（浙江專用）高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 配套章末檢測(cè) 第九章 電磁感應(yīng)（含解析）

第九章檢測(cè)試題(時(shí)間:60分鐘滿分:100分)【測(cè)控導(dǎo)航】知識(shí)點(diǎn)題號(hào)1.法拉第電磁感應(yīng)定律12.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件23.楞次定律34.電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題75.自感56.電磁感應(yīng)中的電路問題6、97.電磁感應(yīng)中的能量問題88.電磁感應(yīng)中的圖象問題4、109.實(shí)驗(yàn)11、1210.綜合問題13、14、15一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題4分,共20分)1.(南京一模)一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖如圖所示,該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對(duì)用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成,兩磁極相對(duì)于線圈平面對(duì)稱,線圈圓心為O點(diǎn).在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,當(dāng)磁極與O點(diǎn)在同一條直線上時(shí),穿過線圈的(B)A.磁通量最大,磁通量變化率最大B.磁通量最大,磁通量變化率最小C.磁通量最小,磁通量變化率最大D.磁通量最小,磁通量變化率最小解析:根據(jù)Φ=BS可判定,B最大時(shí)線圈的磁通量最大,根據(jù)磁鐵的磁感線分布可判定,在圖示位置,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形磁鐵在線圈上的磁通量變化率是最小的,故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò),選項(xiàng)B對(duì).(1)掌握各種常見磁體的磁感線分布;(2)磁通量、磁通量變化率都是針對(duì)一個(gè)面說的;(3)畫示意圖進(jìn)行定性推理.2.(福州模擬)甲、乙兩個(gè)完全相同的銅環(huán)可繞固定軸OO′旋轉(zhuǎn),當(dāng)它們以相同的角速度開始轉(zhuǎn)動(dòng)后,由于阻力,經(jīng)相同的時(shí)間后便停止,若將兩環(huán)置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,乙環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向平行,甲環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直,如圖所示,當(dāng)甲、乙兩環(huán)同時(shí)以相同的角速度開始轉(zhuǎn)動(dòng)后,則下列判斷中正確的是(A)A.甲環(huán)先停 B.乙環(huán)先停C.兩環(huán)同時(shí)停下 D.無法判斷兩環(huán)停止的先后解析:兩環(huán)均在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以相同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng),由圖可知:甲環(huán)的磁通量會(huì)發(fā)生變化,甲環(huán)的動(dòng)能要轉(zhuǎn)化為電能,而乙環(huán)中磁通量無變化,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故甲環(huán)先停下來.選項(xiàng)A正確.3.(江西九江一模)某磁場(chǎng)磁感線如圖所示,有一銅線圈自圖示A位置下落至B位置,在下落過程中,自上往下看,線圈中感應(yīng)電流的方向是(C)A.始終順時(shí)針B.始終逆時(shí)針C.先順時(shí)針再逆時(shí)針D.先逆時(shí)針再順時(shí)針解析:線圈由A位置下落至O位置的過程中,磁通量向上增加,由O位置下落至B位置的過程中,磁通量向上減小,根據(jù)楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流的方向(自上往下看)是先順時(shí)針再逆時(shí)針,選項(xiàng)C正確.4.(浙江省溫州市八校聯(lián)考)電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂器.如圖(甲)為電吉他的拾音器的原理圖,在金屬弦的下方放置有一個(gè)連接到放大器的螺線管.一條形磁鐵固定在管內(nèi),當(dāng)撥動(dòng)金屬弦后,螺線管內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號(hào)轉(zhuǎn)為聲音信號(hào).若由于金屬弦的振動(dòng),螺線管內(nèi)的磁通量隨時(shí)間的變化如圖(乙)所示,則對(duì)應(yīng)感應(yīng)電流的變化為(B)解析:對(duì)應(yīng)感應(yīng)電流為I=nΔΦRΔt,可見,感應(yīng)電流與磁通量的變化率有關(guān),類比vt圖象斜率的物理意義,不難發(fā)現(xiàn),Φt圖線上各點(diǎn)處切線的斜率的絕對(duì)值表示感應(yīng)電流的大小,斜率的符號(hào)表示電流的方向,根據(jù)圖(乙),在0～t5.如圖所示的電路中,L為自感線圈,其直流電阻與電阻R相等,C為電容器,電源內(nèi)阻不可忽略,當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí),下列說法正確的是(B)A.A燈立即熄滅B.A燈突然閃亮一下再熄滅,d點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)高C.B燈無電流通過,不可能變亮D.B燈有電流通過,電流方向由b到a解析:S閉合時(shí),通過L的電流和A燈的電流方向均向右,且IL大于IA;當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),自感線圈中將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原來電流的減小,因此在由L、A、R組成的閉合電路中,有一股順時(shí)針方向的電流,且從IL開始逐漸減小,A燈突然閃亮一下再熄滅,d點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)高,選項(xiàng)A錯(cuò),B正確;當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),路端電壓變大,電源繼續(xù)給電容器充電,故B燈中有電流通過,方向從a到b,選項(xiàng)C、D錯(cuò).(1)斷電自感產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)是阻礙通過線圈L中的電流減小;(2)斷電時(shí)燈泡閃亮的條件是斷電前通過線圈的電流大于通過燈泡的電流;(3)電容器充電過程中是有電流的.二、不定項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題5分,共25分)6.(浙江省第二次五校聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、回路電阻為R的正方形金屬框,用細(xì)線吊住,線的另一端跨過兩個(gè)定滑輪,掛著一個(gè)質(zhì)量為M(M>m)的砝碼,金屬框上方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的下邊界與金屬框的上邊平行且相距一定距離.則在金屬框從開始運(yùn)動(dòng)到整個(gè)框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,下列說法正確的是(BCD)A.細(xì)線對(duì)金屬框做的功等于金屬框增加的機(jī)械能B.細(xì)線對(duì)金屬框的拉力可能等于MgC.線框上的熱功率可能大于(D.系統(tǒng)的機(jī)械能損失可能小于(M-m)gL解析:對(duì)金屬框,由能量關(guān)系得,細(xì)線對(duì)金屬框做的功等于金屬框增加的機(jī)械能和線框的電能,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)線框上邊進(jìn)入磁場(chǎng)后,受安培力向下,線框可能做加速、減速或勻速.當(dāng)勻速進(jìn)入時(shí),細(xì)線對(duì)金屬框的拉力等于Mg,所以選項(xiàng)B正確;當(dāng)線框勻速進(jìn)入時(shí),F安=Mg-mg,同時(shí)F安=B2L2vR,熱功率P=B2L7.(海淀一模)光滑平行金屬導(dǎo)軌M、N水平放置,導(dǎo)軌上放一根與導(dǎo)軌垂直的導(dǎo)體棒PQ.導(dǎo)軌左端與由電容為C的電容器、單刀雙擲開關(guān)和電動(dòng)勢(shì)為E的電源組成的電路相連接,如圖所示.在導(dǎo)軌所在的空間存在方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出).先將開關(guān)接在位置a,使電容器充電并達(dá)到穩(wěn)定后,再將開關(guān)撥到位置b,導(dǎo)體棒將會(huì)在磁場(chǎng)的作用下開始向右運(yùn)動(dòng),設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),則以下說法中正確的是(AD)A.空間存在的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B.導(dǎo)體棒向右做勻加速運(yùn)動(dòng)C.當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大值,電容器的電荷量為零D.導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的過程中,通過導(dǎo)體棒的電荷量Q<CE解析:充電后電容器的上極板帶正電,將開關(guān)撥向位置b,PQ中的電流方向是由P→Q,由左手定則判斷可知,導(dǎo)軌所在處磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,選項(xiàng)A正確;隨著放電的進(jìn)行,導(dǎo)體棒速度增大,由于它所受的安培力大小與速度有關(guān),所以由牛頓第二定律可知導(dǎo)體棒不能做勻加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線,由右手定則判斷可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向由Q→P,當(dāng)其大小等于電容器兩極板間電勢(shì)差大小時(shí),導(dǎo)體棒速度最大,此時(shí)電容器的電荷量并不為零,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由以上分析可知,導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到速度達(dá)到最大時(shí),電容器并沒有放電完畢,故通過導(dǎo)體棒的電荷量Q<CE,選項(xiàng)D正確.8.(溫州模擬)如圖所示電路,兩根光滑金屬導(dǎo)軌,平行放置在傾角為θ的斜面上,導(dǎo)軌下端接有電阻R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),斜面處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電阻可略去不計(jì)的金屬棒ab質(zhì)量為m,受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F的作用,金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑,則它在下滑高度h的過程中,以下說法正確的是(AC)A.作用在金屬棒上各力的合力做功為零B.重力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的電能C.金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱D.金屬棒克服恒力F做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱解析:根據(jù)動(dòng)能定理可知,合力做的功等于動(dòng)能的變化量,故選項(xiàng)A正確;重力做的功等于重力勢(shì)能的變化量,重力做的功等于克服F所做的功與產(chǎn)生的電能之和,而克服安培力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱,故選項(xiàng)B、D均錯(cuò)誤,C正確.9.(年四川理綜)如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、不可形變的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場(chǎng)區(qū)域,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=kt(常量k>0).回路中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R0,滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器中央,定值電阻R1=R0、R2=R0A.R2兩端的電壓為UB.電容器的a極板帶正電C.滑動(dòng)變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍D.正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為kL2解析:根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn),虛線MN右側(cè)電路部分的總電阻R=R0+R02+R04=74R0.回路的總電流I=UR=4U7R0,由于R2=R02,所以通過R2的電流I2=I2=2U7R0,所以R2兩端電壓U2=I2R2=2U7R0·R02=17U,選項(xiàng)A正確;根據(jù)楞次定律可知,回路中的電流為逆時(shí)針方向,即流過R2的電流方向向左,所以電容器b極板帶正電,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)P=I2R,滑動(dòng)變阻器R的熱功率P=I2R02+(I2)2R02=58I210.如圖(甲)所示,正方形金屬框abcd放在絕緣的光滑水平面上,在垂直于bc邊的水平恒力F作用下由靜止開始滑行,滑行過程中穿過一段邊界與bc邊平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng).設(shè)金屬框在滑行過程中的速度為v,與此對(duì)應(yīng)的位移為x,那么v2x圖象如圖(乙)所示.已知金屬框的總電阻R=1.5Ω,水平恒力F=0.5N,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,則下列說法正確的是(BC)A.金屬框勻速運(yùn)動(dòng)過程中感應(yīng)電流先為順時(shí)針方向后為逆時(shí)針方向B.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為1.0TC.金屬框在穿過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的電能為0.5JD.金屬框在磁場(chǎng)中磁通量的最大值為0.5Wb解析:金屬框勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),磁通量先增加后減小,由楞次定律可知,感應(yīng)電流先為逆時(shí)針方向后為順時(shí)針方向,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.由v2x圖象可知,x1=0.9m時(shí),bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng),金屬框的速度v=3.0m/s;金屬框在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng),勻速運(yùn)動(dòng)的位移x=x2-x1=1.0m,所以金屬框的邊長(zhǎng)L=d=12x=0.5m;金屬框在磁場(chǎng)中受力平衡,B2L2vR三、實(shí)驗(yàn)題(共14分)11.(8分)如圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整.(2)如果在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)一下,那么合上開關(guān)后.

A.將原線圈迅速插入副線圈時(shí),靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下B.將原線圈插入副線圈后,靈敏電流計(jì)指針一直偏在零點(diǎn)右側(cè)C.原線圈插入副線圈后,將滑動(dòng)變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下D.原線圈插入副線圈后,將滑動(dòng)變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)一下解析:(1)應(yīng)將原線圈、滑動(dòng)變阻器、電池、開關(guān)串聯(lián)在一起,副線圈與靈敏電流計(jì)串聯(lián)在一起,連線如圖.(2)開關(guān)閉合時(shí),原線圈電路中電流增大,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng),會(huì)使副線圈磁通量增加.將原線圈迅速插入副線圈時(shí),也會(huì)使副線圈磁通量增加,故靈敏電流計(jì)指針均會(huì)向右偏轉(zhuǎn)一下.滑動(dòng)變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),電路中電阻變大,電流減小磁場(chǎng)減弱,穿過副線圈的磁通量減少,故靈敏電流計(jì)指針會(huì)向左偏轉(zhuǎn)一下.答案:(1)見解析圖(2)AD12.(普陀區(qū)一模)(6分)在“研究回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化快慢的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,得到E1/Δt圖線如圖所示.(1)觀察和分析該實(shí)驗(yàn)裝置可看出,在實(shí)驗(yàn)中,因磁鐵相對(duì)螺線管位置的變化都(選填“相同”或“不同”),從而實(shí)現(xiàn)了控制不變.

(2)在得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之后,為了研究E與Δt的關(guān)系,可采用圖象處理數(shù)據(jù)的方法,在直角坐標(biāo)系中作E1/Δt的關(guān)系圖線,由圖象可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是.

解析:(1)根據(jù)Φ=BS確定磁通量,根據(jù)ΔΦ=Φ2-Φ1確定磁通量變化量,只有磁鐵相對(duì)螺線管位置的變化都相同,才會(huì)實(shí)現(xiàn)控制磁通量的變化量不變.(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔΦΔt答案:(1)相同磁通量的變化量(2)在線圈匝數(shù)和通過線圈的磁通量的變化量均不變的情況下,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與1/t成正比四、計(jì)算題(共41分)13.(上海盧灣區(qū)一模)(10分)如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌間的距離為0.4m,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=37°,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面斜向上,兩根電阻值均為1Ω、質(zhì)量均為0.01kg的金屬桿ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置,并與導(dǎo)軌接觸良好,桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,導(dǎo)軌的電阻可以忽略.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10N/kg)(1)用外力將ab桿固定在導(dǎo)軌上,使cd桿以1m/s的速度沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),求ab桿中電流的大小和方向.(2)撤去ab桿上的外力,為使ab桿能靜止在導(dǎo)軌上,必須使cd桿以多大的速率沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)?解析:(1)cd桿運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv=0.5×0.4×1V=0.2V(1分)電路中的電流I=ER總=0.方向a→b.(1分)(2)ab桿靜止,摩擦力沿導(dǎo)軌向上最大時(shí),安培力最小:mgsinθ=Ff+FAminFAmin=mgsinθ-Ff=0.1×0.6N-0.3×0.1×0.8N=0.036N(1分)FAmin=BIminl=B2可求出vmin=FAminR總B摩擦力沿導(dǎo)軌向下最大時(shí),安培力最大:mgsinθ+Ff=FAmaxFAmax=mgsinθ+Ff=0.1×0.6N+0.3×0.1×0.8N=0.084N.(1分)可求出vmax=FAmaxR總B所以,為使ab桿能靜止在導(dǎo)軌上,cd桿沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的速率范圍為1.8～4.2m答案:(1)0.1A方向a→b(2)1.8～4.2m14.(13分)如圖(甲)所示,M1M4、N1N4為平行放置的水平金屬軌道,M4P、N4Q為相同半徑、平行放置的豎直半圓形金屬軌道,M4、N4為切點(diǎn),P、Q為半圓軌道的最高點(diǎn),軌道間距L=1.0m,圓軌道半徑r=0.32m,整個(gè)裝置左端接有阻值R=0.5Ω的定值電阻.M1M2N2N1、M3M4N4N3為等大的長(zhǎng)方形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ,兩區(qū)域?qū)挾萪=0.5m,兩區(qū)域之間的距離s=1.0m;區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著均勻的變化的磁場(chǎng)B1,變化規(guī)律如圖(乙)所示,規(guī)定豎直向上為B1的正方向;區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,方向豎直向上.兩磁場(chǎng)間的軌道與導(dǎo)體棒CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,M3N3右側(cè)的直軌道及半圓形軌道均光滑.質(zhì)量m=0.1kg,電阻R0=0.5Ω的導(dǎo)體棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉動(dòng)下,從M2N2處由靜止開始運(yùn)動(dòng),到達(dá)M3N3處撤去恒力F,CD棒勻速地穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),恰好通過半圓形軌道的最高點(diǎn)PQ處.若軌道電阻、空氣阻力不計(jì),運(yùn)動(dòng)過程導(dǎo)體棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直,g取(1)水平恒力F的大小;(2)CD棒在直軌道上運(yùn)動(dòng)過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q;(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小.解析:(1)CD棒在PQ處,重力提供向心力,得mg=mv設(shè)CD棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2區(qū)域內(nèi)速度為v,由機(jī)械能守恒得12mv2=mg×2r+12mvP2可得v=4m/s(1分)CD棒在恒力F作用下,由動(dòng)能定理得Fs-μmgs=12mv2解得F=1.0N.(1分)(2)棒在直軌道上運(yùn)動(dòng),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=ΔΦΔt=ΔB1LdΔt感應(yīng)電流大小為I=E1R+R0=產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)間t1=2sv=0.5s所以電阻R上產(chǎn)生的熱量QR=I2Rt1=0.22×0.5×0.5J=0.01J.(1分)(3)由于CD棒穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),此過程無感應(yīng)電流,設(shè)CD棒進(jìn)入M3N3界后的任一短時(shí)間Δt內(nèi),磁通量的改變量為0,得B2LvΔt=ΔB1Δt'解得:B2=0.05T.(1分)答案:(1)1.0N(2)0.