新高考物理一轮复习单元检测专题13　电磁感应（原卷版）

专题13电磁感应质量检测卷（时间：90分钟分值：100分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对得4分，选错得0分。1．（2022·上海·模拟预测）如图甲所示，水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上。当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲中电流所示的方向为正方向），则（）A．t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右B．t2到t3时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左C．0到t2时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向也不变D．t1到t3时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向改变2．（2022·广东·模拟预测）如图所示，在边长为a的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的正方形导线框架EFGH正好与上述磁场区域的边界重合，现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过SKIPIF1<0导线框转到图中虚线位置，已知导线框的总电阻为R，则在这SKIPIF1<0时间内（）A．因不知是顺时针转动还是逆时针转动，所以不能判断导线框中的感应电流方向B．导线框中感应电流方向为E→F→G→H→EC．通过导线框中任一截面的电量为SKIPIF1<0D．平均感应电动势大小等于SKIPIF1<03．（2022·上海·模拟预测）如图，载有固定条形磁铁的小车沿倾斜直轨道依次穿过三个完全相同且等间距排列的线圈，该过程中a、b两点间电压U随时间t变化的图线可能为（）A． B．C． D．4．（2022·全国·模拟预测）如图甲所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示（以向下为正方向），0~2t0时间内ab始终保持静止。则下列说法不正确的是（）A．0~2t0时间内ab中的感应电流方向总是由a到bB．t＝t0时刻ab所受的安培力为零C．0~2t0时间内电阻R消耗的功率保持不变D．0~2t0时间内ab所受的静摩擦力保持不变5．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，两宽度均为a的水平匀强磁场，磁感应强度的大小等，两磁场区域间距为4a。一个边长为a的正方形金属线框从磁场上方距离为a处由静止自由下落，匀速通过上方匀强磁场区域，之后又通过下方匀强磁场区域。已知下落过程中线框平面始终在竖直平面内，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．线框通过上、下两个磁场的过程中产生的电能相等B．线框通过上、下两个磁场的过程中流过线框的电荷量不相等C．线框通过下方磁场的过程中加速度的最大值与重力加速度的大小相等D．线框通过上、下两个磁场的时间相等6．（2022·山东·郯城县美澳学校高二期末）如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为底边长为2a的等腰直角三角形区域，Ⅰ、Ⅲ区域有垂直纸面向外的匀强磁场，Ⅱ区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相等。一边长为a的正方形金属框在纸面内匀速通过磁场，通过磁场过程中正方形的一条边始终保持与等腰直角三角形的底边重合。取金属框中的感应电流顺时针方向为正，金属框通过磁场过程中，下图中能正确描述金属框中感应电流随时间变化关系的是（）A． B．C． D．7．（2022·辽宁·模拟预测）如图所示，平行光滑金属导轨SKIPIF1<0、SKIPIF1<0倾斜放置，导轨平面倾角为SKIPIF1<0，导轨上端接有阻值为SKIPIF1<0的定值电阻，导轨间距为SKIPIF1<0，整个导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一个质量为SKIPIF1<0、电阻也为SKIPIF1<0的金属棒SKIPIF1<0放在导轨上，以大小为SKIPIF1<0的初速度向上滑动，开始时金属棒的加速度大小为SKIPIF1<0（SKIPIF1<0为重力加速度），从开始到金属棒上升到最高处通过电阻SKIPIF1<0的电荷量为SKIPIF1<0，不计导轨的电阻，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨足够长，则错误的选项是（）A．匀强磁场的磁感应强度大小为SKIPIF1<0B．开始时，金属棒克服安培力的瞬时功率和克服重力的瞬时功率相等C．金属棒沿导轨向上运动的最大距离为SKIPIF1<0D．从开始到运动到最高点的过程中，电阻SKIPIF1<0中产生的焦耳热为SKIPIF1<08．（2022·辽宁·模拟预测）如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度的大小左边为SKIPIF1<0，右边为SKIPIF1<0，一个竖直放置的宽为SKIPIF1<0、长为SKIPIF1<0，单位长度的质量为SKIPIF1<0、单位长度的电阻为SKIPIF1<0的矩形金属线框，以初速度SKIPIF1<0垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置（在左边磁场中的长度为SKIPIF1<0，在右边磁场中的长度为SKIPIF1<0）时，线框的速度为SKIPIF1<0，则下列判断正确的是（）A．此时线框中电流方向为逆时针，线框中感应电流所受安培力为SKIPIF1<0B．此过程中通过线框截面的电量为SKIPIF1<0C．此过程中线框产生的焦耳热为SKIPIF1<0D．此时线框的加速度大小为SKIPIF1<0二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．（2022·安徽·模拟预测）如图所示，左边是通有变化电流的直导线，右边是一个闭合金属线框，其中产生了逆时针方向的感应电流。下列叙述可能正确的有（）A．直导线电流方向向上，强度减小 B．直导线电流方向向上，强度增大C．直导线电流方向向下，强度减小 D．直导线电流方向向下，强度增大10．（2022·全国·高三课时练习）如图甲所示，abcd是匝数为50匝、边长为20cm、总电阻为1.0Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直向里的图示匀强磁场中。磁感应强度B随时间t发生周期性变化，变化关系如图乙所示。不考虑线圈各边电流之间的相互作用，以下说法中正确的是（）A．在t＝1.0s时，导线圈产生的感应电流大小为4.0AB．在t＝2.5s时，导线圈ab边受到的匀强磁场对它的安培力方向垂直ab边指向导线圈外侧C．导线圈中产生的是直流电D．在一个周期内，导线圈内电流的有效值为2SKIPIF1<0A11．（2022·黑龙江·双鸭山一中高三开学考试）如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m，导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计，导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图（乙）所示，一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变。下列说法中正确的是（）A．金属棒向右做匀速直线运动B．金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/sC．金属棒从x=0运动到x=1m过程中，外力F所做的功为﹣0.175JD．金属棒从x=0运动到x=2m过程中，流过金属棒的电量为5C12．（2022·辽宁·高三期末）如图甲所示，两平行长直金属导轨（不计电阻）水平放置，间距为SKIPIF1<0。有两根长度均为SKIPIF1<0、电阻均为SKIPIF1<0、质量均为SKIPIF1<0的导体棒SKIPIF1<0、SKIPIF1<0平放在金属导轨上。其中棒SKIPIF1<0通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为SKIPIF1<0的重物相连，重物放在水平地面上，开始时细绳伸直但无弹力。棒SKIPIF1<0与导轨间无摩擦，棒SKIPIF1<0与导轨间的动摩擦因数为SKIPIF1<0，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略其他摩擦阻力。导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为SKIPIF1<0SKIPIF1<0，磁场区域的边界满足曲线方程：SKIPIF1<0。SKIPIF1<0棒处在竖直向上的磁感应强度为SKIPIF1<0的匀强磁场中（图乙为图甲导轨区域的俯视图）。现从SKIPIF1<0时刻开始，使棒SKIPIF1<0在外力SKIPIF1<0的作用下，以速度SKIPIF1<0从与SKIPIF1<0轴重合处开始沿SKIPIF1<0轴正方向做匀速直线运动，在运动过程中SKIPIF1<0棒始终处于静止状态。重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．棒SKIPIF1<0在运动过程中，外力SKIPIF1<0的最大功率为SKIPIF1<0B．棒SKIPIF1<0通过磁场区域SKIPIF1<0的过程中，棒SKIPIF1<0上产生的焦耳热为SKIPIF1<0C．棒SKIPIF1<0通过磁场区域SKIPIF1<0的过程中，应满足SKIPIF1<0D．棒SKIPIF1<0通过磁场区域SKIPIF1<0的过程中，物体对地面压力的最小值为SKIPIF1<0三、本题共6小题，第15题7分，第16题8分，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题16分，共60分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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．（2022·山东潍坊·高三期末）两光滑金属导轨平行放置，右侧导轨水平，左侧导轨与水平面的夹角为37°，导轨间距SKIPIF1<0m，匀强磁场均垂直导轨平面向上，磁感应强度大小均为SKIPIF1<0T，导轨最右端连接电阻SKIPIF1<0，一质量SKIPIF1<0kg、电阻SKIPIF1<0的导体棒垂直导轨放置，从某一位置处无初速释放。已知棒与导轨接触良好，其余电阻不计，导体棒到达HF前已匀速运动，棒由斜轨道进入水平轨道时的速度大小不变，水平导轨足够长，SKIPIF1<0，重力加速度SKIPIF1<0。求：（1）导体棒沿斜导轨下滑的最大速度；（2）导体棒在水平导轨上滑动的距离。14．（2022·江西省乐平中学高三开学考试）如图，两光滑平行等长金属轨道的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，其中bc段的磁感应强度大小为2B，宽度为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0段的磁感应强度大小为B、宽度为SKIPIF1<0，重力加速度为g。将质量均为m的金属棒P和Q分别放置于轨道上的ab和SKIPIF1<0段，已知P棒和Q棒接入电阻为R和SKIPIF1<0，P棒位于距水平轨道高h的地方，放开P棒，使其自由下滑，运动过程中P棒和Q棒始终垂直于金属轨道，两部分水平轨道均足够长。（1）若Q棒固定，求从P棒下滑到停止运动的过程P棒所产生的焦耳热；（2）若Q棒不固定，求P棒和Q棒各自的最终速度大小。15．（2022·吉林·辽源市田家炳高级中学校高三期末）如图所示，单匝线圈ABCD每边长l=0.2m，线圈质量m1=0.1kg。总电阻R=0.1Ω，右边重物质量为m2=0.15kg，线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的高度为h=0.2m，重物从某一位置下降，使AB边进入磁场开始做匀速运动，（g取10m/s2），求（1）重物刚开始下落时的加速度；（2）线圈做匀速运动的速度大小；（3）线圈穿过磁场的过程产生的焦耳热。16．（2022·安徽省临泉第一中学高三开学考试）如图所示，把导轨ac、df与沿着它们垂直的连线be对折成直角，然后把bc、ef固定在绝缘的水平面上，ab、de竖直放置；磁感应强度大小为B=5T的匀强磁场与竖直导轨的夹角为37°且与be垂直，质量为m1、阻值为0的导体棒1（垂直竖直导轨）沿着足够长的竖直导轨由静止开始下滑，当速度达到最大值SKIPIF1<0时，质量为m2=0.65kg、阻值为r=20Ω的导体棒2（垂直水平导轨放置），受到水平导轨的静摩擦恰好达到最大值。已知ab、de的间距、bc、ef的间距均为L=1m，导轨的竖直部分光滑，水平部分与导体棒2之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，重力加速度g取10m/s2，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，求：（1）导体棒1的质量m1；（2）导轨的水平部分与导体棒2之间的动摩擦因数μ；（3）导体棒1受到的弹力与导体棒2所受的弹力的矢量之和的大小。17．（2022·黑龙江·哈师大附中模拟预测）如图甲所示，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0是并联在导轨一端的电阻，且SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，ab是垂直导轨放置的质量为SKIPIF1<0的导体棒，导轨和导体棒之间的动摩擦因数各处均相同。从零时刻开始，对ab施加一个大小为SKIPIF1<0，方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，滑动过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触，图乙是棒的υ-t图像，其中O点为坐标原点，其坐标为（0，0），AO是图像在O点的切线，AB是图像的渐近线。除SKIPIF1<0以外，其余部分的电阻均不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知当棒的位移为10m时，其速度达到了最大速度SKIPIF1<0。求（结果可以保留分数）（1）导体棒ab运动中受的摩擦力f的大小和磁感应强度B的大小；（2）在导体棒ab的位移为10m过程中电阻上产生的焦耳热；（3）若在导体棒ab的位移为10m时立即将恒定拉力F撤掉，此后导体棒ab滑行到停止的过程中流过SKIPIF1<0的电量为SKIPIF1<0，求摩擦力在导体棒ab整个运动过程的平均功率。18．（2022·湖南·长郡中学模拟预测）小明是一个科技发明爱好者，疫情期间对连锁反应小开关很感兴趣，于是自己设计了一个，可以用于延时控制家里用电器的开关。如图所示，与水平方向成夹角SKIPIF1<0，轨道间距为SKIPIF1<0的两平行金属导轨SKIPIF1<0，SKIPIF1<0左端连接电容为SKIPIF1<0的电容器，右端用绝缘光滑圆弧连接水平金属导轨SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，并在轨道上放置静止的金属导体棒SKIPIF1<0。在水平轨