2022版高考物理一轮复习第十章电磁感应章末综合测试.docx

1、第十章 电磁感应章末综合测试(十)(时间：60分钟分数：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1下列没有利用涡流的是()A金属探测器B变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯C用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D磁电式仪表的线圈用铝框做骨架解析：B金属探测器、冶炼炉都是利用涡流现象工作的，磁电式仪表利用涡流能让指针快速稳定，也是利用涡流现象，变压器中的硅钢片是为了防止涡流产生铁损2.如图所示电路中，A、B、C为完全相同的三个灯泡，L是一直流电阻不可忽略的电感线圈，a

2、、b为线圈L的左右两端点，原来开关S是闭合的，三个灯泡亮度相同将开关S断开后，下列说法正确的是()Aa点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭Ba点电势低于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭Ca点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭Da点电势低于b点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭解析：D电路稳定时，三个完全相同的灯泡亮度相同，说明流经三个灯泡的电流相等某时刻将开关S断开，流经电感线圈的磁通量减小，其发生自感现象，相当于电源，产生和原电流方向相同的感应电流，故a点电势低于b点电势，三个灯不会闪亮只是缓慢熄灭，选项D正确3.如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心环内两个圆心角为90的扇形区域内分别有匀强磁场

3、，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度逆时针转动，t0时恰好在图示位置规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t0开始转动一周的过程中，电流随t变化的图象是()解析：C杆OM以匀角速度逆时针转动，t0时恰好进入磁场，故前内有电流流过，B错误根据右手定则可以判定，感应电流的方向从M指出圆心O，流过电阻的方向是从b流向a，与规定的正方向相反，为负值，A错误在时间内杆OM处于磁场之外，没有感应电流产生，C正确，D错误4如图甲所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ

4、相距L，在MP之间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场区域前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随ab与初始位置的距离戈变化的情况如图乙所示，F0已知，下列判断正确的是()甲乙A棒ab在ac之间的运动是匀加速直线运动B棒ab在ce之间不可能一直做匀速运动C棒ab在ce之间一定先做加速度减小的运动，再做匀速运动D棒ab经过磁场的过程中，通过电阻R的

5、电荷量为解析：A棒ab在ac之间运动时，水平方向只受到恒定拉力F0作用，做匀加速直线运动，A正确；若棒ab进入磁场后安培力与水平拉力恰好平衡，则棒ab在磁场中可能一直做匀速运动，B错误；棒ab进入磁场后立即受到安培力的作用，若水平拉力大于安培力，则棒ab加速运动，但加速度随着速度的增大而减小，直到匀速运动，C错误；棒ab经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为，D错误5.(2022河南安阳检测)如图所示，平行金属导轨宽度为d，一部分轨道水平，左端接电阻R，倾斜部分与水平面成角，且置于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，现将一质量为m、长度也为d的导体棒从导轨顶端由静止释放，直至滑到水平部分

6、(导体棒下滑到水平部分之前已经匀速，滑动过程中与导轨保持良好接触，重力加速度为g)不计一切摩擦力，导体棒接入回路电阻为r，则整个下滑过程中()A导体棒匀速运动时速度大小为B匀速运动时导体棒两端电压为C导体棒下滑距离为s时，通过R的总电荷量为D重力和安培力对导体棒所做的功大于导体棒获得的动能解析：A导体棒下滑过程中受到沿斜面向下重力的分力和沿斜面向上的安培力，当匀速运动时，有mgsin BId，根据欧姆定律可得I，根据法拉第电磁感应定律可得EBdv，联立解得vsin ，Esin ，故导体棒两端的电压为URsin ，A正确，B错误根据法拉第电磁感应定律E，故qItt，根据动能定理可得重力和安培力对

7、导体棒所做的功等于导体棒获得的动能，C、D错误6(2022广东六校联考)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n1 500匝，横截面积S20 cm2.螺线管导线电阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化则下列说法中正确的是()A螺线管中产生的感应电动势为1.2 VB闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5102 WDS断开后，流经R2的电荷量为1.8105 C解析：AD由法拉第电磁感应定律可得，螺线管内产生的电动势为EnS1.2 V，A正确根据楞次定律，当穿过螺线管的磁通量增

8、加时，螺线管下部可以看成电源的正极，则电容器下极板带正电，B错误电流稳定后，电流I0.12 A，电阻R1上消耗的功率PI2R15.76102 W，C错误开关断开后流经电阻R2的电荷量QCUCIR21.8105 C，D正确7.如图所示，abcd为一矩形金属线框，其中abcdL，ab边接有定值电阻R, cd边的质量为m，其他部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里初始时刻，使两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度v0，当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为Q，此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加

9、速度大小为g，下列说法中正确的是()A初始时刻cd边所受安培力的大小为mgB线框中产生的最大感应电流可能为Ccd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于mvQD在cd边反复运动过程中，R中产生的电热最多为mv解析：BC初始时刻cd边速度为v0，产生的感应电动势最大为EBLv0，最大感应电流I，初始时刻cd边所受安培力的大小FBIL，A错误，B正确由能量守恒定律得mvmghQEp，cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量EpmvmghQ，大于mvQ，C正确在cd边反复运动地过程中，最后平衡位置弹簧弹力等于线框重力，一定具有弹性势能，R中产生的电热一定小于mv，D错

10、误8.如图所示，宽为L的水平光滑金属轨道上放置一根质量为m的导体棒MN，轨道左端通过一个单刀双掷开关与一个电容器和一个阻值为R的电阻连接，匀强磁场的方向与轨道平面垂直，磁感应强度大小为B，电容器的电容为C，金属轨道和导体棒的电阻不计现将开关拨向“1”，导体棒MN在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，经时间t0后，将开关S拨向“2”，再经时间t，导体棒MN恰好开始匀速向右运动下列说法正确的是()A开关拨向“1”时，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动Bt0时刻电容器所带的电荷量为C开关拨向“2”后，导体棒匀速运动的速率为D开关拨向“2”后t时间内，导体棒通过的位移为(t)解析：BCD开关拨向“1”

11、时，设在极短时间t内流过金属棒的电荷量为Q，则电路中的瞬时电流I，电容器的电压UBLv，电荷量QCU，则QCUCBLv，可得ICBLCBLa.对金属棒，由牛顿第二定律得FBILma，联立得金属棒的瞬时加速度a.由于加速度表达式中的各个物理量都不随时间、位移变化，由此可知金属棒的加速度不变，做匀加速直线运动，A错误t0时刻金属板MN速度v0at0，电容器所带的电压UBLv0BLat0，电荷量QCU，解得Q，B正确由F安BIL，I，EBLv，联立解得F安.开关拨向“2”，t时间后，导体棒匀速运动时，有FF安，解得v，C正确开关拨向“2”后t时间内，根据牛顿第二定律得FF安Fmam，得Fttmv.两

12、边求和得(Ftt)mv.而vtx，vvv0，联立解得位移x(t)，D正确二、非选择题(本大题共4小题，第9、10题各12分，第11、12题各14分，共52分)9如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角37的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R3 的定值电阻，下端开口，轨道间距L1 m整个装置处于磁感应强度B2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上质量m1 kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r1 ，电路中其余电阻不计金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好不计空气阻力影响已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数0.5，sin 370.6，cos 370.8，取

13、g10 m/s2.(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5 J，求流过电阻R的总电荷量q.解析：(1)金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度vm.由牛顿第二定律得mgsin mgcos F安0(1分)F安BIL，I，解得vm2.0 m/s(3分)(2)金属棒以最大速度vm匀速运动时，电阻R上的电功率最大，此时PRI2R，解得PR3 W(2分)(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑距

14、离为x，由能量守恒定律得mgxsin mgxcos QRQrmv(1分)根据焦耳定律，解得x2.0 m(1分)根据qt，(2分)，解得q1.0 C(2分)答案：(1)2 m/s(2)3 W(3)1.0 C10(2022山东泰安期末)如图所示，ab和cd为质量m0.1 kg、长度L0.5 m、电阻R0.3 的两相同金属棒，ab放在半径分别为r10.5 m和r21 m的水平同心圆环导轨上，导轨处在磁感应强度B0.2 T、方向竖直向上的匀强磁场中；cd跨放在间距也为L0.5 m、倾角30的光滑平行导轨上，导轨处于磁感应强度也为B0.2 T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中四条导轨由导线连接并与两导体

15、棒组成闭合电路，除导体棒电阻外其余电阻均不计ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动，使cd在倾斜导轨上保持静止ab与两圆环导轨间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度g10 m/s2.求：(1)从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动？(2)ab转动的角速度大小；(3)作用在ab上的外力的功率解析：(1)根据cd静止可知，cd受到的安培力方向沿斜面向上，由左手定则可知cd中的电流由d流向c，ab中的电流由b流向a，由右手定则可知ab棒沿顺时针方向转动(1分)(2)在t时间内，导体棒ab扫过的面积St(rr)t(4L2L2)(1分)根据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为E(1分)由欧姆定律

16、可知，通过导体棒中的感应电流的大小I(1分)对cd由平衡条件知mgsin BIL(1分)代入数据解得40 rad/s(1分)(3)同心圆环导轨上，在竖直方向，由于棒质量分布均匀，故内、外圈导轨对导体棒的支持力大小相等，设其值为FN，则mg2FN0(1分)两导轨对运行的导体棒ab的滑动摩擦力均为FfFN(1分)导体棒ab的两端点的速率分别为v1r1，v2r2(1分)克服摩擦力做功的功率P1Ffv1Ffv2(1分)电路消耗的电功率P22I2R(1分)代入数据解得，外力的功率PP1P230 W(1分)答案：(1)沿顺时针方向转动(2)40 rad/s(3)30 W11为了夜间行驶安全，自行车后轮上常

17、安装一个小型发电机某同学设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮如图甲所示，自行车牙盘半径r212 cm，飞轮半径r36 cm.电路示意图如图乙所示，该同学在车轮(车轮内缘为导体)与轮轴之间均匀地连接4根金属条，每根金属条中间都串接一个阻值为R0.3 的小灯泡，小灯泡的大小可忽略，阻值保持不变，车轮半径r10.4 m，轮轴半径可以忽略车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角为60的扇形匀强磁场区域，磁感应强度大小B2.0 T，方向垂直纸面向外取3.14.(1)若自行车前进时，后轮顺时针转动的角速度恒为，且在金属条ab进入磁场中时，ab中电流大小为4 A，求角速度的值(不计其他电阻和车轮厚度)(2)若该同学骑

18、车时每分钟后轮转120圈，自行车和人受到的外界阻力大小恒为100 N，则该同学骑车30分钟，需要对自行车做多少功？(小数点后保留两位有效数字)解析：(1)当金属条ab进入磁场中，切割磁感线产生的感应电动势相当于电源，其电动势大小EBLBLBL2(2分)其中Lr10.4 m(1分)电路总电阻R总R0.4 (1分)通过金属条ab的电流I4 A(1分)解得角速度10 rad/s(1分)(2)后轮转速n2 r/s，后轮角速度04 rad/s(1分)车速vr101.6 m/s(1分)电动势E0B0r0.64 V(1分)总的电功率P总2 W(1分)4根金属条轮换切割磁感线，车轮转一圈的时间有三分之二时间内

19、产生焦耳热，则30分钟内总的焦耳热QP总t1.21104 J(1分)30分钟内克服阻力做功WfFfsFfvt9.04105 J(1分)30分钟内一共需要做功W总WfQ9.16105 J(1分)答案：(1)10 rad/s(2)9.16105 J12如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在间距为l的平行光滑金属导轨上导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中左侧是水平放置、间距为d的平行金属板R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻(1)调节RxR，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v.(2)改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电荷量为q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx.解析：本题考查物体的平衡、牛顿运动定律和法拉第电磁感应定律的综合应用(1)导体棒匀速下滑时Mgsin BIl(2分)得I(1分)设导体棒产生的感应电动势为E0E0Blv(2分)由闭合电路欧姆定律，得I(1分)联立，得v(1分)(2)改变Rx，由式可知电流不变设带电微粒在金属板间匀速通过时，板间电压为U，电场强度大小为EUIRx(2分)E(2分)mgqE(2分)联立得Rx(1分)答案：(1)(2)