夠長的金屬導(dǎo)軌，都處在垂直于斜面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。MK與PQ平行，相距為L；MN與PQ平行，相距為。質(zhì)量分別為2m、m的金屬桿a和b垂直放置在導(dǎo)軌上。已知兩桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸，兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成回路的總電阻始終為R，重力加速度為g。則下列說法錯(cuò)誤的是A.若a固定，釋放b，則b最終速度的大小為B.若同時(shí)釋放a、b，則b最終速度的大小為C.若同時(shí)釋放a、b，當(dāng)b下降高度為h時(shí)達(dá)到最大速度，則此過程中兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的電能為D.若同時(shí)釋放a、b，當(dāng)b下降高度為h時(shí)達(dá)到最大速度，則此過程中通過回路的電量為8.如圖所示，兩根電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌上端接有電阻R，水平條形區(qū)域I和II內(nèi)有相同的方向垂直軌道平面向里的勻強(qiáng)磁場，I和II之間無磁場。一電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒，兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸?，F(xiàn)將導(dǎo)體棒由區(qū)域I上邊界H處靜止釋放，并穿過兩磁場區(qū)域，圖中能定性描述該過程導(dǎo)體棒速度與時(shí)間關(guān)系的圖像可能是（）A.B.C.D.9.如圖，一根足夠長的直導(dǎo)線水平放置，通以向右的恒定電流，在其正上方O點(diǎn)用細(xì)絲線懸掛一銅制圓環(huán)．將圓環(huán)從a點(diǎn)無初速釋放，圓環(huán)在直導(dǎo)線所處的豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過最低點(diǎn)b和最右側(cè)c后返回，下列說法正確的是()A.從a到c的過程中圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針B.運(yùn)動(dòng)過程中圓環(huán)受到的安培力方向與速度方向相反C.圓環(huán)從b到c的時(shí)間大于從c到b的時(shí)間D.圓環(huán)從b到c產(chǎn)生的熱量大于從c到b產(chǎn)生的熱量10.如圖所示，MN右側(cè)有一正三角形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（邊緣磁場忽略不計(jì)），上邊界與MN垂直，現(xiàn)有一與磁場邊界完全相同的三角形導(dǎo)體框，從圖示位置垂直于MN勻速向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體框穿過磁場過程中所受安培力F隨時(shí)間變化的圖象，以及框中導(dǎo)體的感應(yīng)電流i隨時(shí)間變化的圖象正確的是（取安培力向左為正，逆時(shí)針電流為正）A.B.C.D.11.如圖所示，光滑弧形金屬雙軌與足夠長的水平光滑雙軌相連，間距為L，在水平軌道空間充滿豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.乙金屬棒靜止在雙軌上，而甲金屬棒在h高處由靜止滑下，軌道電阻不計(jì)。兩棒的質(zhì)量均為m，電阻均為R.甲棒與乙棒不會(huì)相碰，則下面說法正確的是A.從開始下滑到最終穩(wěn)定，甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向相反B.當(dāng)穩(wěn)定后，回路中感應(yīng)電流的方向從上向下看是逆時(shí)針的C.乙棒受到的最大磁場力為D.整個(gè)過程中，電路釋放的熱量為mgh12.如圖所示是某校首屆中學(xué)生創(chuàng)意物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)展評(píng)活動(dòng)中獲得一等獎(jiǎng)的作品《小熊蕩秋千》。兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺(tái)上，C、D的兩端用柔軟的細(xì)導(dǎo)線吊了兩個(gè)銅線圈P、Q（Q上粘有一張小熊的圖片），并組成一閉合回路，兩個(gè)磁性很強(qiáng)的條形磁鐵如圖放置，當(dāng)用手左右擺動(dòng)線圈P時(shí)，線圈Q也會(huì)跟著擺動(dòng)，仿佛小熊在蕩秋千。關(guān)于此作品，以下說法正確的是（）A.P向右擺動(dòng)的過程中，P中的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向（從右向左看）B.P向右擺動(dòng)的過程中，Q也會(huì)向右擺動(dòng)C.P向右擺動(dòng)的過程中，Q會(huì)向左擺動(dòng)D.若用手左右擺動(dòng)Q，P會(huì)始終保持靜止解答題（共52分）13.（12分）如圖甲所示，間距為l、電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為θ的斜面上。在區(qū)域I內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B；在區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻，在軌道上端的金屬細(xì)棒ab從如圖位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，同時(shí)下端的另一金屬細(xì)棒cd在位于區(qū)域工內(nèi)的導(dǎo)軌上也由靜止釋放。在ab棒運(yùn)動(dòng)到區(qū)域Ⅱ的下邊界EF之前，cd棒始終靜止不動(dòng)，兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好。已知cd棒的質(zhì)量為m、電阻為R，a6棒的質(zhì)量、阻值均未知，區(qū)域Ⅱ沿斜面的長度為2l，在t=tx時(shí)刻（tx未知）ab棒恰好進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，重力加速度為g。求：(1)試判斷通過cd棒的電流方向和區(qū)域工內(nèi)磁場的方向；(2)當(dāng)金屬棒ab在區(qū)域Ⅱ內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒cd消耗的電功率P；(3)ab棒開始下滑的位置離區(qū)域Ⅱ下邊界的距離；(4)為了求得ab棒開始下滑至EF的過程中，回路中產(chǎn)生總的熱量Q，某同學(xué)先求出ab棒的質(zhì)量、到達(dá)EF處的速度，并利用(3)問中的距離，然后用總熱量Q等于機(jī)械能的減小量進(jìn)行求解。若這位同學(xué)的方法正確，請用他的方法求出總熱量Q；若他的方法不正確，請用你的方法求出總熱量Q。14.（12分）如圖所示，一個(gè)豎直固定的光滑長直金屬導(dǎo)軌，間距為L，上端與一個(gè)阻值為R的電阻連接，下端斷開。導(dǎo)軌上水平放置一個(gè)質(zhì)量為m、阻值為r的金屬棒，金屬導(dǎo)軌的長度為L，導(dǎo)軌之間存在垂直于導(dǎo)軌平面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)閉合開關(guān)K，讓導(dǎo)體棒從靜止開始沿導(dǎo)軌自由下落，下落過程導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌良好接觸，重力加速度為g，求：（1）導(dǎo)體棒下滑能夠達(dá)到的最大速度；（2）從導(dǎo)體棒開始下落到速度最大的過程中，若R上產(chǎn)生的熱量為Q，則電阻R上流過的電量為多少？15.（14分）如圖所示,兩條“∧”形足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌PME和QNF平行放置,兩導(dǎo)軌間距L=1m,導(dǎo)軌兩側(cè)均與水平面夾角α=37°,導(dǎo)體棒甲、乙分別放于MN兩邊導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。兩導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m=0.1kg,電阻也均為R=1Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，MN兩邊分別存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T。設(shè)導(dǎo)體棒甲、乙只在MN兩邊各自的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。（1）將乙導(dǎo)體棒固定,甲導(dǎo)體棒由靜止釋放,問甲導(dǎo)體棒的最大速度為多少?（2）若甲、乙兩導(dǎo)體棒同時(shí)由靜止釋放,問兩導(dǎo)體棒的最大速度為多少?（3）若僅把乙導(dǎo)體棒的質(zhì)量改為m'=0.05kg,電阻不變,在乙導(dǎo)體棒由靜止釋放的同時(shí),讓甲導(dǎo)體棒以初速度v0=0.8m/s沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng),問在時(shí)間t=1s內(nèi)電路中產(chǎn)生的電能為多少?16.（14分）如圖1所示，空間存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T的勻強(qiáng)磁場，有兩條平行的長直導(dǎo)軌MN、PQ處于同一水平面內(nèi)，間距L=0.2m，左端連接阻值R=0.4Ω的電阻。質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒ab垂直跨接在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。從t=0時(shí)刻開始，通過一小型電動(dòng)機(jī)對(duì)棒施加一個(gè)水平向右的牽引力，使棒從靜止開始沿導(dǎo)軌方向做加速運(yùn)動(dòng)，此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。除R以外其余部分的電阻均不計(jì)，取重力加速度大小g=10m/s2。(1)若電動(dòng)機(jī)保持恒定功率輸出，棒的v-t如圖2所示（其中OA是曲線，AB是水平直線）則求：導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度vm時(shí)牽引力大小?(2)若電動(dòng)機(jī)保持恒牽引力F=0.3N，且將電阻換為C=10F的電容器（耐壓值足夠大），如圖3所示，求導(dǎo)體棒的速度隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式。參考答案題號(hào)123456789101112答案DDDCBCDBADADADCB13.【答案】（1）從d到c區(qū)域I內(nèi)磁場垂直于斜面向上（2）（3）（4）不正確【解析】本題考查電磁感應(yīng)中的單棒問題，涉及楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、平衡、閉合電路歐姆定律等知識(shí)的應(yīng)用。（1）Ⅱ內(nèi)磁場均勻變化因此在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，流過cd的電流方向是由d到c。因cd棒靜止，由平衡條件可得cd棒所受安培力沿導(dǎo)軌向上，據(jù)左手定則可知，區(qū)域I內(nèi)磁場垂直于斜面向上。（2）因cd棒靜止，由平衡條件可得金屬棒ab在區(qū)域Ⅱ內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒cd消耗的電功率解得，（3）ab棒開始下滑到達(dá)區(qū)域Ⅱ前做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度因在ab棒運(yùn)動(dòng)到區(qū)域Ⅱ的下邊界EF之前，cd棒始終靜止不動(dòng)，則ab棒達(dá)區(qū)域Ⅱ前后回路中的電動(dòng)勢不變，且ab棒在區(qū)域Ⅱ中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可得，即解得：、ab棒開始下滑的位置離區(qū)域Ⅱ下邊界的距離（4）這位同學(xué)的解法不正確。正確的解法是：ab棒在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ab棒開始下滑至EF的總時(shí)間電路中的電動(dòng)勢ab棒開始下滑至EF回路中產(chǎn)生總的熱量14.【答案】(1)(2)【解析】（1）由題意可得導(dǎo)體棒由靜止開始下落，當(dāng)導(dǎo)體棒速度最大時(shí)所受合力為零，設(shè)此時(shí)導(dǎo)體棒電流為，速度為，根據(jù)平衡條件得：此時(shí)導(dǎo)體棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢為此時(shí)導(dǎo)體棒中的電流強(qiáng)度為解得：④（2）導(dǎo)體棒開始下落到導(dǎo)體棒速度最大的過程中，設(shè)導(dǎo)體棒下降的高度是，經(jīng)歷的時(shí)間為由題意可得：R上產(chǎn)生的熱量導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為所以導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為由能量守恒有流過R的電荷量為流過導(dǎo)體棒的平均電流為平均感應(yīng)電動(dòng)勢為導(dǎo)體棒下降h高度，磁通量的變化量為解得：15.【答案】（1）（2）（3）【解析】(1)將乙棒固定，甲棒靜止釋放，則電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電流,甲棒受安培力甲棒先做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)最大速度后做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得甲棒最大速度(2)甲、乙兩棒同時(shí)靜止釋放，則電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電流，甲、乙兩棒均受安培力最終均做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)甲（或乙）棒受力聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得兩棒最大速度均為(3)乙棒靜止釋放，甲棒以初速度下滑瞬間，則電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電流、甲、乙兩棒均受安培力對(duì)于甲棒，根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)于乙棒，根據(jù)牛頓第二定律得：代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：甲棒沿導(dǎo)軌向下，乙棒沿導(dǎo)軌向上，均做勻加速運(yùn)動(dòng)在時(shí)間t=1s內(nèi)，甲棒位移，乙棒位移甲棒速度，乙棒速度據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒，電路中產(chǎn)生電能聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得E=0.32J16.【答案】(1)F=0.45N(2)v=0.5