2019届高考物理复习 专题11 电磁感应培优押题预测卷A卷.doc

专题11 电磁感应培优押题预测A卷一、选择题（在每小题给出的4个选项中，第1-8题只有一个选项正确，第9-12题有多个选项正确）1如图所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图，冶炼炉内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化这种冶炼方法速度快、温度容易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属该炉的加热原理是()A 利用线圈中电流产生的焦耳热B 利用红外线C 利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D 利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波【答案】C 2如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差ab()A 恒为 B 从0均匀变化到C 恒为 D 从0均匀变化到【答案】C【解析】穿过线圈的磁感应强度均匀增加，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有，根据楞次定律，如果线圈闭合，感应电流的磁通量向左，故感应电动势顺时针（从右侧看），故，故，C正确3如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度B随时间均匀增大两圆环半径之比为21，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb.不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是()A EaEb41，感应电流均沿逆时针方向B EaEb41，感应电流均沿顺时针方向C EaEb21，感应电流均沿逆时针方向D EaEb21，感应电流均沿顺时针方向【答案】B方向。4在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n1 500，横截面积S20 cm2，螺线管导线电阻r10 ，R140 ，R250 ，电容器电容C30 F。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按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15 VB闭合电键，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 WD电键断开，流经电阻R2的电荷量为18105 C【答案】D【解析】根据法拉第电磁感应定律：；代入数据可求出：E=12V，故A错误；根据楞次定律可知，螺线管下极带正电，则电流稳定后电容器下极板带正电，故B错误；根据全电路欧姆定律，有：,根据 P=I2R1 求出 P=57610-2W，故C错误；S断开后，流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q；电容器两端的电压： U=IR2=06V；流经R2的电量 Q=CU=1810-5C，故D正确；故选D 5如图，间距为L，电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m，电阻也为R的金属棒ab，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现金属棒在水平拉力F作用下以速度v0沿导轨向右匀速运动。下列说法正确的是A 金属棒ab上电流的方向是abB 电阻R两端的电压为BLv0C 金属棒ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D 拉力F做的功等于电阻R和金属棒上产生的焦耳热【答案】D即金属棒ab克服安培力做的功等于电阻R和金属棒上产生的焦耳热，故D正确，C错误。所以D正确，ABC错误。6小宇为了研究自感现象，利用实验室提供的实验器材设计了如图所示的电路，其中甲、乙为两个完全相同的小灯泡，L为自感系数很大的线圈，且稳定时的电阻与电路中定值电阻R的阻值相同则下列说法正确的是()A 开关闭合的瞬间，甲、乙两灯同时变亮B 断开开关的瞬间，甲灯立即熄灭，乙灯过一会儿后熄灭C 闭合开关，当电路稳定时甲、乙两灯的亮度相同D 断开开关的瞬间，m点的电势高于n点的电势【答案】C【解析】A：开关闭合的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，甲灯先亮，乙灯后亮。故A项错误。B：断开开关的瞬间，线圈中产生自感电动势，甲、乙两灯串联在一起构成闭合回路，两灯同时逐渐熄灭。故B项错误。C：闭合开关，当电路稳定后，自感作用消失，又由于稳定时线圈的电阻与电路中的定值电阻R的阻值相同，则稳定时通过甲、乙两灯的电流相等，两灯亮度相同。故C项正确。D：断开开关的瞬间，线圈中产生自感电动势，线圈中的电流方向与断开开关前相同，线圈的右端相当于电源的正极，与甲、乙两灯泡和定值电阻构成回路，n点的电势高于m点的电势。故D项错误。7如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在02t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是()A B C D 【答案】D力方向向右，大小FBIL，随B的增加呈线性增加，选项D正确；故选D8如图所示，两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中，磁场和导轨平面垂直，金属杆ab与导轨接触良好可沿导轨滑动，开始时电键S断开，当ab杆由静止下滑一段时间后闭合S，则从S闭合开始计时，ab杆的速度v与时间t的关系不可能是 （ ）【答案】B【解析】本题从ab杆匀速运动的条件出发，既物体所受到安培力等于重力，解出匀速运动的速度，当ab杆的速度等于时，物体所受到安培力等于重力，导体杆ab做匀速运动，当ab杆的速度小于时，物体所受到安培力小于重力，导体杆ab做加速减小的加速运动，当ab杆的速度大于时，物体所受到安培力大于重力，导体杆ab做加速减小的减速运动。当ab杆由静止自由落下，获得一定的速度设为时，导体ab杆恰做匀速运动，由,联立解得,当ab杆的速度等于时，物体做匀速直线运动，图象A对，当导体杆ab的速度时，,既，随v的增大而减小，导体杆ab做加速度减小的加速运动，选项C对；当ab杆的速度时，,既，加速度的方向向上物体做减速运动，加速度随v的减小而减小，导体杆ab做加速度减小的减速运动，选项D正确，所以不可能的是B选项。9单匝线圈所围的面积为0.1 m2，线圈电阻为1 .规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图所示磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示则以下说法正确的是()A 在时间05 s内，I的最大值为0.01 AB 在第4 s时刻，I的方向为逆时针C 前2 s内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01 CD 第3 s内，线圈的发热功率最大【答案】ABC通过线圈某截面的总电量故C正确。第3s内，B没有变化，线圈中没有感应电流产生，则线圈的发热功率最小。故D错误。故选ABC。10如图所示，均匀金属圆环总电阻为2R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环金属杆OM长为l，电阻为，M端与环紧密接触，金属杆OM绕过圆心的转轴O以恒定的角速度转动，当电阻为R的一段导线一端和环连接，另一端与金属杆的转轴O相连接时，下列结论中正确的是()A 通过导线R的电流的最大值为B 通过导线R的电流的最小值为C OM中产生的感应电动势恒为D 导线中通过的电流恒为【答案】ABC小值Imin，所以选项B正确，选项D错误；故选ABC11如图所示，在倾角为30的斜面上固定一电阻不计的光滑平行金属导轨，其间距为L，下端接有阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与斜面垂直(图中未画出)。质量为m、长度为L，阻值大小也为R的金属棒ab与固定在斜面上方的劲度系数为k的绝缘弹簧相接，弹簧处于原长并被锁定。现解除锁定的同时使金属棒获得沿斜面向下的速度v0，从开始运动到停止运动的过程中金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，在上述过程中()A 开始运动时金属棒与导轨接触点间电压为B 通过电阻R的最大电流一定是C 通过电阻R的总电荷量为D 回路产生的总热量等于【答案】AC【解析】A、开始时金属棒切割磁感线产生的感应电动势：，金属棒与导轨接触点间的电压：，故A正确；B、金属棒开始向下运动时做加速运动，当金属棒的速度最大时感应电流最大，金属棒的最大速度大于v0，最大电流大于，故B错误；C、最终金属棒静止，此时由平衡条件得：，此时弹簧的伸长量：，通过R的总电荷量：，故C正确；D. 由能量守恒定律得：，解得：，故D错误；故选AC。 12如图所示，相距为d的边界水平的匀强磁场，磁感应强度水平向里、大小为B.质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线圈abcd，将线圈在磁场上方高h处由静止释放，已知cd边刚进入磁场时和cd边刚离开磁场时速度相等，不计空气阻力，则()A 在线圈穿过磁场的整个过程中，克服安培力做功为mgdB 若Ld，则线圈穿过磁场的整个过程所用时间为C 若Ld，则线圈的最小速度可能为D 若Ld，则线圈的最小速度可能为【答案】BCD【解析】根据能量守恒研究从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程：动能变化为0，重力势能转化为线框产生的热量，则进入磁场的过程中线圈产生的热量Qmgd，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，所以从cd边刚穿出磁场到ab边离开磁场的过程，线框产生的热量与从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程产生的热量相等，所以线圈从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程，产生的热量Q2mgd，感应电流做的功为2mgd，故A错误；线圈刚进入磁场时的速度大小，若Ld，正确；因为进磁场时要减速，即此时的安培力大于重力，速度减小，安培力也减小，当安培力减到等于重力时，线圈做匀速运动，全部进入磁场将做加速运动，设线圈的最小速度为vm，知全部进入磁场的瞬间速度最小由动能定理知，从cd边刚进入磁场到线框完全进入时，则有：，有，综上所述，线圈的最小速度为，故D正确。所以BCD正确，A错误。二、计算题：（写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）13如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距L，导轨上端连接着阻值为R的定值电阻，质量为m的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，金属杆和导轨的电阻不计整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中金属杆由静止释放，下落高度h后开始做匀速运动，已知重力加速度为g求：(1)金属杆做匀速运动的速度大小v；(2)下落高度h的过程中，通过金属杆中的电量q；(3)下落高度h的过程中，电阻R上产生的热量Q【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】（1）根据法拉第定磁感应定律根据欧姆定律金属杆受到的安培力，则金属杆匀速，根据平衡条件整理得（2）下降高度h的过程中，通过金属杆的电量根据欧姆定律有根据法拉第电磁感应定律，则下降高度h的过程中的磁通量变化，且代入得 14如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r，现从静止释放杆ab，测得其在下滑过程中的最大速度为。改变电阻箱的阻值R，得到与R的关系如图乙所示，已知轨道间距为，重力加速度g取，轨道足够长且电路不计。（1）当时，求杆ab匀速下滑过程中产生的感应电动势E的大小及杆中电流的方向；（2）求杆ab的质量m和阻值r；（3）当时，从开始运动到速度恰好最大时ab杆向下运动了，求电阻箱上产生的热量？【答案】（1） ；电流方向为（2）， ；（3） 【解析】（1）由图可知，当时，杆ab最终以的速度匀速运动，杆ab切割磁感线产生的电动势为：根据楞次定律可知杆ab中电流方向为（2）设杆ab下滑过程中的最大速度为，杆切割磁感线产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律： 杆ab达到最大声速度时满足： 解得： 图像的截距为： 图像的斜率为： 解得： ， （3）由图可知，当时， ，全过程动能定理可知： ，得： 15如甲图所示，光滑导体轨道PMN和PMN是两个完全一样轨道，都是由半径为r的四分之一圆弧轨道和水平轨道组成，圆弧轨道与水平轨道在M和M点相切，两轨道并列平行放置，MN和MN位于同一水平面上，两轨道之间的距离为L，PP之间有一个阻值为R的电阻，开关S是一个感应开关（开始时开关是断开的），MNNM是一个矩形区域内有竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，水平轨道MN离水平地面的高度为h，其截面图如乙所示。金属棒a和b质量均为m、电阻均为R。在水平轨道某位置放上金属棒b，静止不动，a棒从圆弧顶端静止释放后，沿圆弧轨道下滑，若两导体棒在运动中始终不接触，当两棒的速度稳定时，两棒距离 ，两棒速度稳定之后，再经过一段时间，b棒离开轨道做平抛运动，在b棒离开轨道瞬间，开关S闭合。不计一切摩擦和导轨电阻，已知重力加速度为g。求：(1)两棒速度稳定时，两棒的速度分别是多少？(2)两棒落到地面后的距离是多少？(3)整个过程中，两棒产生的焦耳热分别是多少？【答案】（1） ， (2) (3) , 【解析】（1）a棒沿圆弧轨道运动到最低点M时，由机械能守恒定律得： 解得a棒沿圆弧轨道最低点M时的速度a棒向b棒运动时，两棒和导轨构成的回路面积变小，磁通量变小，产生感应电流。a棒受到与其运动方向相反的安培力而做减速运动，b棒则在安培力的作用下向右做加速运动。只要a棒的速度大于b棒的速度，回路总有感应电流，a棒继续减速，b棒继续加速，直到两棒速度相同后，回路面积保持不变，不产生感应电流，两棒以相同的速度做匀速运动。从a棒进入水平轨道开始到两棒达到相同速度的过程中，两棒在水平方向受到的安培力总是大小相等，方向相反，所以两棒的总动量守恒。由动量守恒定律得： 解得两棒以相同的速度做匀速运动的速度解得由平抛运动规律得：两棒落到地面后的距离（3）b棒离开轨道前，两棒通过的电流大小总是相等，两棒产生的焦耳热相等由能量守恒定律可知： 解得： b棒离开轨道后，a棒与电阻R通过的电流大小总是相等，两都产生的焦耳热相等由能量守恒定律可知： 解得： 所以整个过程中，a棒产生的焦耳热16真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置。图1是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计，ab和cd是两根与导轨垂直，长度均为l，电阻均为R的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为l，列车的总质量为m。列车启动前，ab、cd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直