2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)易錯題型專項練習(xí)（10）電磁感應(yīng)

1、PAGE 10 -2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)易錯題型專項練習(xí)（10）電磁感應(yīng)1.利用所學(xué)物理知識,可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問題.IC卡內(nèi)部有一個由電感線圈L和電容器C構(gòu)成的LC振蕩電路.公交車上的讀卡機(jī)(刷卡時“嘀”的響一聲的機(jī)器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波.刷卡時,IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流,給電容器C充電,達(dá)到一定的電壓后,驅(qū)動卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸.下列說法正確的是( )A.IC卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池B.僅當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射該特定頻率的電磁波時,IC卡才能有效工作C.若讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率,則線圈L中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流D.IC卡只能

2、接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波,而不能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息2.如圖所示,單匝閉合金屬線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,設(shè)穿過線框的最大磁通量為，線框中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢為,從線框平面與磁場平行時刻(圖示位置)開始計時,下列說法正確的是( )A.線框轉(zhuǎn)動的角速度為B.線框中的電流方向在圖示位置發(fā)生變化C.當(dāng)穿過線框的磁通量為時,線框中的感應(yīng)電動勢為D.若線框的轉(zhuǎn)動周期減小一半,線框中的感應(yīng)電動勢也減小一半3.半徑為a、右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為.圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑向右做勻速直線運(yùn)

3、動，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由確定，如圖所示.則( )A.時，桿產(chǎn)生的電動勢為B.時，桿產(chǎn)生的電動勢為C.時，桿受到的安培力大小為D.時，桿受到的安培力大小為4.如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂直.金屬桿置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導(dǎo)軌共面.現(xiàn)讓金屬桿突然向右運(yùn)動,在運(yùn)動開始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是( )A.中沿順時針方向,T中沿逆時針方向B.中沿順時針方向,T中沿順時針方向C.中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向D.中沿逆時針方向,T中沿順時針方向5.如圖所

4、示,位于同一絕緣水平面內(nèi)的兩根固定金屬導(dǎo)軌電阻不計,兩導(dǎo)軌之間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)將兩根粗細(xì)均勻、電阻分布均勻的相同銅棒放在兩導(dǎo)軌上,若兩棒從圖示位置以相同的速度沿方向做勻速直線運(yùn)動,運(yùn)動過程中始終與兩導(dǎo)軌接觸良好,且始終與導(dǎo)軌垂直,不計一切摩擦,則下列說法正確的是( )A.回路中有順時針方向的感應(yīng)電流B.回路中的感應(yīng)電流不斷增大C.回路中的熱功率不斷增大D.兩棒所受安培力的合力不斷減小6.如圖所示,為兩個平行的水平光滑金屬導(dǎo)軌,處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,的間距為L,左、右兩端均接有阻值為R的電阻.質(zhì)量為m、長為L,且不計電阻的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上,甲、乙為兩根相同的輕質(zhì)

5、彈簧,彈簧一端與棒中點(diǎn)連接,另一端均被固定.導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好.開始時,彈簧處于自然長度,導(dǎo)體棒具有水平向左的初速度,經(jīng)過一段時間,導(dǎo)體棒第一次運(yùn)動到最右端,這一過程中,間的電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,則( )A.初始時刻導(dǎo)體棒所受的安培力大小為B.從初始時刻至導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最左端的過程中,整個回路產(chǎn)生的焦耳熱等于C.當(dāng)導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最右端時,每根彈簧具有的彈性勢能為D.當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時,間電阻R的熱功率為07.如圖,M為半圓形導(dǎo)線框,圓心為是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框,圓心為;兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi);兩圓弧半徑相等;過直線的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面.現(xiàn)

6、使線框在時從圖示位置開始,分別繞垂直于紙面且過和的軸,以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動,則( )A.兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC.在時,兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時,兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等8.如圖甲所示,兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,間距為L,其間有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,垂直于導(dǎo)軌水平對稱放置一根均勻金屬棒,從時刻起,棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流I,周期為T,最大值為,圖甲中I的方向?yàn)殡娏髡较?若不考慮切割產(chǎn)生的磁效應(yīng),則金屬棒( )A.一直向右移動B.速度隨時間周期性變化C.受到的安培力隨時間周

7、期性變化D.受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功9.空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強(qiáng)磁場,其邊界如圖(a)中虛線所示,一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為、橫截面積為S,將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在上.時磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖(a)所示;磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖(b)所示.則在到的時間間隔內(nèi)( )A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時針方向C.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為D.圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢大小為10.半徑分別為r和的同心半圓導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),一長為r、電阻為、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的導(dǎo)體棒置于半圓軌道上,的延長線通過導(dǎo)軌的圓心O,裝置的俯視圖如

8、圖所示.整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,在之間接有一阻值為R的電阻.導(dǎo)體棒在水平外力作用下,以角速度繞O順時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為,導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度為g,則下列說法正確的是( )A.導(dǎo)體棒兩端的電壓為B.電阻R中的電流方向從Q到N,大小為C.外力的功率大小為D.若導(dǎo)體棒不動,要產(chǎn)生同方向的感應(yīng)電流,可使豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng),且變化得越來越慢11.如圖所示，兩光滑導(dǎo)軌相距為L,傾斜放置,與水平地面的夾角為,上端接一電容為C的電容器,導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒平行地面放置,導(dǎo)體棒離地面的高度為h,

9、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與兩導(dǎo)軌所決定的平面垂直,開始時電容器不帶電,將導(dǎo)體棒由靜止釋放,整個電路電阻不計,則( )A.導(dǎo)體棒先做加速運(yùn)動,后做勻速運(yùn)動B.導(dǎo)體棒下落過程中減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,機(jī)械能守恒C.導(dǎo)體棒一直做勻加速直線運(yùn)動,加速度D.導(dǎo)體棒落地時的瞬時速度12.如圖所示，在粗糙的水平面上有一滑板，滑板上固定著一個用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線繞成的正方形閉合線圈，匝數(shù)，邊長，總電阻，滑板和線圈的總質(zhì)量，滑板與地面間的動摩擦因數(shù).前方有一長、高L的矩形區(qū)域，其下邊界與線圈中心等高，區(qū)域內(nèi)有垂直線圈平面向里的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1 T，現(xiàn)給線圈施加一水平拉力F，使線圈以速度勻速進(jìn)入矩形

10、磁場，時刻，線圈右側(cè)恰好開始進(jìn)入磁場.，求：（1）線圈剛進(jìn)入磁場時線圈中通過的電流大??；（2）線圈全部進(jìn)入磁場區(qū)域前的瞬間所需拉力的大??；（3）將線圈從磁場外勻速拉進(jìn)磁場的過程中拉力F做的功.答案以及解析1.答案：B解析：IC卡內(nèi)部沒有電池,其工作所需要的能量來自電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流,故選項A錯誤;只有當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波的頻率和IC卡中LC振蕩電路產(chǎn)生的電磁波的頻率相同時,即達(dá)到電諧振時,LC電路中產(chǎn)生較大感應(yīng)電流,IC卡才能有效工作,故選項B正確;若讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率,電磁波中有變化的磁場,線圈L仍會發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項C錯誤;LC振蕩電路可以發(fā)射電磁波,因此

11、可以向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息,故選項D錯誤.2.答案：A解析：根據(jù)交變電流產(chǎn)生的原理可知,線框勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)的最大感應(yīng)電動勢,結(jié)合題干可得線框轉(zhuǎn)動的角速度為,A正確;圖示位置感應(yīng)電動勢最大,電流方向的改變在電動勢等于0的時刻,B錯誤;當(dāng)穿過線框的磁通量為時,線框中的感應(yīng)電動勢為0,C錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,若線框的轉(zhuǎn)動周期減小一半,轉(zhuǎn)動角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,線框中的感應(yīng)電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍,D錯誤.3.答案：A解析：當(dāng)時,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,則桿產(chǎn)生的電動勢為,感應(yīng)電流,桿受到的安培力大小,故A正確,C錯誤;當(dāng)時,根據(jù)幾何關(guān)系可得,此時桿的有效切割長度是a,所以桿產(chǎn)生的電動勢為,而

12、電路中的總電阻,桿受到的安培力大小，故B、D錯誤.4.答案：D解析：由于金屬桿突然向右運(yùn)動，導(dǎo)致金屬導(dǎo)軌與金屬桿所圍的面積增大,磁通量增大,由楞次定律知,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙原磁場的變化,故感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向應(yīng)垂直于紙面向外,中的感應(yīng)電流沿逆時針方向.對于圓環(huán)形金屬線框T,金屬桿由于運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場使得T內(nèi)的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變小,磁通量減小,故線框T中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向應(yīng)垂直于紙面向里,所以T中的感應(yīng)電流沿順時針方向,故選項D正確.5.答案：D解析：兩棒以相同的速度沿方向做勻速直線運(yùn)動,穿過回路的磁通量不斷增加,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流方向沿逆時針,故A錯誤;設(shè)兩棒原

13、來相距為s,與的延長線夾角為,回路中總的感應(yīng)電動勢,保持不變,由于回路的總電阻不斷增大,所以回路中的感應(yīng)電流不斷減小,故B錯誤;回路中的熱功率不變,R增大,則P不斷減小,故C錯誤;兩棒所受安培力的合力減小,其他量不變,所以F減小,故D正確.6.答案：A解析：初始時刻,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,通過導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流,導(dǎo)體棒受到的安培力,故A選項正確,導(dǎo)體棒第一次運(yùn)動至最右端的過程中,間的電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為,由于安培力始終對做負(fù)功,產(chǎn)生焦耳熱,導(dǎo)體棒做往復(fù)運(yùn)動,導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最左端的過程中,平均速度最大,平均安培力最大,位移也最大,克服安培力做功最多,整個回路中產(chǎn)生的

14、焦耳熱應(yīng)大于,故B選項錯誤;由能量守恒定律得,導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最右端時每根彈簧具有的彈性勢能,故C選項錯誤;由于回路中產(chǎn)生焦耳熱,棒和彈簧的機(jī)械能有損失,所以當(dāng)導(dǎo)體棒再次回到初始位置時,速度小于,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,由電功率公式知,間電阻R的熱功率小于，但不為零,故D選項錯誤.7.答案：BC解析：當(dāng)導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,兩導(dǎo)線框切割磁感線的有效長度不變,又勻速旋轉(zhuǎn)切割磁感線,根據(jù),可得產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定,故產(chǎn)生恒定的電流,不是正弦交流電,選項A錯誤;感應(yīng)電流的周期和導(dǎo)線框的運(yùn)動周期相等,兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于T,選項B正確;在時,兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等,都等于,選項C正確;導(dǎo)

15、線框M在整個周期T內(nèi),始終有一個邊在切割磁感線,線框N在進(jìn)入磁場后,0和內(nèi)有感應(yīng)電流,其余時間沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,所以二者感應(yīng)電流的有效值不相等,選項D錯誤.8.答案：ABC解析：根據(jù)左手定則知,金屬棒開始所受的安培力方向水平向右,根據(jù)知,金屬棒在第一個內(nèi)向右做勻加速直線運(yùn)動,在第二個內(nèi),安培力方向水平向左,大小不變,金屬棒做勻減速直線運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動的對稱性知,經(jīng)過一個周期時金屬棒的速度恰好減為零,然后重復(fù)上述運(yùn)動,其圖像如圖所示,故A、B、C正確;金屬棒受到的安培力在一個周期內(nèi)先做正功,后做負(fù)功,一個周期內(nèi)做功為零,故D錯誤.9.答案：BC解析：由楞次定律可知,圓環(huán)中感應(yīng)電流方向始終沿順時針方

16、向,B正確;圓環(huán)中的磁場方向發(fā)生變化,而感應(yīng)電流方向不變,根據(jù)左手定則可知,圓環(huán)受到的安培力方向發(fā)生變化,A錯誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律得,D錯誤;圓環(huán)的總電阻,則圓環(huán)中的感應(yīng)電流，C正確.10.答案：BC解析：因?yàn)閷?dǎo)體棒勻角速度轉(zhuǎn)動,所以平均切割速度,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,導(dǎo)體棒兩端的電壓,故A選項錯誤;根據(jù)右手定則可知,電阻R中電流方向從Q到N,大小,故B選項正確;外力的功率等于回路的電功率與克服摩擦力的功率之和,即,故C選項正確;若導(dǎo)體棒不動,豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng),根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流從N到Q,方向不同,故D選項錯誤.11.答案：CD解析：設(shè)極短時間內(nèi)電容器的帶電荷量增加,由牛頓第二定律得,聯(lián)立解得,則導(dǎo)體棒做勻加速運(yùn)動,故A選項錯誤,C選項正確;在導(dǎo)體棒下落過程中克服安培力做功,重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為動能一部分轉(zhuǎn)化為電場能,因此導(dǎo)體棒下落過程中機(jī)械能不守恒,故