2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元檢測(cè)卷十電磁感應(yīng)【含答案】

單元檢測(cè)卷(十)電磁感應(yīng)時(shí)間：60分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分.1～5題為單選題，6～8題為多選題)1．如圖所示，兩個(gè)線圈A、B套在一起，線圈A中通有電流，方向如圖所示．當(dāng)線圈A中的電流突然增強(qiáng)時(shí)，線圈B中的感應(yīng)電流方向?yàn)?)A．沿順時(shí)針方向B．沿逆時(shí)針方向C．無感應(yīng)電流D．先沿順時(shí)針方向，再沿逆時(shí)針方向2.如圖所示，A、B、C是3個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計(jì))．則()A．S閉合時(shí)，A燈立即亮，然后逐漸熄滅B．S閉合時(shí)，B燈立即亮，然后逐漸熄滅C．電路接通穩(wěn)定后，三個(gè)燈亮度相同D．電路接通穩(wěn)定后，S斷開時(shí)，C燈立即熄滅3．[中考真題·安徽江南十校檢測(cè)，17]在粗糙水平面上平放一根導(dǎo)體棒和一個(gè)金屬圓環(huán)，如圖甲所示(俯視圖)，給導(dǎo)體棒中通以如圖乙所示的電流，導(dǎo)體棒和圓環(huán)始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，則在0～t1時(shí)間內(nèi)，下列說法正確的是()A．圓環(huán)中感應(yīng)電流先沿順時(shí)針方向后沿逆時(shí)針方向B．圓環(huán)中感應(yīng)電流先增大后減小C．導(dǎo)體棒受到的靜摩擦力方向先向右后向左D．圓環(huán)先有擴(kuò)張趨勢(shì)后有收縮趨勢(shì)4．[中考真題·北京大興區(qū)期末]如圖甲所示是一個(gè)電磁阻尼現(xiàn)象演示裝置，鋼鋸條上端固定在支架上，下端固定有強(qiáng)磁鐵，將強(qiáng)磁鐵推開一個(gè)角度釋放，它會(huì)在豎直面內(nèi)擺動(dòng)較長時(shí)間；如圖乙所示，若在其正下方固定一銅塊(不與強(qiáng)磁鐵接觸)，則擺動(dòng)很快停止．關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，以下分析與結(jié)論正確的是()A．如果將強(qiáng)磁鐵的磁極調(diào)換，重復(fù)實(shí)驗(yàn)將不能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象B．用閉合的銅制線圈替代銅塊，重復(fù)實(shí)驗(yàn)將不能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象C．在圖乙情況中，下擺和上擺過程中強(qiáng)磁鐵和鋸條組成的系統(tǒng)機(jī)械能均減少D．在擺動(dòng)過程中銅塊不受強(qiáng)磁鐵的作用力5．如圖為一個(gè)有矩形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里．一個(gè)三角形閉合導(dǎo)線框由位置1沿紙面勻速運(yùn)動(dòng)到位置2.取線框剛到達(dá)磁場(chǎng)邊界的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t＝0)，規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則圖中能正確反映線框中電流與時(shí)間關(guān)系的是()6．兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直．邊長為0.1m、總電阻為0.005Ω的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行，如圖(a)所示．已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊于t＝0時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)．線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖線如圖(b)所示(感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取正)．下列說法正確的是()圖(a)圖(b)A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5TB．導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)速度的大小為0.5m/sC．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外D．在t＝0.4s至t＝0.6s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1N7．圖甲為興趣小組制作的無線充電裝置中的受電線圈示意圖，已知線圈匝數(shù)n＝100、電阻r＝1Ω、橫截面積S＝1.5×10－3m2，外接電阻R＝7Ω.線圈處在平行于線圈軸線的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示，則()A．在t＝0.01s時(shí)通過R的電流方向發(fā)生改變B．在t＝0.01s時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝0.6VC．在0～0.02s內(nèi)通過電阻R的電荷量q＝1.5×10－3CD．在0.02～0.03s內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝1.8×10－3J8．[中考真題·河南模擬](多選)如圖所示，一電阻為2Ω的金屬棒AO在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞平行于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的軸(過O點(diǎn))順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，eq\x\to(OC)＝eq\x\to(AC)＝0.5m，金屬棒材質(zhì)均勻，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝2T、方向垂直紙面向里，金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω＝10rad/s，內(nèi)、外兩金屬圓環(huán)分別與C、A良好接觸，并各引出一根導(dǎo)線與外電阻R＝9Ω相接(圖中未畫出)，兩金屬圓環(huán)圓心皆為O且電阻均不計(jì)(π取3.14)，則()A．金屬棒中有從A到C的感應(yīng)電流B．外電阻R中的電流為0.75AC．金屬棒繞軸轉(zhuǎn)一圈，過電阻R的電荷量為0D．金屬棒每轉(zhuǎn)一圈，電阻R上大約產(chǎn)生3.18J的熱量二、非選擇題(本題共3個(gè)小題，52分)9．(14分)如圖所示，在空間中有一垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)上下邊緣間距為h＝5.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T，邊長為L＝1m、電阻為R＝1Ω、質(zhì)量為m＝1kg的正方形導(dǎo)線框緊貼磁場(chǎng)區(qū)域的上邊從靜止下落，當(dāng)線圈PQ邊到達(dá)磁場(chǎng)的下邊緣時(shí)，恰好開始做勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g＝10m/s2，求：(1)導(dǎo)線框的MN邊剛好進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度大??；(2)導(dǎo)線框從開始下落到PQ邊到達(dá)磁場(chǎng)下邊緣所經(jīng)歷的時(shí)間．10．[中考真題·山東青島模擬](18分)如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分組成，傾斜部分是兩個(gè)豎直放置的四分之一圓弧導(dǎo)軌，圓弧半徑r＝0.2m，水平部分是兩段均足夠長且不等寬的光滑導(dǎo)軌，CC′＝3AA′＝0.6m，水平導(dǎo)軌與圓弧導(dǎo)軌在AA′平滑連接．整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T，導(dǎo)體棒MN、PQ的質(zhì)量分別為m1＝0.2kg、m2＝0.6kg，長度分別為L1＝0.2m、L2＝0.6m，電阻分別為R1＝1.0Ω、R2＝3.0Ω，PQ固定在寬水平導(dǎo)軌上．現(xiàn)給導(dǎo)體棒MN一個(gè)初速度，使其恰好沿圓弧導(dǎo)軌從最高點(diǎn)勻速下滑，到達(dá)圓弧導(dǎo)軌最低處AA′位置時(shí)，MN克服安培力做功的瞬時(shí)功率為0.04W，重力加速度g＝10m/s2，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒MN、PQ與導(dǎo)軌一直垂直且接觸良好．(1)求導(dǎo)體棒MN到達(dá)圓弧導(dǎo)軌最低處AA′位置時(shí)對(duì)導(dǎo)軌的壓力大??；(2)求導(dǎo)體棒MN沿圓弧導(dǎo)軌下滑的過程中，MN克服摩擦力做的功(保留三位有效數(shù)字)；(3)若導(dǎo)體棒MN到達(dá)AA′位置時(shí)釋放PQ，求之后的運(yùn)動(dòng)過程中通過回路某一橫截面的電荷量q.11．[中考真題·閩粵贛三省十校聯(lián)考](20分)如圖所示，傾角為θ＝37°的足夠長的平行導(dǎo)軌頂端bc間、底端ad間分別連一電阻，其阻值為R1＝R2＝2r，兩導(dǎo)軌間距為L＝1m．在導(dǎo)軌與兩個(gè)電阻構(gòu)成的回路中有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1＝1T．在導(dǎo)軌上橫放一質(zhì)量m＝1kg、電阻為r＝1Ω、長度也為L的導(dǎo)體棒ef，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終良好接觸，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5.在平行導(dǎo)軌的頂端通過導(dǎo)線連接一面積為S＝0.5m2、總電阻為r、匝數(shù)N＝100的線圈(線圈中軸線沿豎直方向)，在線圈內(nèi)加上沿豎直方向，且均勻變化的磁場(chǎng)B2(圖中未畫出)，連接線圈電路上的開關(guān)K處于斷開狀態(tài)．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2，不計(jì)導(dǎo)軌電阻．(1)從靜止釋放導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒能達(dá)到的最大速度是多少？(2)導(dǎo)體棒從靜止釋放到穩(wěn)定運(yùn)行之后的一段時(shí)間內(nèi)，電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝0.5J，那么導(dǎo)體棒下滑的距離是多少？(3)現(xiàn)閉合開關(guān)K，為使導(dǎo)體棒靜止于傾斜導(dǎo)軌上，求在線圈中所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向及變化率eq\f(ΔB2,Δt)大小的取值范圍(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)．單元檢測(cè)卷(十)1．解析：由安培定則可判斷，線圈A中電流在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)向外，在線圈外產(chǎn)生的磁場(chǎng)向里，穿過線圈B的合磁通量向外．當(dāng)線圈A中的電流增大時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng)，通過線圈B的磁通量增加，由楞次定律可知線圈B中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，故A正確．答案：A2．解析：因線圈L的自感系數(shù)較大且直流電阻可忽略不計(jì)，S閉合時(shí)，A燈立即亮，然后逐漸熄滅，A正確．S閉合時(shí)，B燈先不太亮，然后變亮，B錯(cuò)誤．電路接通穩(wěn)定后，B、C燈亮度相同，A燈不亮，C錯(cuò)誤．電路接通穩(wěn)定后，S斷開時(shí)，C燈逐漸熄滅，D錯(cuò)誤．答案：A3．解析：根據(jù)安培定則和楞次定律可知，圓環(huán)中感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向，A項(xiàng)錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒中電流先增大得越來越慢后減小得越來越快，圓環(huán)中磁通量先變大得越來越慢后變小得越來越快，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電流先減小后增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒中電流先增大后減小，圓環(huán)中磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)和導(dǎo)體棒之間先排斥后吸引，則導(dǎo)體棒受到的靜摩擦力先向右后向左，圓環(huán)先有收縮趨勢(shì)后有擴(kuò)張趨勢(shì)，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C4．解析：本題考查電磁阻尼問題．此現(xiàn)象的原理是當(dāng)強(qiáng)磁鐵在銅塊正上方擺動(dòng)時(shí)，在銅塊中會(huì)產(chǎn)生渦流，與強(qiáng)磁鐵的磁場(chǎng)相互作用阻礙強(qiáng)磁鐵的運(yùn)動(dòng)，如果將強(qiáng)磁鐵的磁極調(diào)換，重復(fù)實(shí)驗(yàn)仍能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；用閉合的銅制線圈替代銅塊，仍能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而與強(qiáng)磁鐵的磁場(chǎng)相互作用阻礙強(qiáng)磁鐵的運(yùn)動(dòng)，則重復(fù)實(shí)驗(yàn)仍能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；在題圖乙情況中，下擺和上擺過程中均會(huì)產(chǎn)生渦流從而消耗機(jī)械能，則強(qiáng)磁鐵和鋸條組成的系統(tǒng)機(jī)械能均減少，C正確；在擺動(dòng)過程中銅塊對(duì)強(qiáng)磁鐵有阻礙作用，同時(shí)銅塊也要受強(qiáng)磁鐵的作用力，D錯(cuò)誤．答案：C5．解析：線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，磁通量增大，由楞次定律可判斷，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，即正方向，可排除B、C選項(xiàng)；線框進(jìn)、出磁場(chǎng)過程中，切割磁感線的有效長度為線框與磁場(chǎng)邊界交點(diǎn)的連線，故有效長度L先增大后減小，由E＝BLv可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先增大后減小，由閉合電路的歐姆定律可知，感應(yīng)電流先增大后減小，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：A6．解析：導(dǎo)線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v＝eq\f(L,t)＝eq\f(0.1,0.2)m/s＝0.5m/s，選項(xiàng)B正確；由E＝BLv，得B＝eq\f(E,Lv)＝eq\f(0.01,0.1×0.5)T＝0.2T，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由右手定則可確定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向外，選項(xiàng)C正確；導(dǎo)線框所受安培力F＝BLI＝BLeq\f(E,R)＝0.2×0.1×eq\f(0.01,0.005)N＝0.04N，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：BC7．解析：根據(jù)楞次定律可知，在0～0.01s內(nèi)和在0.01～0.02s內(nèi)電流方向相同，故A錯(cuò)誤；在0～0.02s內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)S＝100×4×1.5×10－3V＝0.6V，故B正確；在0～0.02s內(nèi)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(0.6,7＋1)A＝0.075A，通過電阻R的電荷量為q＝It＝0.075×0.02C＝1.5×10－3C，故C正確；在0.02～0.03s內(nèi)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E′＝neq\f(ΔΦ′,Δt)＝neq\f(ΔB′,Δt)S＝100×8×1.5×10－3V＝1.2V，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I′＝eq\f(E′,R＋r)＝eq\f(1.2,7＋1)A＝0.15A，R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I′2Rt＝0.152×7×0.01J＝1.575×10－3J，故D錯(cuò)誤．答案：BC8．解析：由右手定則可知，金屬棒相當(dāng)于電源且A是電源的正極，即金屬棒中有從C到A的感應(yīng)電流，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬棒以角速度ω＝10rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)，在接入電路部分AC上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝BLv＝BL·eq\f(ωL＋ω·2L,2)＝eq\f(3BωL2,2)＝7.5V，則回路中電流為：I＝eq\f(E,R)＝0.75A，故B項(xiàng)正確；在金屬棒繞O轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過程中，電流的方向一直沒有改變，故通過電阻R的電荷量不為0，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬棒每轉(zhuǎn)一圈，所用時(shí)間為T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,10)＝eq\f(π,5)s，電阻R上大約產(chǎn)生的熱量：Q＝I2RT＝0.752×9×eq\f(3.14,5)J≈3.18J，故D項(xiàng)正確．答案：BD9．解析：(1)設(shè)導(dǎo)線框MN邊進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為v0，PQ邊運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)下邊緣時(shí)的速度為vPQ邊到達(dá)磁場(chǎng)的下邊緣時(shí)導(dǎo)線框受力平衡，則有：mg＝eq\f(B2L2v,R)(2分)解得：v＝10m/s(1分)導(dǎo)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)到PQ離開磁場(chǎng)的過程中，導(dǎo)線框機(jī)械能守恒有，eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝mg(h－L)(2分)解得：v0＝4m/s(2分)(2)設(shè)導(dǎo)線框從開始下落到PQ邊到達(dá)磁場(chǎng)下邊緣所經(jīng)歷的時(shí)間為t，根據(jù)動(dòng)量定理得mgt－BILΔt＝mv(2分)Δt為導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間又q＝IΔt＝eq\f(ΔΦ,R)(1分)得mgt－BqL＝mv(2分)解得t＝1.1s．(2分)答案：(1)4m/s(2)1.1s10．解析：(1)設(shè)導(dǎo)體棒MN做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度為v，在最低點(diǎn)時(shí)根據(jù)電功率的計(jì)算公式可得P＝eq\f(E\o\al(2,1),R1＋R2)＝eq\f(B2L\o\al(2,1)v2,R1＋R2)(1分)解得v＝2m/s(1分)MN在最低點(diǎn)時(shí)根據(jù)牛頓第二定律可得FN－m1g＝m1eq\f(v2,r)(2分)解得FN＝6N(1分)根據(jù)牛頓第三定律可得導(dǎo)體棒MN到達(dá)圓弧導(dǎo)軌最低處AA′位置時(shí)對(duì)導(dǎo)軌的壓力大小為6N．(1分)(2)導(dǎo)體棒MN沿圓弧導(dǎo)軌下滑的過程中，導(dǎo)體棒MN垂直于磁場(chǎng)方向的有效切割速度為v有效＝vsinθ(θ為導(dǎo)體棒MN的速度與豎直向下方向的夾角)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝BL1vsinθ(1分)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝eq\f(BL1v,\r(2），經(jīng)過的時(shí)間t＝eq\f(2πr,v)×eq\f(1,4)(1分)根據(jù)焦耳定律可得回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝eq\f(E2,R1＋R2)t＝0.00314J(1分)根據(jù)功能關(guān)系可得克服安培力做的功為WA＝Q＝0.00314J(1分)MN下滑過程中根據(jù)動(dòng)能定理可得m1gr－Wf－WA＝0(2分)解得MN克服摩擦力做的功為Wf＝0.397J．(1分)(3)釋放PQ后，當(dāng)BL1v1＝BL2v2時(shí)回路中的電流為零，對(duì)MN根據(jù)動(dòng)量定理可得－BIL1t1＝m1v1－m1v(1分)對(duì)PQ根據(jù)動(dòng)量定理可得BIL2t1＝m2v2－0(1分)聯(lián)立解得v2＝0.5m/s(1分)對(duì)PQ有BqL2＝m2v2－0(1分)解得q＝0.5C．(1分)答案：(1)6N(2)0.397J(3)0.5C11．解析：本題考查電磁感應(yīng)中的電路問題．(1)對(duì)導(dǎo)體棒，由牛頓第二定律有mgsinθ－μmgcosθ－B1IL＝ma①(2分)其中I＝eq\f(E,R總)＝eq\f(B1Lv,r＋\f(2r,2）＝eq\f(B1Lv,2r)②(1分)由①②知，隨著導(dǎo)體棒的速度增大，加速度減小，當(dāng)加速度減至0時(shí)，導(dǎo)體棒的速度達(dá)到最大．則最大速度vm＝eq\f(2mgrsinθ－μcosθ,B\o\al(2,1)L\o\al(2,2）＝4m/s③(1分)(2)導(dǎo)體棒從靜止釋放到穩(wěn)定運(yùn)行之后的一段時(shí)間內(nèi)，設(shè)導(dǎo)體棒下滑距離為d，由動(dòng)能定理有mgsinθ·d－μmgcosθ·d－W克安＝eq\f(1,2)mveq