高三物理新課標(biāo)電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用復(fù)習(xí)題(含答案)

1、2019-2019高三物理新課標(biāo)電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用復(fù)習(xí)題(含答案)電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會產(chǎn)生電動勢，以下是電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用復(fù)習(xí)題，請考生練習(xí)。一、選擇題(共8小題，每小題5分，共40分。在每小題給由的四個選項中，第15題只有一項符合68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. 有一個磁懸浮玩具，其原理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性，讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，其構(gòu)造如圖所示。若圖中電源的電壓恒定，可變電阻為一可隨意改變電阻大小的裝置，則下列敘述正確的是()A. 電路中的電源必須是交流電源B. 電路中的a端須連接直流電源的負(fù)極C. 若

2、增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，可增加玩偶飄浮的最大高度D. 若將可變電阻的電阻值調(diào)大，可增加玩偶飄浮的最大高度2. 如圖所示，一導(dǎo)線彎成直徑為d的半圓形閉合回路。虛線MNfei側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MNS直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列說法中正確的是()A. 感應(yīng)電流方向為順時針方向B.CD段直導(dǎo)線始終不受安培力C. 感應(yīng)電動勢的最大值E=BdvD. 感應(yīng)電動勢的平均值=Bdv3. (2019唐山一模)如圖所示，一呈半正弦形狀的閉合線框abc，ac=l，勻速穿過邊界寬度也為l的相鄰磁感應(yīng)強度大小相同的勻強磁場

3、區(qū)域，整個過程中線框中感應(yīng)電流圖象為(取順時針方向為正方向)()4. 如圖所示，有一閉合的等腰直角三角形導(dǎo)線ABC若讓它沿BA的方向勻速通過有明顯邊界的勻強磁場(場區(qū)寬度大于直角邊長)，以逆時針方向為正，從圖示位置開始計時，在整個過程中，線框內(nèi)的感應(yīng)電流隨時間變化的圖象是圖中的()5. (2019長春質(zhì)量監(jiān)測)如圖所示，用一根橫截面積為S的粗細均勻的硬導(dǎo)線R的圓環(huán)，把圓環(huán)一半置于均勻變化的磁場中，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化率=k(k0)，ab為圓環(huán)的一條直徑，導(dǎo)線的電阻率為，則下列說法中正確的是()A. 圓環(huán)具有擴張的趨勢B. 圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流C. 圖中ab

4、兩點間的電壓大小為kR2D. 圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為6 .如圖所示的正方形導(dǎo)線框abcd,電阻為R,現(xiàn)維持線框以恒定速度v沿x軸運動，并穿過圖中所示的勻強磁場區(qū)域。如果以x軸正方向為力的正方向，線框在圖示位置的時刻作為計時零點，則磁場對線框的作用力F、線框ab邊兩端的電勢差Uab隨時間變化的圖象正確的是()7 .如圖所示，質(zhì)量為3m的重物與一質(zhì)量為m的導(dǎo)線框用一根絕緣細線連接起來，桂在兩個高度相R,橫邊邊長為L。有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B,磁場上下邊界的距離、導(dǎo)線框豎直邊長均為ho初始時刻，磁場的下邊緣和導(dǎo)線框上邊緣的高度差為2h，將重物從靜止開始釋放，導(dǎo)線框加速進入磁場，穿出

5、磁場前已經(jīng)做勻速直線運動，滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計，重力加速度為go則下列說法中正確的是()A. 導(dǎo)線框進入磁場時的速度為B. 導(dǎo)線框進入磁場后，若某一時刻的速度為v，則加速度為a=g-C. 導(dǎo)線框穿出磁場時的速度為D. 導(dǎo)線框通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量Q=8mgh-8.(2019大慶質(zhì)量檢測)兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L,底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)m電阻也為R的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在的平面與磁感應(yīng)強度為B的磁場垂直，如圖所示，除金屬棒和電阻R外，其余電阻不計?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧的原長位置由靜止釋放，則以下結(jié)論正確的是()A. 金屬棒向下運動時

6、，流過電阻R的電流方向為baB. 最終彈簧的彈力與金屬棒的重力平衡C. 金屬棒的速度為v時，所受的安培力大小為D. 金屬棒的速度為v時，金屬棒兩端的電勢差為二、計算題(本題共2小題，共20分。寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分。)9.(10分)如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩根光滑且電阻不計的長平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.2m，導(dǎo)軌的上端接一個阻值R=1.5的電阻，導(dǎo)軌間的空間內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場，將一質(zhì)量m=5g、長為L=0.2m電阻r0.5的金屬棒垂直放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好。(1) 若磁感應(yīng)強度隨時間變化滿足B=(0.5t+2)T，t=0時刻，金屬棒在距離

7、導(dǎo)軌頂部L=0.2m處釋放，此時金屬棒的加速度是多大?如果金屬棒延遲釋放，何時開始釋放，金屬棒不會向下運動?(2) 若磁感應(yīng)強度隨時間變化滿足B=T，為使金屬棒中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，從t=0時刻起，金屬棒應(yīng)在距離導(dǎo)軌頂部L=0.2m處開始在外力作用下做怎樣的運動?10.(10分)如圖所示，光滑斜面的傾角=30，在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長11=1m,bc邊的邊長12=0.6m線框白質(zhì)量m=1kg,電阻R=0.1,線框通過細線與重物相連，重物質(zhì)量M=2kg,斜面上ef(ef/gh)的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.5T，如果線框從靜止開始運動，進入磁場的最初一段時間

8、做勻速運動，ef和gh的距s=11.4m，(取g=10m/s2)，求：(1) 線框進入磁場前重物的加速度大小;(2) 線框進入磁場時勻速運動的速度大小v;(3)ab邊由靜止開始到運動到gh處所用的時間t;(4)ab邊運動到gh處的速度大小及在線框由靜止開始運動到gh處的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱。參考答案1 .C同名磁極相互排斥使玩偶飄浮，所以電磁鐵上端必須是N極，根據(jù)安培定則，必須是直流電源，a端接正極，故選項A、B錯誤;增加線圈匝數(shù)，可以增大電磁鐵磁性，增大玩偶飄浮的最大高度，故選項C正確；增大電阻，則電流減小，電磁鐵磁性減小D錯誤。2 .D線圈進磁場過程，垂直平面向里的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞

9、次定律增反減同，感應(yīng)電流方向為逆時針方向，選項A錯誤；根據(jù)左手定則判斷，CD段導(dǎo)線電流方向與磁場垂直，安培力豎直向下，選項B錯誤;線圈進磁場切割磁感線的有效長度是線圈與M欣點的連線，進磁場過程，有效切割長度最長為半徑，所以感應(yīng)電動勢最大為Bdv,選項C錯誤；感應(yīng)電動勢平均值=選項D正確。3 .B當(dāng)b點到左邊界時，切割磁感線有效長度最大，故此時感應(yīng)電流為Imax，方向為順時針方向;當(dāng)b點到達兩磁場邊界時，在左、右兩部分磁場中線框有效長度均有最大值，由右手定則可知，左、右磁場在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向均為逆時針方向，故感應(yīng)電流最大2Imax,B項正確。4 .B進入磁場時，線圈的磁通量增加，穿出磁場

10、時，線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律判斷可知，兩個過程中線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，故A錯誤。進入磁場過程，線圈有效切割長度l均勻增大，感應(yīng)電動勢E=Blv均勻增大，感應(yīng)電流均勻增大;穿出磁場過程，線圈有效切割長度l也均勻增大，感應(yīng)電動勢E=Blv均勻增大，感應(yīng)電流均勻增大，故B正確，C、D錯誤。5.D由題意，通過圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可知，圓環(huán)有收縮的趨勢，且產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，故A、B項錯誤;ab之間的電壓是路端電壓，不是感應(yīng)電動勢，Uab=E=kR2故C項錯誤；感應(yīng)電流I=,E=kR2,r=,可得：I=，故D項正確。6.BD根據(jù)楞次定律的推廣含義可判定線框所受安培力F總是沿x軸負(fù)方

11、向，故A錯誤，B正確；當(dāng)線框進入磁場的過程中有Uab=Blv，線框完全進入磁場后有，Uab=Blv，線框離開磁場的過程中有Uab=Blv,故C錯誤，D正確。7 .ABD對重物和線框整體應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得：3mg2h-mg2h=4mv2，v=，A正確;線框進入磁場中某一時刻對重物有3mg-FT=3ma對線框有FT-mg-=ma,解得a=g-,B正確;線框出磁場時，對重物3mg=FT，對線框FT=mg+，解得v=，C錯誤;導(dǎo)線框通過磁場的整個過程中，根據(jù)Q=3mg4h-mg4h-4m=8mgh，-D正確。8 .ABD金屬棒向下運動時，切割磁感線，由右手定則可知，流過電阻R的電流方向為ba

12、，選項A正確;金屬棒在切割磁感線的過程中，將金屬棒的機械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱，最終停下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，其合力為零B正確;當(dāng)金屬棒的速度為v時，產(chǎn)生的電動勢E=BLv，I=，則金屬棒所受的安培力大小F=BIL=,選項C錯誤；由歐姆定律可得，金屬棒兩端的電勢差U=IR=,選項D正確。9 .【詳細分析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=nS=0.50.22V=0.02V，由閉合電路歐姆定律有I=A=0.01A，故金屬棒在t=0時刻所受的安培力為FA=B0IL=20.010.2=0.004N，根據(jù)牛頓第二定律有mg-FA=ma，故a=m/s2=9.2m/s2，要想使金屬棒不下落，釋放時必須滿足FAmg即BI

13、Lmg,將B=0.5t+2代入有：(0.5t+2)ILmg，代入數(shù)據(jù)解得：t46s即金屬棒至少要延時46s釋放才不會下落。(2)因為t=0時，磁感應(yīng)強度B0=2T，金屬棒距離頂部L=0.2m，為了不產(chǎn)生感應(yīng)電流，任意時刻磁通量與剛開始時相同，設(shè)t時間內(nèi)金屬棒的位移為x,有0.2(0.2+x20.22解得x=0.1t2，即金屬棒必須由靜止開始向下做加速度為0.2m/s2的勻加速直線運動。答案(1)9.2m/s246s(2)見解析10.【詳細分析】(1)線框進入磁場前，僅受到細線的拉力F，斜面的支持力和線框的重力，重物受到自身的重力和細線的拉力F,對線框由牛頓第二定律得F-mgsin=ma對重物由

14、牛頓第二定律得Mg-F=MaF=F聯(lián)立解得線框進入磁場前重物的加速度a=5m/s2。(2) 因為線框進入磁場的最初一段時間做勻速運動，則重物受力平衡：Mg=F1線框abcd受力平衡：F1=mgsin+F安又F1=F1ab邊進入磁場切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Bl1v回路中的感應(yīng)電流為I=ab邊受到的安培力為F安=BIl1Mg=mgsin+代入數(shù)據(jù)解得v=6m/s。(3) 線框abcd進入磁場前，做勻加速直線運動;進磁場的過程中，做勻速直線運動;進入磁場后到運動至gh處，仍做勻加速直線運動。進磁場前線框的加速度大小與重物的加速度大小相同，為a=5m/s2，該階段的運動時間為t1=1.2s進入磁場過程中勻速運動的時間t2=0.1s線框完全a=5m/s2由勻變速直線運動的規(guī)律得s-l2=vt3+at解得t3=1.2s因此ab邊由靜止開始運動到gh處所用的時間t=t1+t2+t3=