（江蘇專用）高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng)本章綜合能力提升練（含解析）-人教版高三物理試題

本章綜合能力提升練一、單項(xiàng)選擇題1.(2018·淮陰中學(xué)期末)如圖1所示，在水平桌面上有個(gè)金屬圓環(huán)，在它圓心正上方有一個(gè)條形磁鐵(極性不明)，當(dāng)條形磁鐵下落時(shí)，可以判定()圖1A.環(huán)將產(chǎn)生俯視逆時(shí)針的感應(yīng)電流B.環(huán)有縮小面積的趨勢(shì)C.環(huán)對(duì)桌面的壓力將減小D.磁鐵將受到豎直向下的電磁作用力答案B2.(2018·射陽(yáng)二中模擬)有一矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為n，將它置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且使線圈平面與磁感線方向垂直，設(shè)穿過(guò)該線圈的磁通量為Φ，則該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.eq\f(Φ,nS) B.eq\f(nΦ,S)C.eq\f(Φ,S) D.無(wú)法判斷答案C解析磁感線與線圈平面垂直，則Φ＝BS，磁感應(yīng)強(qiáng)度：B＝eq\f(Φ,S)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.3.(2018·小海中學(xué)模擬)如圖2所示是兩個(gè)形狀相同的豎直管，左管為真空玻璃管，右管為真空銅管，使小磁石、羽毛從兩管內(nèi)頂端由靜止釋放，已知小磁石、羽毛下落過(guò)程均未與管內(nèi)壁接觸，則()圖2A.左管中小磁石的下落時(shí)間小于羽毛的下落時(shí)間B.右管中小磁石的下落時(shí)間大于羽毛的下落時(shí)間C.兩管中小磁石的下落時(shí)間相等D.若右管足夠長(zhǎng)，落到管底端時(shí)，羽毛的速度小于小磁石的速度答案B解析左管中小磁石和羽毛都做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)間相等，故A錯(cuò)誤；當(dāng)小磁石在銅管中下落時(shí)，由于穿過(guò)銅管的磁通量變化，導(dǎo)致銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁石將受到安培力的阻礙作用，而羽毛做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以右管中小磁石的下落時(shí)間大于羽毛的下落時(shí)間，故B正確，C錯(cuò)誤；在銅管中小磁石受到安培力的阻礙作用，則在右管中，落到管底端時(shí)，羽毛的速度大于小磁石的速度，故D錯(cuò)誤.4.(2017·南通市第三次調(diào)研)法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī).如圖3所示，圓形金屬盤安置在電磁鐵的兩個(gè)磁極之間，兩電刷M、N分別與盤的邊緣和中心點(diǎn)接觸良好，且與靈敏電流計(jì)相連.金屬盤繞中心軸沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則()圖3A.電刷M的電勢(shì)高于電刷N的電勢(shì)B.若只將電刷M移近N，靈敏流計(jì)的示數(shù)變大C.若只提高金屬盤轉(zhuǎn)速，靈敏電流計(jì)的示數(shù)變大D.若只將變阻器滑片向左滑動(dòng)，靈敏電流計(jì)的示數(shù)變大答案C解析根據(jù)安培定則可知，穿過(guò)金屬盤的磁場(chǎng)方向向右，由右手定則判斷可知，金屬盤產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從M到N，則電刷N的電勢(shì)高于電刷M的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；若僅將電刷M移近N，使電刷M、N之間距離減小，切割磁感線的有效長(zhǎng)度減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，則靈敏電流計(jì)的示數(shù)變小，故B錯(cuò)誤；若只提高金屬盤轉(zhuǎn)速，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，感應(yīng)電流增大，故靈敏電流計(jì)的示數(shù)變大，故C正確；若僅將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，電路電流減小，磁場(chǎng)減弱，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，靈敏電流計(jì)的示數(shù)將減小，故D錯(cuò)誤.5.(2018·泰州中學(xué)四模)鋪設(shè)海底金屬油氣管道時(shí)，焊接管道需要先用感應(yīng)加熱的方法對(duì)焊口兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱.將被加熱管道置于感應(yīng)線圈中，當(dāng)感應(yīng)線圈中通以電流時(shí)管道發(fā)熱.如圖4，下列說(shuō)法中正確的是()圖4A.管道發(fā)熱是由于線圈中的電流直接流經(jīng)管道引起的B.感應(yīng)加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱加熱管道的C.感應(yīng)線圈中通以恒定電流時(shí)也能在管道中產(chǎn)生電流D.感應(yīng)線圈中通以正弦交流電在管道中產(chǎn)生的渦流也是交流電答案D解析高頻焊接利用高頻交變電流產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)，在焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析可知，電流變化的頻率越高，磁通量變化頻率越高，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流越大，焊縫處的溫度升高得越快.管道發(fā)熱是由于線圈的作用，導(dǎo)致管道有渦流，A錯(cuò)誤；感應(yīng)加熱是利用線圈周圍變化的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)，形成渦流，B錯(cuò)誤；感應(yīng)線圈中通的恒定電流時(shí)不能產(chǎn)生電流，C錯(cuò)誤；感應(yīng)線圈中通以正弦交流電在管道中產(chǎn)生的渦流也是交流，D正確.二、多項(xiàng)選擇題6.(2018·第二次全國(guó)大聯(lián)考(江蘇卷))如圖5所示是研究自感現(xiàn)象的電路圖，甲、乙是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡，電源內(nèi)阻不可忽略.開(kāi)始前先閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，使電路穩(wěn)定，兩個(gè)小燈泡亮度相同.下列說(shuō)法正確的是()圖5A.僅將S2斷開(kāi)，甲亮度不變B.僅將S2斷開(kāi)，甲逐漸變得更亮C.僅將S1斷開(kāi)，乙立刻熄滅D.僅將S1斷開(kāi)，乙的電流方向改變答案BD解析僅將S2斷開(kāi)，由于電路中總電流變小，則電源的內(nèi)電壓減小，外電壓增大，使流過(guò)甲的電流變大，但由于線圈自感作用，甲逐漸變得更亮，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若僅將S1斷開(kāi)，由于線圈自感作用，則乙中仍有電流，不會(huì)立刻熄滅，但電流方向相反，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.7.如圖6甲所示，一個(gè)剛性圓形線圈與電阻R構(gòu)成閉合回路，線圈平面與所在處的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示.關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e、電阻R消耗的功率P隨時(shí)間t變化的圖象，可能正確的有()圖6答案BD8.(2018·江蘇省高考?jí)狠S沖刺卷)如圖7所示，abcd為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框，線框在紙面內(nèi)，電阻為R.圖中虛線區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)用外力作用于線框，使線框從圖示位置開(kāi)始沿x軸正方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，ad邊始終水平，線框平面始終與磁場(chǎng)垂直，磁場(chǎng)寬度大于L，以x軸正方向作為力的正方向，則磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力F隨時(shí)間t的變化圖象及線框ab邊的電壓U隨時(shí)間t的變化圖象正確的是()圖7答案AD解析線框做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度v＝at，進(jìn)磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)受到的安培力F＝eq\f(B2L2v,R)＝eq\f(B2L2at,R)，A正確，B錯(cuò)誤；進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)，ab兩端的電壓U＝eq\f(1,4)BLv＝eq\f(1,4)BLat，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，U＝BLv＝BLat，出磁場(chǎng)時(shí)，ab兩端的電壓U＝eq\f(3,4)BLv＝eq\f(3,4)BLat，C錯(cuò)誤，D正確.三、計(jì)算題9.(2018·泰州中學(xué)月考)如圖8甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n＝100，線圈面積S＝200cm2，線圈的電阻r＝1Ω，線圈外接一個(gè)阻值R＝4Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.求：圖8(1)線圈中的感應(yīng)電流的大小和方向；(2)電阻R兩端電壓及0～6s消耗的總功率；(3)前4s內(nèi)通過(guò)R的電荷量.答案見(jiàn)解析解析(1)0～4s內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律有：E1＝neq\f(ΔΦ1,Δt1)＝neq\f(ΔB1·S,Δt1)＝100×eq\f(0.4－0.2,4)×0.02V＝0.1V，線圈中的感應(yīng)電流大小為：I1＝eq\f(E1,R＋r)＝eq\f(0.1,4＋1)A＝0.02A，由楞次定律知感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?4～6s內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律有：E2＝neq\f(ΔΦ2,Δt2)＝neq\f(ΔB2·S,Δt2)＝100×eq\f(0.4,2)×0.02V＝0.4V，線圈中的感應(yīng)電流大小為：I2＝eq\f(E2,R＋r)＝eq\f(0.4,4＋1)A＝0.08A，由楞次定律知感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針?lè)较?(2)0～4s內(nèi)，R兩端的電壓為：U1＝I1R＝0.02×4V＝0.08V消耗的功率為：P1＝U1I1＝0.08×0.02W＝1.6×10－3W4～6s內(nèi)，R兩端的電壓為：U2＝I2R＝0.08×4V＝0.32V消耗的功率為：P2＝U2I2＝0.32×0.08W＝2.56×10－2W故R消耗的總功率為：P＝P1＋P2＝2.72×10－2W(3)前4s內(nèi)通過(guò)R的電荷量為：q＝I1Δt＝0.02×4C＝0.08C.10.(2018·南京市期中)如圖9所示，MN、PQ為間距L＝0.5m的足夠長(zhǎng)平行導(dǎo)軌，NQ⊥MN.導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°，NQ間連接一個(gè)R＝5Ω的電阻.有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0＝1T.將一根質(zhì)量為m＝0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計(jì).現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與NQ平行.已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度，cd距離NQ為s＝10m.則：(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)圖9(1)當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)回路中的電流是多大？(2)金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度是多大？(3)當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)回路中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？答案(1)0.2A(2)2m/s(3)0.9J解析(1)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿導(dǎo)軌方向金屬棒受力平衡得mgsinθ＝Ff＋F金屬棒受的安培力為F＝B0ILFf＝μFN＝μmgcosθ解得I＝0.2A.(2)由歐姆定律得I＝eq\f(E,R)由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝B0Lv解得v＝2m/s.(3)當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)，設(shè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱是Q，由能量守恒定律得mgsinθ·s＝eq\f(1,2)mv2＋Q＋μmgcosθ·s解得Q＝0.9J.11.(2018·溧水中學(xué)期初模擬)如圖10為俯視圖，虛線MN的右側(cè)存在一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電阻為R、質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝金屬線框abcd放在光滑水平面上，ab邊在磁場(chǎng)外側(cè)緊靠MN虛線邊界.當(dāng)線框以初速度v0向左離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中，安培力對(duì)線框所做的功為W.求：圖10(1)初速度v0時(shí)刻，線框中感應(yīng)電流I的大小和方向；(2)線框cd邊穿出磁場(chǎng)時(shí)速度v；(3)線框穿出磁場(chǎng)一半過(guò)程中，通過(guò)線框橫截面的電荷量q.答案(1)eq\f(BLv0,R)電流方向?yàn)閍bcda(2)eq\r(v\o\al(

2,0)＋\f(2W,m))(3)eq\f(BL2,2R)解析(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝BLv0線框中感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BLv0,R)