第十一單元 電磁感應(yīng)一輪單元訓(xùn)練金卷高三物理測試題

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1、 第十一單元 電磁感應(yīng) 注意事項： 1、答題前,先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上,并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2、選擇題的作答：每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3、非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4、考試結(jié)束后,請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、選擇題：本題共10小題,每小題5分。在每小題給出的四個選項中,第1～6題只有一項符合題目要求,第7～10題有多項符合題目要求。全部選對的得5分,選對但不

2、全的得2分,有選錯的得0分。 1、磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū),刷卡器中有檢測線圈,當(dāng)以速度v0刷卡時,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、其E－t關(guān)系如圖所示、如果只將刷卡速度改為,線圈中的E－t關(guān)系圖可能是(　　) 2.如圖所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd,在細(xì)長磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),從圖中位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到達位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在這個過程中,線圈中感應(yīng)電流(　　) A、沿abcd流動 B、沿dcba流動 C、由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動 D、由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流

3、動 3、(2018·南昌模擬)如圖所示的電路中,L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈,L1、L2和L3是3個完全相同的燈泡,E是內(nèi)阻不計的電源、在t＝0時刻,閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關(guān)S.規(guī)定以電路穩(wěn)定時流過L1、L2的電流方向為正方向,分別用I1、I2表示流過L1和L2的電流,則下圖中能定性描述電流I隨時間t變化關(guān)系的是(　　) 4、(2018·長興中學(xué)高三模擬)1831年,法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(圖甲)、它是利用電磁感應(yīng)原理制成的,是人類歷史上第一臺發(fā)電機、圖乙是這個圓盤發(fā)電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上,它的邊緣正好在兩磁極之間,兩塊銅片

4、C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣良好接觸、使銅盤轉(zhuǎn)動,電阻R中就有電流通過、若所加磁場為勻強磁場,回路的總電阻恒定,從左往右看,銅盤沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動,CRD平面與銅盤平面垂直,下列說法正確的是(　　) A、電阻R中沒有電流流過 B、銅片C的電勢高于銅片D的電勢 C、保持銅盤不動,磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場, 則銅盤中有電流產(chǎn)生 D、保持銅盤不動,磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場, 則CRD回路中有電流產(chǎn)生 5.如圖所示,光滑斜面的傾角為θ,斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框abcd,ab邊的邊長為l1,bc邊的邊長為l2,線框的質(zhì)量為m,電阻為R,線框通過絕緣細(xì)線繞過光滑的定

5、滑輪與一重物相連,重物質(zhì)量為M.斜面上ef線(ef平行底邊)的右方有垂直斜面向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,如果線框從靜止開始運動,進入磁場的最初一段時間是做勻速運動的,且線框的ab邊始終平行于底邊,則下列說法正確的是(　　) A、線框進入磁場前運動的加速度為 B、線框進入磁場時勻速運動的速度為 C、線框做勻速運動的總時間為 D、該勻速運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱為(Mg－mgsin θ)l2 6.兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L,頂端接阻值為R的電阻、質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒在距磁場上邊界某處由靜止釋放,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向里的勻

6、強磁場垂直,如圖所示,不計導(dǎo)軌的電阻,重力加速度為g,則下列說法錯誤的是(　　) A、金屬棒在磁場中運動時,流過電阻R的電流方向為b→a B、金屬棒的速度為v時,金屬棒所受的安培力大小為 C、金屬棒的最大速度為 D、金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時,電阻R的熱功率為R 7、(2018·吉林實驗中學(xué)模擬)轉(zhuǎn)筆(Pen Spinning)是一項用不同的方法與技巧、以手指來轉(zhuǎn)動筆的休閑活動、轉(zhuǎn)筆深受廣大中學(xué)生的喜愛,其中也包含了許多的物理知識,假設(shè)某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其上的某一點O做勻速圓周運動,下列有關(guān)該同學(xué)轉(zhuǎn)筆中涉及的物理知識的敘述正確的是(　　) A、筆桿上的點離O點越近的,做圓周運動的向心

7、加速度越小 B、筆桿上的各點做圓周運動的向心力是由萬有引力提供的 C、若該同學(xué)使用中性筆,筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動做離心運動被甩走 D、若該同學(xué)使用的是金屬筆桿,且考慮地磁場的影響,由于筆桿中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此金屬筆桿兩端一定不會形成電勢差 8.如圖所示,水平放置的粗糙U形框架上接一個阻值為R0的電阻,放在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中,一個半徑為L、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由靜止開始運動距離d后速度達到v,半圓形硬導(dǎo)體AC的電阻為r,其余電阻不計、下列說法正確的是(　　) A、此時AC兩端電壓為UAC＝2BLv B、此時A

8、C兩端電壓為UAC＝ C、此過程中電路產(chǎn)生的電熱為Q＝Fd－mv2 D、此過程中通過電阻R0的電荷量為q＝ 9、如圖,在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd,阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連、質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動、整個裝置放于勻強磁場中,磁場的方向豎直向上(圖中未畫出),磁感應(yīng)強度的大小為B.導(dǎo)體棒的中點系一個不可伸長的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一個質(zhì)量也為m的物塊相連,繩處于拉直狀態(tài)、現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊,用h表示物塊下落的高度(物塊不會觸地),g表示重力加速度,其他電阻不計,則 (　　) A、電阻R中的感應(yīng)電

9、流方向由a到c B、物塊下落的最大加速度為g C、若h足夠大,物塊下落的最大速度為 D、通過電阻R的電荷量為 10.在傾角為θ足夠長的光滑斜面上,存在著兩個磁感應(yīng)強度大小相等的勻強磁場,磁場方向一個垂直斜面向上,另一個垂直斜面向下,寬度均為L,如圖所示、一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形線框在t＝0時刻以速度v0進入磁場,恰好做勻速直線運動,若經(jīng)過時間t0,線框ab邊到達gg′與ff′中間位置時,線框又恰好做勻速運動,則下列說法正確的是(　　) A、當(dāng)ab邊剛越過ff′時,線框加速度的大小為gsin θ B、t0時刻線框勻速運動的速度為 C、t0時間內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱為

10、mgLsin θ＋mv D、離開磁場的過程中線框?qū)⒆鰟蛩僦本€運動 二、非選擇題：本大題共4小題,共60分。按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 11、(2018·安徽十校聯(lián)考)如圖甲所示,一個電阻值為R,匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路、線圈的半徑為r1,在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示、圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0,導(dǎo)線的電阻不計、求0至t1時間內(nèi) (1)通過電阻R1的電流大

11、小和方向； (2)通過電阻R1的電荷量q. 12、(2015·高考浙江卷)小明同學(xué)設(shè)計了一個“電磁天平”,如圖甲所示,等臂天平的左臂為掛盤,右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡、線圈的水平邊長L＝0.1 m,豎直邊長H＝0.3 m,匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強磁場內(nèi),磁感應(yīng)強度B0＝1.0 T,方向垂直線圈平面向里、線圈中通有可在0～2.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤放上待測物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡,測出電流即可測得物體的質(zhì)量、(重力加速度取g＝10 m/s2) (1)為使電磁天平的量程達到0.5 kg,線圈的匝數(shù)N1至少為多少？ (2)進一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,另選N2＝100匝、形狀

12、相同的線圈,總電阻R＝10 Ω.不接外電流,兩臂平衡、如圖乙所示,保持B0不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場,且磁感應(yīng)強度B隨時間均勻變大,磁場區(qū)域?qū)挾萪＝0.1 m、當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時,天平平衡,求此時磁感應(yīng)強度的變化率. 13、如圖所示,將質(zhì)量m1＝0.1 kg、電阻R1＝0.3 Ω、長度l＝0.4 m的導(dǎo)體棒ab橫放在U形金屬框架上,框架質(zhì)量m2＝0.2 kg,放在絕緣水平面上,與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2,相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,電阻不計且足夠長、電阻R2＝0.1 Ω的MN垂直于MM′.整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強

13、度B＝0.5 T、垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力,使ab從靜止開始無摩擦地運動,且始終與MM′、NN′保持良好接觸,當(dāng)ab運動到某處時,框架開始運動、設(shè)框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10 m/s2. (1)求框架開始運動時ab速度v的大小； (2)從ab開始運動到框架開始運動的過程中,MN上產(chǎn)生的熱量Q＝0.1 J,求該過程中ab位移x的大小、 14、如圖所示,半徑為L1＝2 m的金屬圓環(huán)內(nèi)上、下半圓各有垂直圓環(huán)平面的有界勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為B1＝ T、長度也為L1、電阻為R的金屬桿ab,一端處于圓環(huán)中心,另一端恰好搭接在金屬環(huán)上,繞著a端沿逆時針方

14、向勻速轉(zhuǎn)動,角速度為ω＝ rad/s.通過導(dǎo)線將金屬桿的a端和金屬環(huán)連接到圖示的電路中(連接a端的導(dǎo)線與圓環(huán)不接觸,圖中的定值電阻R1＝R,滑片P位于R2的正中央,R2的總阻值為4R),圖中的平行板長度為L2＝2 m,寬度為d＝2 m、圖示位置為計時起點,在平行板左邊緣中央處剛好有一帶電粒子以初速度v0＝0.5 m/s向右運動,并恰好能從平行板的右邊緣飛出,之后進入到有界勻強磁場中,其磁感應(yīng)強度大小為B2,左邊界為圖中的虛線位置,右側(cè)及上下范圍均足夠大、(忽略金屬桿與圓環(huán)的接觸電阻、圓環(huán)電阻及導(dǎo)線電阻,忽略電容器的充放電時間,忽略帶電粒子在磁場中運動時的電磁輻射的影響,不計平行金屬板兩端的邊緣

15、效應(yīng)及帶電粒子的重力和空氣阻力)求： (1)在0～4 s內(nèi),平行板間的電勢差UMN； (2)帶電粒子飛出電場時的速度； (3)在上述前提下若粒子離開磁場后不會第二次進入電場,則磁感應(yīng)強度B2應(yīng)滿足的條件、 一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(A)卷 第十一單元 電磁感應(yīng) 答 案 1.【答案】D 【解析】選D.若將刷卡速度改為,線圈切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小將會減半,周期將會加倍,故D項正確,其他選項錯誤、 2.【答案】A 【解析】選A.由條形磁鐵的磁場分布情況可知,線圈在位置Ⅱ時穿過矩形閉合線圈的磁通量最少、線圈從位置Ⅰ到Ⅱ,穿過abcd自下而上的磁通量減少,感應(yīng)電

16、流的磁場阻礙其減少,則在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為abcd,線圈從位置Ⅱ到Ⅲ,穿過abcd自上而下的磁通量在增加,感應(yīng)電流的磁場阻礙其增加,由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向仍然是abcd.故本題答案為A. 3.【答案】C 【解析】選C.L的直流電阻不計,電路穩(wěn)定后通過L1的電流是通過L2、L3電流的2倍、閉合開關(guān)瞬間,L2立即變亮,由于L的阻礙作用,L1逐漸變亮,即I1逐漸變大,在t1時刻斷開開關(guān)S,之后電流I會在電路穩(wěn)定時通過L1的電流大小基礎(chǔ)上逐漸變小,I1方向不變,I2反向,故選C. 4.【答案】C 【解析】選C.根據(jù)右手定則可知,電流從D點流出,流向C點,因此在圓盤中電流方向為從

17、C向D,由于圓盤在切割磁感線時相當(dāng)于電源,所以D處的電勢比C處高,A、B錯誤；保持銅盤不動,磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場,則穿過銅盤的磁通量發(fā)生變化,故銅盤中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,但是此時不再切割磁感線,所以CD不能當(dāng)成電源,故CRD回路中沒有電流產(chǎn)生,C正確,D錯誤、 5.【答案】D 【解析】選D.由牛頓第二定律得,Mg－mgsin θ＝(M＋m)a,解得線框進入磁場前運動的加速度為,A錯誤；由平衡條件,Mg－mgsin θ－F安＝0,F安＝BIl1,I＝,E＝Bl1v,聯(lián)立解得線框進入磁場時勻速運動的速度為v＝,B錯誤；線框做勻速運動的總時間為t＝＝,C錯誤；由能量守恒定律,該勻速運動過

18、程中產(chǎn)生的焦耳熱等于系統(tǒng)重力勢能的減小量,為(Mg－mgsin θ)l2,D正確、 6.【答案】C 【解析】選C.金屬棒在磁場中向下運動時,由楞次定律知,流過電阻R的電流方向為b→a,選項A正確；金屬棒的速度為v時,金屬棒中感應(yīng)電動勢E＝BLv,感應(yīng)電流I＝,所受的安培力大小為F＝BIL＝,選項B正確；當(dāng)安培力F＝mg時,金屬棒下滑速度最大,金屬棒的最大速度為v＝,選項C錯誤；金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時,電阻R和r的總熱功率為P＝mgv＝(R＋r),電阻R的熱功率為R,選項D正確、 7.【答案】AC 【解析】選AC.筆桿上各點的角速度相同,根據(jù)a＝ω2r可知,筆桿上的點離O點越近的,做圓

19、周運動的向心加速度越小,選項A正確；筆桿上的各點做圓周運動的向心力是由筆桿對該點的作用力提供的,選項B錯誤；若該同學(xué)使用中性筆,且轉(zhuǎn)動過快,則筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動做離心運動被甩走,選項C正確；若考慮地磁場的影響,由于筆桿轉(zhuǎn)動時可能要切割磁感線而使金屬筆桿兩端形成電勢差,選項D錯誤、 8.【答案】BD 【解析】選BD.AC的感應(yīng)電動勢為E＝2BLv,兩端電壓為UAC＝＝,A錯誤,B正確；由功能關(guān)系得Fd＝mv2＋Q＋Qf,C錯誤；此過程中平均感應(yīng)電流為＝,通過電阻R0的電荷量為q＝Δt＝,D正確、 9.【答案】CD 【解析】選CD.題中導(dǎo)體棒向右運動切割磁感線,由右手定則可得

20、回路中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,則電阻R中的電流方向由c到a,A錯誤；對導(dǎo)體棒應(yīng)用牛頓第二定律有FT－F安＝ma,又F安＝Bl,再對物塊應(yīng)用牛頓第二定律有mg－FT＝ma,則聯(lián)立可得：a＝－,則物塊下落的最大加速度am＝,B錯誤；當(dāng)a＝0時,速度最大為vm＝,C正確；下落h的過程,回路中的面積變化量ΔS＝lh,則通過電阻R的電荷量q＝＝＝,D正確、 10.【答案】BC 【解析】選BC.當(dāng)ab邊進入磁場時,有E＝BLv0,I＝,mgsin θ＝BIL,有＝mgsin θ.當(dāng)ab邊剛越過ff′時,線框的感應(yīng)電動勢和電流均加倍,則線框做減速運動,有＝4mgsin θ,加速度方向沿斜面向上且大小為

21、3gsin θ,A錯誤；t0時刻線框勻速運動的速度為v,則有＝mgsin θ,解得v＝,B正確；線框從進入磁場到再次做勻速運動的過程,沿斜面向下運動距離為L,則由功能關(guān)系得線框中產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝＋＝＋,C正確；線框離開磁場時做加速運動,D錯誤、 11.【答案】(1)　方向從b到a　(2) 【解析】(1)穿過閉合線圈的磁場的面積為S＝πr 由題圖乙可知,磁感應(yīng)強度B的變化率的大小為＝,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得： E＝n＝nS＝ 由閉合電路歐姆定律可知流過電阻R1的電流為 I＝＝ 再根據(jù)楞次定律可以判斷,流過電阻R1的電流方向應(yīng)由b到a. (2)0至t1時間內(nèi)通過電阻R1的電荷量

22、為 q＝It1＝. 12.【答案】 (1)25 匝　(2)0.1 T/s 【解析】(1)線圈受到安培力F＝N1B0IL 天平平衡mg＝N1B0IL 代入數(shù)據(jù)得N1＝25匝、 (2)由電磁感應(yīng)定律得E＝N2 即E＝N2Ld 由歐姆定律得I′＝ 線圈受到的安培力F′＝N2B0I′L 天平平衡m′g＝NB0· 代入數(shù)據(jù)可得 ＝0.1 T/s. 13.【答案】 (1)6 m/s　(2)1.1 m 【解析】(1)ab對框架的壓力F1＝m1g 框架受水平面的支持力FN＝m2g＋F1 依題意,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則框架受到的最大靜摩擦力F2＝μFN ab中的感應(yīng)電動

23、勢E＝Blv MN中的電流I＝ MN受到的安培力F安＝IlB 框架開始運動時F安＝F2 由上述各式代入數(shù)據(jù)解得v＝6 m/s. (2)閉合回路中產(chǎn)生的總熱量 Q總＝Q 由能量守恒定律,得 Fx＝m1v2＋Q總 代入數(shù)據(jù)解得x＝1.1 m. 14.【答案】(1)－1 V　(2) m/s　與水平方向成45°夾角 (3)B2<2 T 【解析】(1)金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒為 E＝B1Lω＝2 V 由電路的連接特點知：E＝I·4R U0＝I·2R＝＝1 V T1＝＝20 s 由右手定則知：在0～4 s時間內(nèi),金屬桿ab中的電流方向為b →a,則φa>φb 則在0～4 s時間內(nèi),φM<φN,UMN＝－1 V. (2)粒子在平行板電容器內(nèi)做類平拋運動,在0～時間內(nèi)水平方向L2＝v0·t1 t1＝＝4 s< 豎直方向＝at a＝,E＝,vy＝at1 得＝0.25 C/kg,vy＝0.5 m/s 則粒子飛出電場時的速度 v＝＝ m/s tan θ＝＝1,所以該速度與水平方向的夾角θ＝45°. (3)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,由B2qv＝m得r＝ 由幾何關(guān)系及粒子在磁場中運動的對稱性可知,r>d時離開磁場后不會第二次進入電場,即B2<＝2 T.