高考物理大一輪復(fù)習(xí)第10章電磁感應(yīng)（課件試題教學(xué)案）（打包10套）.zip

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A．當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，ab中感應(yīng)電流的方向是自西向東 B．當(dāng)鏈條與豎直方向成45°時(shí)，回路中感應(yīng)電流最大 C．當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，安培力的方向與水平向南的方向成45°斜向下 D．在ab棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷有磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能 解析：選C.當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，由右手定則知電流方向自東向西，故A錯(cuò)誤；當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)方向與B方向垂直時(shí)感應(yīng)電流最大，當(dāng)鏈條偏南與豎直方向成45°時(shí)，ab運(yùn)動(dòng)方向(沿圓軌跡的切線方向)與磁場(chǎng)方向平行，此時(shí)感應(yīng)電流為零，最小，故B錯(cuò)誤；當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，由左手定則知安培力的方向與水平向南的方向成45°斜向下，C正確；在ab棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，故D錯(cuò)誤． 4．如圖甲所示，線圈ABCD固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈AB邊所受安培力向右且變化規(guī)律如圖乙所示，則磁場(chǎng)的變化情況可能是下列選項(xiàng)中的(　　) 解析：選D.由題意可知，安培力的方向向右，根據(jù)左手定則，可知：感應(yīng)電流的方向由B到A，再由右手定則可知，當(dāng)垂直向外的磁場(chǎng)在增加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生由B到A的感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合閉合電路歐姆定律，則安培力的表達(dá)式F＝B，因安培力的大小不變，則B是定值，若磁場(chǎng)B增大，則減小，若磁場(chǎng)B減小，則增大，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 5．如圖所示，a、b兩個(gè)閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長(zhǎng)la＝3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則(　　) A．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為9∶1 C．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶4 D．a(chǎn)、b線圈中電功率之比為3∶1 解析：選B.根據(jù)楞次定律可知，兩線圈內(nèi)均產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，則＝k，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知E＝n＝nl2，則＝2＝，選項(xiàng)B正確；根據(jù)I＝＝＝＝∝l，故a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電功率P＝IE＝·nl2＝∝l3，故a、b線圈中電功率之比為27∶1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B. 6．如圖所示是法拉第做成的世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)模型的原理圖．將銅盤(pán)放在磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)銅盤(pán)；圖中a、b導(dǎo)線與銅盤(pán)的中軸線處在同一豎直平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)，就可以使閉合電路獲得電流．若圖中銅盤(pán)半徑為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)的角速度為ω.則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．回路中有大小和方向周期性變化的電流 B．回路中電流大小恒定，且等于 C．回路中電流方向不變，且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡，再?gòu)腶導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤(pán) D．若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為仍然垂直穿過(guò)銅盤(pán)的正弦變化的磁場(chǎng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)，燈泡中一定有電流流過(guò) 解析：選BC.據(jù)題意，當(dāng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)后，由右手定則可以確定電流流向盤(pán)的中心，從b端流出到達(dá)a端，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小為：E＝BLv＝BL，則產(chǎn)生的電流大小為：I＝＝，故B選項(xiàng)正確；根據(jù)右手定則判斷電流方向，電流為b到a，所以C正確；如果將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改成變化的磁場(chǎng)，銅盤(pán)不轉(zhuǎn)動(dòng)的話，沒(méi)有導(dǎo)體切割磁場(chǎng)，回路中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 7．如圖所示的電路中，電感L的自感系數(shù)很大，電阻可忽略，D為理想二極管，則下列說(shuō)法正確的有(　　) A．當(dāng)S閉合時(shí)，L1立即變亮，L2逐漸變亮 B．當(dāng)S閉合時(shí)，L1一直不亮，L2逐漸變亮 C．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，L2立即熄滅 D．當(dāng)S 斷開(kāi)時(shí)，L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅 解析：選BD.當(dāng)S閉合時(shí)，因二極管加上了反向電壓，故二極管截止，L1一直不亮；通過(guò)線圈的電流增加，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增加，故使得L2逐漸變亮，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，由于線圈自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，故通過(guò)L的電流要在L2－L1－D－L之中形成新的回路，故L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；故選B、D. 8．如圖所示，兩根光滑、足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上．滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值為R(最大阻值足夠大)，導(dǎo)軌的寬度L＝0.5 m，空間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B＝1 T．內(nèi)阻r＝1 Ω的金屬桿在F＝5 N的水平恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，金屬桿的速度達(dá)到最大速度vm，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則有(　　) A．R越小，vm越大 B．金屬桿的最大速度大于或等于20 m/s C．在金屬桿達(dá)到最大速度之前，恒力F所做的功等于電路中消耗的電能 D．金屬桿達(dá)到最大速度后，金屬桿中電荷沿桿長(zhǎng)度方向定向移動(dòng)的平均速率ve與恒力F成正比 解析：選BD.當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度時(shí)滿(mǎn)足F＝F安；則F＝BL，解得vm＝，可知R越大，vm越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；金屬桿的最大速度vm＝＝＝20(1＋R)m/s，則金屬桿的最大速度大于或等于20 m/s，選項(xiàng)B正確；在金屬桿達(dá)到最大速度之前，恒力F所做的功等于電路中消耗的電能與導(dǎo)體棒動(dòng)能增量之和，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；金屬桿達(dá)到最大速度后導(dǎo)體棒中的電流I＝，則I＝neSve，則ve＝＝，故金屬桿達(dá)到最大速度后，金屬桿中電荷沿桿長(zhǎng)度方向定向移動(dòng)的平均速率ve與恒力F成正比，選項(xiàng)D正確；故選B、D. 二、非選擇題(共4小題， 52分) 9．(12分)很多人喜歡到健身房騎車(chē)鍛煉，某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)發(fā)電測(cè)速裝置，如圖所示．自行車(chē)后輪置于垂直車(chē)身平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，后輪圓形金屬盤(pán)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可等效成一導(dǎo)體棒繞圓盤(pán)中心O轉(zhuǎn)動(dòng)．已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，圓盤(pán)半徑l＝0.3 m，圓盤(pán)電阻不計(jì)．導(dǎo)線通過(guò)電刷分別與后輪外邊緣和圓心O相連，導(dǎo)線兩端a、b間接一阻值R＝10 Ω的小燈泡．后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用電壓表測(cè)得a、b間電壓U＝0.6 V. (1)與a連接的是電壓表的正接線柱還是負(fù)接線柱？ (2)圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)10分鐘，則此過(guò)程中產(chǎn)生了多少電能 ? (3)自行車(chē)車(chē)輪邊緣線速度是多少？ 解析：(1)根據(jù)右手定則，輪子邊緣點(diǎn)是等效電源的負(fù)極，則a點(diǎn)接電壓表的負(fù)接線柱 (2)根據(jù)焦耳定律Q＝t 代入數(shù)據(jù)得Q＝21.6 J (3)由U＝E＝Bl2ω得v＝lω＝8 m/s 答案：(1)負(fù)　(2)Q＝21.6 J　 (3)v＝8 m/s 10．(12分)如圖所示，平行光滑U形導(dǎo)軌傾斜放置，傾角θ＝30°，導(dǎo)軌間的距離L＝1.0 m，電阻R＝R1＝3.0 Ω，電容器電容C＝2×10－8F，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2.0 T，質(zhì)量m＝0.4 kg，電阻r＝1.0 Ω的金屬棒ab垂直置于導(dǎo)軌上，現(xiàn)用沿軌道平面且垂直于金屬棒的大小F＝5.0 N的恒力，使金屬棒ab從靜止起沿導(dǎo)軌向上滑行，求： (1)金屬棒ab達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小(g＝10 m/s2 )； (2)金屬棒ab從靜止開(kāi)始到勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)電阻R1的電荷量． 解析：(1)當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由力的平衡條件得：F＝mgsin 30°＋BIL求得：I＝1.5 A. 由閉合電路歐姆定律得：I＝＝ 聯(lián)立以上方程解得金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為： v＝3 m/s. (2)當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器兩端的電壓 U＝IR＝4.5 V 電容器極板上聚集的電荷量Q＝CU＝9×10－8 C， 所以通過(guò)R1的電荷量Q′＝Q＝9×10－8C 答案：(1)v＝3 m/s　(2)9×10－8 C 11．(12分)如圖所示，水平放置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌a，b，c，相距均為d＝1 m，導(dǎo)軌ac間橫跨一質(zhì)量為m＝1 kg的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌始終良好接觸．棒的總電阻r＝2 Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì). 在導(dǎo)軌bc間接一電阻為R＝2 Ω的燈泡，導(dǎo)軌ac間接一理想電壓表．整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2 T勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下．現(xiàn)對(duì)棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，已知施加的水平外力功率恒定，經(jīng)過(guò)t＝1 s時(shí)間棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度3 m/s.試求： (1)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)施加水平恒力F為多大？水平外力F的功率為多少？ (2)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)電壓表的讀數(shù)為多少？ (3)此過(guò)程中燈泡產(chǎn)生的熱量是多少？ 解析：(1)當(dāng)F＝F安時(shí)，金屬棒速度達(dá)到穩(wěn)定， 則F安＝BId I＝，聯(lián)立得F＝4 N，P＝Fv＝12 W. (2)設(shè)電壓表的讀數(shù)為U，則有U＝Bdv＋UL UL＝R，代入數(shù)據(jù)得U＝10 V. (3)設(shè)小燈泡和金屬棒產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2，根據(jù)焦耳定律得知：＝. 由功能關(guān)系得：Pt＝Q1＋Q2＋mv2，代入數(shù)據(jù)得Q1＝5 J. 答案：(1)F＝4 N　P＝12 W　 (2)U＝10 V (3)Q1＝5 J 12．(16分)如圖甲所示，斜面的傾角α＝30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長(zhǎng)L1＝1 m，bc邊的邊長(zhǎng)L2＝0.6 m，線框的質(zhì)量m＝1 kg，線框的電阻R＝ 0.1 Ω，線框受到沿斜面向上的恒力F的作用，已知F＝15 N，線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝.線框的邊ab∥ef∥gh，斜面的efhg區(qū)域有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如圖乙的B－t圖象所示，時(shí)間t是從線框由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起計(jì)時(shí)的．如果線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的，ef線和gh線的距離x＝5.1 m，取g＝10 m/s2.求： (1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度a； (2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v； (3)在丙圖中畫(huà)出線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線過(guò)程的v－t圖象； (4)線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q. 解析：(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框受到線框的重力、拉力F、斜面的支持力和斜面對(duì)線框的摩擦力作用，由牛頓第二定律：F－mgsin α－μmgcos α＝ma 得線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度a＝5 m/s2. (2)因?yàn)榫€框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng)，ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E1＝BL1v 形成的感應(yīng)電流I1＝ 受到沿斜面向下的恒定的安培力F安＝BI1L1 線框受力平衡，有F＝mgsin α＋μmgcos α＋F安 此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度必恒定不變B＝0.5 T， 代入數(shù)據(jù)解得v＝2 m/s. (3)線框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)前的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t1＝＝0.4 s 進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中線框做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝＝0.3 s. 線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后至運(yùn)動(dòng)到gh線，線框受力情況與進(jìn)入磁場(chǎng)前相同，仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以該階段的加速度大小仍為a＝5 m/s2，該過(guò)程有x－l2＝vt3＋at，解得t3＝1 s 線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線過(guò)程的v－t圖象如圖； (4)線框整體進(jìn)入磁場(chǎng)后，ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線的過(guò)程中，線框中有感應(yīng)電流的時(shí)間 t4＝t1＋t2＋t3－0.9 s＝0.8 s E2＝＝ V＝0.25 V 此過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱Q2＝t4＝0.5 J. 線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q1＝IRt2＝3 J 線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q＝Q1＋Q2＝3.5 J 答案：(1)5 m/s2　(2)2 m/s　(3)如圖　(4)3.5 J 8