2022届高考物理一轮复习 单元检测卷十 电磁感应（含解析）新人教版.docx

1、单元检测卷(十)电磁感应时间：60分钟满分：100分一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分.15题为单选题，68题为多选题)1如图所示，两个线圈A、B套在一起，线圈A中通有电流，方向如图所示当线圈A中的电流突然增强时，线圈B中的感应电流方向为()A沿顺时针方向B沿逆时针方向C无感应电流D先沿顺时针方向，再沿逆时针方向2.如图所示，A、B、C是3个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)则()AS闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭BS闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C电路接通稳定后，三个灯亮度相同D电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭32020安徽江南十校检测，1

2、7在粗糙水平面上平放一根导体棒和一个金属圆环，如图甲所示(俯视图)，给导体棒中通以如图乙所示的电流，导体棒和圆环始终保持静止状态，则在0t1时间内，下列说法正确的是()A圆环中感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向B圆环中感应电流先增大后减小C导体棒受到的静摩擦力方向先向右后向左D圆环先有扩张趋势后有收缩趋势42020北京大兴区期末如图甲所示是一个电磁阻尼现象演示装置，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将强磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；如图乙所示，若在其正下方固定一铜块(不与强磁铁接触)，则摆动很快停止关于该实验，以下分析与结论正确的是()A如果将强磁铁的磁极调换，重

3、复实验将不能观察到电磁阻尼现象B用闭合的铜制线圈替代铜块，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象C在图乙情况中，下摆和上摆过程中强磁铁和锯条组成的系统机械能均减少D在摆动过程中铜块不受强磁铁的作用力5如图为一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里一个三角形闭合导线框由位置1沿纸面匀速运动到位置2.取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是()6两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直边长为0.1m、总电阻为0.005的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图(a)所示已知导线框一直向

4、右做匀速直线运动，cd边于t0时刻进入磁场线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)下列说法正确的是()图(a)图(b)A磁感应强度的大小为0.5TB导线框运动速度的大小为0.5m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在t0.4s至t0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N7图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的受电线圈示意图，已知线圈匝数n100、电阻r1、横截面积S1.5103m2，外接电阻R7.线圈处在平行于线圈轴线的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，则()A在t0.01s时通过R的电流方向发生改变B在t0.01s

5、时线圈中的感应电动势E0.6VC在00.02s内通过电阻R的电荷量q1.5103CD在0.020.03s内R产生的焦耳热为Q1.8103J82020河南模拟(多选)如图所示，一电阻为2的金属棒AO在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O点)顺时针匀速转动，0.5m，金属棒材质均匀，磁感应强度大小为B2T、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为10rad/s，内、外两金属圆环分别与C、A良好接触，并各引出一根导线与外电阻R9相接(图中未画出)，两金属圆环圆心皆为O且电阻均不计(取3.14)，则()A金属棒中有从A到C的感应电流B外电阻R中的电流为0.75AC金属棒绕轴转一圈，过电阻R的电荷量

6、为0D金属棒每转一圈，电阻R上大约产生3.18J的热量二、非选择题(本题共3个小题，52分)9(14分)如图所示，在空间中有一垂直纸面方向的匀强磁场区域，磁场上下边缘间距为h5.2m，磁感应强度为B1T，边长为L1m、电阻为R1、质量为m1kg的正方形导线框紧贴磁场区域的上边从静止下落，当线圈PQ边到达磁场的下边缘时，恰好开始做匀速运动，重力加速度为g10m/s2，求：(1)导线框的MN边刚好进磁场时的速度大小；(2)导线框从开始下落到PQ边到达磁场下边缘所经历的时间102020山东青岛模拟(18分)如图所示，平行金属导轨由水平部分和倾斜部分组成，倾斜部分是两个竖直放置的四分之一圆弧导轨，圆弧

7、半径r0.2m，水平部分是两段均足够长且不等宽的光滑导轨，CC3AA0.6m，水平导轨与圆弧导轨在AA平滑连接整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B1T，导体棒MN、PQ的质量分别为m10.2kg、m20.6kg，长度分别为L10.2m、L20.6m，电阻分别为R11.0、R23.0，PQ固定在宽水平导轨上现给导体棒MN一个初速度，使其恰好沿圆弧导轨从最高点匀速下滑，到达圆弧导轨最低处AA位置时，MN克服安培力做功的瞬时功率为0.04W，重力加速度g10m/s2，不计导轨电阻，导体棒MN、PQ与导轨一直垂直且接触良好(1)求导体棒MN到达圆弧导轨最低处AA位置时对导轨的压力大小；(

8、2)求导体棒MN沿圆弧导轨下滑的过程中，MN克服摩擦力做的功(保留三位有效数字)；(3)若导体棒MN到达AA位置时释放PQ，求之后的运动过程中通过回路某一横截面的电荷量q.112020闽粤赣三省十校联考(20分)如图所示，倾角为37的足够长的平行导轨顶端bc间、底端ad间分别连一电阻，其阻值为R1R22r，两导轨间距为L1m在导轨与两个电阻构成的回路中有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，其磁感应强度大小为B11T在导轨上横放一质量m1kg、电阻为r1、长度也为L的导体棒ef，导体棒与导轨始终良好接触，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.5.在平行导轨的顶端通过导线连接一面积为S0.5m2、总电阻为r、

9、匝数N100的线圈(线圈中轴线沿竖直方向)，在线圈内加上沿竖直方向，且均匀变化的磁场B2(图中未画出)，连接线圈电路上的开关K处于断开状态已知sin370.6，cos370.8，g10m/s2，不计导轨电阻(1)从静止释放导体棒，导体棒能达到的最大速度是多少？(2)导体棒从静止释放到稳定运行之后的一段时间内，电阻R1上产生的焦耳热为Q0.5J，那么导体棒下滑的距离是多少？(3)现闭合开关K，为使导体棒静止于倾斜导轨上，求在线圈中所加磁场的磁感应强度的方向及变化率大小的取值范围(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)单元检测卷(十)1解析：由安培定则可判断，线圈A中电流在线圈内产生的磁场向外，在线圈外产

10、生的磁场向里，穿过线圈B的合磁通量向外当线圈A中的电流增大时，产生的磁场增强，通过线圈B的磁通量增加，由楞次定律可知线圈B中的感应电流方向为顺时针方向，故A正确答案：A2解析：因线圈L的自感系数较大且直流电阻可忽略不计，S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭，A正确S闭合时，B灯先不太亮，然后变亮，B错误电路接通稳定后，B、C灯亮度相同，A灯不亮，C错误电路接通稳定后，S断开时，C灯逐渐熄灭，D错误答案：A3解析：根据安培定则和楞次定律可知，圆环中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，A项错误；导体棒中电流先增大得越来越慢后减小得越来越快，圆环中磁通量先变大得越来越慢后变小得越来越快，根据法拉第电

11、磁感应定律可知，感应电流先减小后增大，B项错误；导体棒中电流先增大后减小，圆环中磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，圆环和导体棒之间先排斥后吸引，则导体棒受到的静摩擦力先向右后向左，圆环先有收缩趋势后有扩张趋势，C项正确，D项错误答案：C4解析：本题考查电磁阻尼问题此现象的原理是当强磁铁在铜块正上方摆动时，在铜块中会产生涡流，与强磁铁的磁场相互作用阻碍强磁铁的运动，如果将强磁铁的磁极调换，重复实验仍能观察到电磁阻尼现象，A错误；用闭合的铜制线圈替代铜块，仍能在线圈中产生感应电流，从而与强磁铁的磁场相互作用阻碍强磁铁的运动，则重复实验仍能观察到电磁阻尼现象，B错误；在题图乙情况中，下摆和上摆过

12、程中均会产生涡流从而消耗机械能，则强磁铁和锯条组成的系统机械能均减少，C正确；在摆动过程中铜块对强磁铁有阻碍作用，同时铜块也要受强磁铁的作用力，D错误答案：C5解析：线框进入磁场过程中，磁通量增大，由楞次定律可判断，感应电流方向为逆时针方向，即正方向，可排除B、C选项；线框进、出磁场过程中，切割磁感线的有效长度为线框与磁场边界交点的连线，故有效长度L先增大后减小，由EBLv可知，感应电动势先增大后减小，由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流先增大后减小，故选项A正确，选项D错误答案：A6解析：导线框匀速进入磁场时速度v m/s0.5 m/s，选项B正确；由EBLv，得B T0.2 T，选项A错误；

13、由右手定则可确定磁感应强度方向垂直于纸面向外，选项C正确；导线框所受安培力FBLIBL0.20.1 N0.04 N，选项D错误答案：BC7解析：根据楞次定律可知，在00.01 s内和在0.010.02 s内电流方向相同，故A错误；在00.02 s内，根据法拉第电磁感应定律可知：EnnS10041.5103 V0.6 V，故B正确；在00.02 s内，产生的感应电流为I A0.075 A，通过电阻R的电荷量为qIt0.0750.02 C1.5103 C，故C正确；在0.020.03 s内，产生的感应电动势为EnnS10081.5103 V1.2 V，产生的感应电流为I A0.15 A，R上产生的

14、焦耳热为QI2Rt0.15270.01 J1.575103 J，故D错误答案：BC8解析：由右手定则可知，金属棒相当于电源且A是电源的正极，即金属棒中有从C到A的感应电流，故A项错误；金属棒以角速度10 rad/s转动，在接入电路部分AC上产生的感应电动势为：EBLvBL7.5 V，则回路中电流为：I0.75 A，故B项正确；在金属棒绕O转动一圈的过程中，电流的方向一直没有改变，故通过电阻R的电荷量不为0，故C项错误；金属棒每转一圈，所用时间为T s，电阻R上大约产生的热量：QI2RT0.7529 J3.18 J，故D项正确答案：BD9解析：(1)设导线框MN边进入磁场的速度为v0，PQ边运动

15、到磁场下边缘时的速度为vPQ边到达磁场的下边缘时导线框受力平衡，则有：mg(2分)解得：v10 m/s(1分)导线框完全进入磁场到PQ离开磁场的过程中，导线框机械能守恒有，mv2mvmg(hL)(2分)解得：v04 m/s(2分)(2)设导线框从开始下落到PQ边到达磁场下边缘所经历的时间为t，根据动量定理得mgtBILtmv(2分)t为导线框进入磁场所经历的时间又qIt(1分)得mgtBqLmv(2分)解得t1.1 s(2分)答案：(1)4 m/s(2)1.1 s10解析：(1)设导体棒MN做匀速圆周运动的速度为v，在最低点时根据电功率的计算公式可得P(1分)解得v2 m/s(1分)MN在最低

16、点时根据牛顿第二定律可得FNm1gm1(2分)解得FN6 N(1分)根据牛顿第三定律可得导体棒MN到达圆弧导轨最低处AA位置时对导轨的压力大小为6 N(1分)(2)导体棒MN沿圆弧导轨下滑的过程中，导体棒MN垂直于磁场方向的有效切割速度为v有效vsin (为导体棒MN的速度与竖直向下方向的夹角)，感应电动势为eBL1vsin (1分)感应电动势的有效值为E，经过的时间t(1分)根据焦耳定律可得回路中产生的焦耳热为Qt0.003 14 J(1分)根据功能关系可得克服安培力做的功为WAQ0.003 14 J(1分)MN下滑过程中根据动能定理可得m1grWfWA0(2分)解得MN克服摩擦力做的功为W

17、f0.397 J(1分)(3)释放PQ后，当BL1v1BL2v2时回路中的电流为零，对MN根据动量定理可得BIL1t1m1v1m1v(1分)对PQ根据动量定理可得BIL2t1m2v20(1分)联立解得v20.5 m/s(1分)对PQ有BqL2m2v20(1分)解得q0.5 C(1分)答案：(1)6 N(2)0.397 J(3)0.5 C11解析：本题考查电磁感应中的电路问题(1)对导体棒，由牛顿第二定律有mgsin mgcos B1ILma(2分)其中I(1分)由知，随着导体棒的速度增大，加速度减小，当加速度减至0时，导体棒的速度达到最大则最大速度vm4 m/s(1分)(2)导体棒从静止释放到

18、稳定运行之后的一段时间内，设导体棒下滑距离为d，由动能定理有mgsin dmgcos dW克安mv(2分)根据功能关系有W克安E电Q总(1分)根据并联电路特点得Q总4Q(1分)由联立得d5 m(1分)(3)开关闭合后，导体棒ef受到的安培力FB1IefL(1分)干路电流IN(1分)电路的总电阻R总rr(1分)根据电路规律及得Ief(1分)联立可得(1分)当安培力较大时，有Fmaxmgsin mgcos 10 N(1分)则0.6 T/s(1分)当安培力较小时，有Fminmgsin mgcos 2 N(1分)则min0.12 T/s(1分)故为使导体棒静止于倾斜导轨上，线圈中所加磁场的磁感应强度变化率的取值范围为012 T/s0.6 T/s(2分)根据楞次定律和安培定则知线圈中所加磁场若方向竖直向上，则均匀减小；若方向竖直向下，则均匀增强答案：(1)4 m/s(2)5 m(3)见解析