《2020高考物理 章末質(zhì)量檢測（十）第十章 電磁感應（含解析）魯科版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020高考物理 章末質(zhì)量檢測（十）第十章 電磁感應（含解析）魯科版（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第十章 電磁感應(時間：50分鐘)一、選擇題(本題共8小題，15題為單項選擇題，68題為多項選擇題)1.如圖1所示的裝置中，當接通電源后，小磁針A的指向如圖所示，則()圖1A.小磁針B的N極向紙外轉(zhuǎn)B.小磁針B的N極向紙里轉(zhuǎn)C.小磁針B不轉(zhuǎn)動D.因電流未標出，所以無法判斷小磁針B如何轉(zhuǎn)動解析如題圖，根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以通電螺線管的左端是S極，右端是N極；根據(jù)安培定則，右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指所指的方向是通電螺線管的N極?？梢耘袛嚯娏鲝穆菥€管的左端流入，從右端流出，所以，電源的左端是正極，右端是負極。而小磁針B在電流產(chǎn)生的磁場中，根據(jù)右手螺旋定則可知，N

2、極的指向垂直紙面向外，故A正確，B、C、D錯誤。答案A2.如圖2所示，線圈L的自感系數(shù)很大，且其直流電阻可以忽略不計，L1、L2是兩個完全相同的小燈泡，開關S閉合和斷開的過程中，燈L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會斷)()圖2A.S閉合，L1亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S斷開，L2立即熄滅，L1逐漸變亮B.S閉合，L1亮度不變，L2很亮；S斷開，L1、L2立即熄滅C.S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2亮度不變；S斷開，L2立即熄滅，L1亮一下才熄滅D.S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2則逐漸變得更亮；S斷開，L2立即熄滅，L1亮一下才熄滅答案D3.

3、如圖3甲所示，固定閉合線圈abcd處于方向垂直紙面向外的磁場中，磁感線分布均勻，磁場的磁感應強度大小B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是()圖3A.t1 s時，ab邊受到的安培力方向向左B.t2 s時，ab邊受到的安培力為0C.t2 s時，ab邊受到的安培力最大D.t4 s時，ab邊受到的安培力最大解析由題圖知，02 s內(nèi)磁感應強度大小逐漸增大，根據(jù)楞次定律知線圈中產(chǎn)生感應電流的方向為順時針方向，根據(jù)左手定則判斷知ab邊受到的安培力方向向右，選項A錯誤；t2 s時，0，感應電流I0，安培力F0，選項B正確，C錯誤；t4 s時，B0，安培力F0，選項D錯誤。答案B4.一半徑為r、質(zhì)

4、量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)用一根長為L的絕緣輕細桿懸掛于O1點，桿所在直線過圓環(huán)圓心，在O1點的正下方有一半徑為L2r的圓形勻強磁場區(qū)域，其圓心O2與O1點在同一豎直線上，O1點在圓形磁場區(qū)域邊界上，如圖4所示?，F(xiàn)使絕緣輕細桿從水平位置由靜止釋放，下擺過程中金屬圓環(huán)所在平面始終與磁場垂直，已知重力加速度為g，不計空氣阻力及其他摩擦阻力，則下列說法正確的是 ()圖4A.金屬圓環(huán)最終會靜止在O1點的正下方B.金屬圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mgLC.金屬圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mg(L2r)D.金屬圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mg(Lr)解析圓環(huán)最終要在如圖中A、C位置間擺動，因為此時圓

5、環(huán)中的磁通量不再發(fā)生改變，圓環(huán)中不再有感應電流產(chǎn)生。由幾何關系可知，圓環(huán)在A、C位置時，其圓心與O1、O2的距離均為Lr，則圓環(huán)在A、C位置時，圓環(huán)圓心到O1的高度為。由能量守恒可得金屬圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mg(L2r)，C正確。答案C5.(2019山東濟南模擬)如圖5甲所示，間距L0.2 m的水平金屬導軌CD、EF固定在水平地面上，一質(zhì)量m4103 kg的金屬棒GH垂直地放置導軌上，導軌處于沿水平方向、磁感應強度B10.2 T的勻強磁場中。有一匝數(shù)n20匝、面積S0.02 m2的線圈通過開關S與導軌相連，線圈處于通過線圈軸線、方向豎直向上的另一勻強磁場B2中，B2大小隨時間t變化的

6、關系如圖乙所示。在t0.2 s時刻閉合開關S時，金屬棒GH瞬間跳起(金屬棒跳起瞬間安培力遠大于重力)，跳起的最大高度為h0.2 m，不計空氣阻力，重力加速度為g10 m/s2，下列說法正確的是()圖5A.磁感應強度B1的方向水平向右B.開關S閉合瞬間，GH中的電流方向由H到GC.線圈中產(chǎn)生的感應電動勢大小為3 VD.開關S閉合瞬間，通過金屬棒GH的電荷量為0.3 C解析由楞次定律可知，在螺線管中磁通量向上增加，產(chǎn)生的感應電流流過導體棒的方向是由H到G，金屬棒受向上安培力，可知磁感應強度B1的方向水平向左，選項A錯誤，B正確；線圈中產(chǎn)生的感應電動勢大小為EnS200.02 V6 V，選項C錯誤；

7、金屬棒跳起時的初速度v2 m/s；對金屬棒由動量定理：B1Ltmv，qt，則q C0.2 C，選項D錯誤。答案B6.(2019三明模擬)如圖6所示，正方形線框的邊長為L，電容器的電容為C。正方形線框的一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中，當磁感應強度以變化率k均勻減小時，下列說法正確的是()圖6A.線框產(chǎn)生的感應電動勢大小為kL2B.電壓表沒有讀數(shù)C.a點的電勢高于b點的電勢D.電容器所帶的電荷量為零解析由于線框的一半放在磁場中，因此線框產(chǎn)生的感應電動勢大小為，選項A錯誤；由于線框所產(chǎn)生的感應電動勢是恒定的，且線框連接了一個電容器，相當于電路斷路，電路中無電流，電壓表沒有讀數(shù)，選項B正確；根據(jù)楞

8、次定律可以判斷，a點的電勢高于b點的電勢，選項C正確；電容器所帶電荷量為QC，選項D錯誤。答案BC7.邊長為a的閉合金屬正三角形輕質(zhì)框架，左邊豎直且與磁場右邊界平行，完全處于垂直于框架平面向里的勻強磁場中，現(xiàn)把框架勻速水平向右拉出磁場，如圖7所示，則下列圖象與這一拉出過程相符合的是()圖7解析設正三角形輕質(zhì)框架開始出磁場的時刻t0，則其切割磁感線的有效長度L2xtan 30x，則感應電動勢E電動勢BLvBvx，則C項正確，D項錯誤；框架勻速運動，故F外力F安x2，A項錯誤；P外力功率F外力vF外力x2，B項正確。答案BC8.如圖8所示，豎直懸掛的彈簧下端拴有導體棒ab，ab無限靠近豎直平行導軌

9、的內(nèi)側(cè)、與導軌處于豎直向上的勻強磁場中，導體棒MN與平行導軌處于垂直導軌平面的勻強磁場中，當MN以速度v向右勻速運動時，ab恰好靜止，彈簧無形變，現(xiàn)使v減半仍沿原方向勻速運動，ab開始沿導軌下滑，磁感應強度大小均為B，導軌寬均為L，導體棒ab、MN質(zhì)量相同、電阻均為R，其他電阻不計，導體棒與導軌接觸良好，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)為k，ab與豎直平行導軌間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則()圖8A.MN中電流方向從M到NB.ab受到的安培力垂直紙面向外C.ab開始下滑直至速度首次達到峰值的過程中，克服摩擦產(chǎn)生的熱量為D.ab速度首次達到峰值時，電路的電熱功率為解析MN向

10、右勻速運動，根據(jù)右手定則知電流由N到M，故A錯誤；電流由a到b，根據(jù)左手定則知ab所受安培力垂直紙面向外，故B正確；當MN以速度v向右勻速運動時，ab恰好靜止，則電流I，ab受到的最大靜摩擦力fmBIL，根據(jù)平衡條件得mg，當vv時，fm，速度第一次達到最大時，加速度等于零，ab再次平衡，mgfmkx，則ab下落的距離x，克服摩擦力產(chǎn)生的熱量Q1fmx，故C正確；ab速度首次達到峰值時，電路電流I1，電路的電熱功率為P2IR，故D錯誤。答案BC二、非選擇題9.(1)探究電磁感應現(xiàn)象應選用如圖9_(選填“甲”或“乙”)所示的裝置進行實驗。在這個現(xiàn)象中感應電流的方向與_的方向和磁感線方向有關。圖9

11、(2)如圖丙所示，A為彈簧測力計(量程足夠大)，B為條形磁鐵(下端為S極)，C為螺線管，螺線管線圈的電阻忽略不計?，F(xiàn)將S1斷開，S2由1改接到2，則彈簧測力計的示數(shù)將_；若S2接2不變，再閉合S1，彈簧測力計的示數(shù)將_。(均選填“變大”“變小”或“不變”)解析(1)探究電磁感應現(xiàn)象的實驗裝置，只需要有磁場、導體棒、電流表即可，不需要電源，分析圖甲與乙可知，探究電磁感應現(xiàn)象應選用甲圖裝置，在電磁感應現(xiàn)象中，感應電流的方向與導體切割磁感線運動的方向和磁感線的方向有關。(2)根據(jù)安培定則，由圖丙可知，閉合開關，螺線管上端是N極，條形磁鐵下端是S極，條形磁鐵受到向下的吸引力，現(xiàn)將S1斷開，S2由1改到

12、2，電路電流變少，通電的螺線管圈數(shù)變小，電磁鐵的磁性變?nèi)?，螺線管對條形磁鐵的吸引力變小，彈簧測力計示數(shù)變小，若S2接2不變，閉合S1，電阻R2短路，電路電流變大，螺線管的磁場變強，條形磁鐵受到的吸引力變大，彈簧測力計的示數(shù)變大。答案(1)甲導體切割磁感線運動(或“導體運動”) (2)變小變大10.如圖10甲，在水平桌面上固定著兩根相距L20 cm、相互平行的無電阻軌道P、Q，軌道一端固定一根電阻R0.02 的導體棒a，軌道上橫置一根質(zhì)量m40 g、電阻可忽略不計的金屬棒b，兩棒相距也為L20 cm。該軌道平面處在磁感應強度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強磁場中。開始時，磁感應強度B00.1 T。設

13、棒與軌道間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2。圖10(1)若保持磁感應強度B0的大小不變，從t0時刻開始，給b棒施加一個水平向右的拉力，使它由靜止開始做勻加速直線運動。此拉力F的大小隨時間t變化關系如圖乙所示。求b棒做勻加速運動的加速度及b棒與軌道間的滑動摩擦力；(2)若從t0開始，磁感應強度B隨時間t按圖丙中圖象所示的規(guī)律變化，求在金屬棒b開始運動前，這個裝置釋放的熱量。解析(1)F安B0ILEB0LvIvat所以F安t當b棒勻加速運動時，根據(jù)牛頓第二定律有FFfF安ma聯(lián)立可得FFftma由圖象可得：當t0時，F(xiàn)0.4 N，當t1 s時，F(xiàn)0.5 N。代入式，可解得a5 m/

14、s2，F(xiàn)f0.2 N。(2)當磁感應強度均勻增大時，閉合電路中有恒定的感應電流I。以b棒為研究對象，它受到的安培力逐漸增大，靜摩擦力也隨之增大，當磁感應強度增大到b所受安培力F安與最大靜摩擦力Ff相等時開始滑動感應電動勢EL20.02 VI1 A棒b將要運動時，有F安BtILFf所以Bt1 T，根據(jù)BtB0t得t1.8 s，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為QI2Rt0.036 J。答案(1)5 m/s20.2 N(2)0.036 J11.同一水平面上的兩根正對平行金屬直軌道MN、MN，如圖11所示放置，兩軌道之間的距離l0.5 m，軌道的MM端之間接一阻值R0.4 的定值電阻，軌道的電阻可忽略不計，NN端

15、與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、NP平滑連接，兩半圓軌道的半徑均為R00.5 m，水平直軌道MK、MK段粗糙，KN、KN段光滑，且KNNK區(qū)域恰好處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度B0.64 T，磁場區(qū)域的寬度d1 m，且其右邊界與NN重合。現(xiàn)有一質(zhì)量m0.2 kg、電阻r0.1 的導體桿ab靜止在距磁場左邊界s2 m處，在與桿垂直的水平恒力F2 N作用下開始運動，導體桿ab與粗糙導軌間的動摩擦因數(shù)0.1，當運動至磁場的左邊界時撤去F，結(jié)果導體桿ab恰好能通過半圓形軌道的最高處PP。已知導體桿在運動過程中與軌道始終垂直且接觸良好，g取10 m/s2。求：圖11(1)導體桿剛進入磁

16、場時，通過導體桿的電流大小和方向；(2)導體桿穿過磁場的過程中通過電阻R的電荷量；(3)導體桿穿過磁場的過程中整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱。解析(1)設導體桿在F的作用下運動至磁場的左邊界時的速度為v1，由動能定理有(Fmg)smv0，代入數(shù)據(jù)解得v16 m/s，導體桿剛進入磁場時產(chǎn)生的感應電動勢EBlv11.92 V，此時通過導體桿的電流I3.84 A，根據(jù)右手定則可知，電流方向由b向a。(2)設導體桿在磁場中運動的時間為t，產(chǎn)生的感應電動勢的平均值為，則由法拉第電磁感應定律有，通過電阻R的感應電流的平均值，通過電阻R的電荷量qt0.64 C。(3)設導體桿離開磁場時的速度大小為v2，運動到半圓形軌道最高處的速度為v3，因?qū)w桿恰好能通過半圓形軌道的最高處，則在軌道最高處時，由牛頓第二定律有mgm，代入數(shù)據(jù)解得v3 m/s，桿從NN運動至PP的過程，根據(jù)機械能守恒定律有mvmvmg2R0，代入數(shù)據(jù)解得v25 m/s，導體桿穿過磁場的過程中損失的機械能Emvmv1.1 J，此過程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q熱E1.1 J。答案(1)3.84 A由b向a(2)0.64 C(3)1.1 J- 9 -