第十一單元 電磁感應(yīng) B卷 教師版

1、.此卷只裝訂不密封班級 姓名 準(zhǔn)考證號 考場號 座位號 單元訓(xùn)練金卷高三物理B卷第十一單元 電磁感應(yīng)本卷須知：1答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2選擇題的作答：每題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4考試完畢后，請將本試題卷和答題卡一并上交。一、 此題共10小題，每題6分，在每題給出的四個選項中，第16題只有一項符合題目要求，第710題有多項符合題目要

2、求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分1. 以下沒有利用渦流的是A. 金屬探測器B. 變壓器中用互相絕緣的硅鋼片疊成鐵芯C. 用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐D. 磁電式儀表的線圈用鋁框做骨架【答案】B2如下圖的電路中，L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，L1、L2和L3是3個完全一樣的燈泡，E是內(nèi)阻不計的電源。在t0時刻，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關(guān)S.規(guī)定以電路穩(wěn)定時流過L1、L2的電流方向?yàn)檎较?，分別用I1、I2表示流過L1和L2的電流，那么以下圖中能定性描繪電流I隨時間t變化關(guān)系的是【答案】C 3. 圖甲是法拉第于1831年創(chuàng)造的人類歷史上第一臺發(fā)電機(jī)圓

3、盤發(fā)電機(jī)，圖乙為其示意圖，銅盤安裝在程度的銅軸上，磁感線垂直穿過銅盤；兩塊銅片M、N分別與銅軸和銅盤邊緣接觸，勻速轉(zhuǎn)動銅盤，電阻R就有電流通過.那么以下說法正確的選項是A. 回路中恒定電流的大小與銅盤轉(zhuǎn)速無關(guān)B. 回路中有大小和方向都做周期性變化的渦流C. 回路中電流方向不變，從M經(jīng)導(dǎo)線流進(jìn)電阻R，再從N流向銅盤D. 銅盤繞銅軸轉(zhuǎn)動時，沿半徑方向上的金屬“條切割磁感線，產(chǎn)生電動勢【答案】D4. 如下圖，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，它的底邊在x軸上且長為2L，高為L，紙面內(nèi)一邊長為L的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，在t0時刻恰好位于如下圖的位置，以順時針

4、方向?yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，下面四幅圖中可以正確表示導(dǎo)線框中的電流位移Ix關(guān)系的是【答案】B【解析】位移在0L過程，磁通量增大，由楞次定律判斷感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向，為正值，I，lx，那么Ix；位移在L2L過程，磁通量先增大后減小，由楞次定律判斷感應(yīng)電流方向先為順時針方向，為正值，后為逆時針方向，為負(fù)值；位移在2L3L過程，磁通量減小，由楞次定律判斷感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向，為負(fù)值，I3Lx，故選項B正確。5. 如圖甲，光滑平行且足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd所在平面與程度面成角，b、c兩端接有阻值為R的定值電阻。阻值為r的金屬棒PQ垂直導(dǎo)軌放置，其他部分電阻不計。整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻

5、強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上。從t0時刻開場，棒受到一個平行于導(dǎo)軌向上的外力F作用，由靜止開場沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動，運(yùn)動中棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，通過R的感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象如圖乙所示。下面分別給出了穿過回路PQcb的磁通量、磁通量的變化率、電阻R兩端的電勢差U和通過棒上某橫截面的電荷量q隨運(yùn)動時間t變化的圖象，其中正確的選項是【答案】B【解析】由于產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是逐漸增大的，而圖象A描繪磁通量與時間關(guān)系中斜率不變，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不變，A錯誤；回路中的感應(yīng)電動勢為：E，感應(yīng)電流為I，由題圖乙可知：Ikt，故有：kRrt，所以圖象B正確；I均勻增大，電阻R兩端的電勢差UIRktR

6、，那么知U與時間t成正比，C錯誤；通過金屬棒某橫截面的電荷量為：qtkt2，故有qt圖象為拋物線，并非過原點(diǎn)的直線，D錯誤。6. 如圖，在光滑程度桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為ddL的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動。t0時導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場區(qū)域。以下v-t圖像中，能正確描繪上述過程的是【答案】D【解析】導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時產(chǎn)生安培力阻礙導(dǎo)體運(yùn)動，利用法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力公式及牛頓第二定律可確定線框在磁場中的運(yùn)動特點(diǎn)。線框進(jìn)入和分開磁場時，

7、安培力的作用都是阻礙線框運(yùn)動，使線框速度減小，由EBLv、I及FBILma可知安培力減小，加速度減小，當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場后穿過線框的磁通量不再變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不再產(chǎn)生安培力，線框做勻速直線運(yùn)動，應(yīng)選項D正確。7. 如圖，兩平行金屬導(dǎo)軌固定在程度面上，勻強(qiáng)磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直構(gòu)成閉合回路，且兩棒都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動.用與導(dǎo)軌平行的程度恒力F向右拉cd棒，經(jīng)過足夠長時間以后A. 兩棒間的間隔 保持不變B. 兩棒都做勻速直線運(yùn)動C. 兩棒都做勻加速直線運(yùn)動D. ab棒中的電流方向由b流向a【答案】CD8. 如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在程度面上，左端由導(dǎo)線相連，導(dǎo)

8、體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路。在外力F作用下，回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運(yùn)動。在勻速運(yùn)動過程中外力F做功WF，磁場力對導(dǎo)體棒做功W1，磁鐵抑制磁場力做功W2，重力對磁鐵做功WG，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)體棒獲得的動能為Ek。那么AW1Q BW2W1QCW1Ek DWFWGEkQ【答案】BCD【解析】由能量守恒定律可知：磁鐵抑制磁場力做功W2，等于回路的電能，電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的機(jī)械能，所以W2 W1Q，故A錯誤，B正確；以導(dǎo)體棒為對象，由動能定理可知，磁場力對導(dǎo)體棒做功W1Ek，故C正確；外力對磁鐵做功與重力對磁鐵做功之和為回路中的電能，也等于焦耳熱和導(dǎo)體棒的動

9、能，故D正確。9如圖，在程度桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連。質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動。整個裝置放于勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向豎直向上圖中未畫出，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。導(dǎo)體棒的中點(diǎn)系一個不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個質(zhì)量也為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)?，F(xiàn)假設(shè)從靜止開場釋放物塊，用h表示物塊下落的高度物塊不會觸地，g表示重力加速度，其他電阻不計，那么A電阻R中的感應(yīng)電流方向由a到cB物塊下落的最大加速度為gC假設(shè)h足夠大，物塊下落的最大速度為D通過電阻R的電荷量為【答案】CD【解析】導(dǎo)體棒向右

10、運(yùn)動切割磁感線，由右手定那么可得回路中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，那么電阻R中的電流方向由c到a，A錯誤；對導(dǎo)體棒應(yīng)用牛頓第二定律有FTF安ma，又F安Bl，再對物塊應(yīng)用牛頓第二定律有mgFTma，那么聯(lián)立可得：a，那么物塊下落的最大加速度am，B錯誤；當(dāng)a0時，速度最大為vm，C正確；下落h的過程，回路中的面積變化量Slh，那么通過電阻R的電荷量q，D正確。10. 如下圖，abcd為一矩形金屬線框，其中abcdL，ab邊接有定值電阻R，cd邊的質(zhì)量為m，其他部分的電阻和質(zhì)量均不計，整個裝置用兩根絕緣輕彈簧懸掛起來。線框下方處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于紙面向里。初始時刻，使

11、兩彈簧處于自然長度，且給線框一豎直向下的初速度v0，當(dāng)cd邊第一次運(yùn)動至最下端的過程中，R產(chǎn)生的電熱為Q，此過程及以后的運(yùn)動過程中ab邊未進(jìn)入磁場、cd邊始終未分開磁場，重力加速度大小為g，以下說法中正確的選項是A初始時刻cd邊所受安培力的大小為mgB線框中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電流可能為C在cd邊第一次到達(dá)最下端的時刻，兩根彈簧具有的彈性勢能總量大于mv02QD在cd邊反復(fù)運(yùn)動過程中，R中產(chǎn)生的電熱最多為mv02【答案】BC【解析】初始時刻，cd邊速度為v0，假設(shè)此時所受重力不大于安培力，那么產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，為EBLv0，感應(yīng)電流I，cd邊所受安培力的大小FBIL，A錯誤，B正確。由能量守恒定

12、律，mv02mghQEp，cd邊第一次到達(dá)最下端的時刻，兩根彈簧具有的彈性勢能總量為Epmv02Qmgh，大于mv02Q，C正確。cd邊最后靜止在初始位置下方，重力做的功大于抑制彈簧彈力做的功；由能量守恒定律可知，導(dǎo)體棒的動能和減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為焦耳熱及彈簧的彈性勢能，因減小的重力勢能大于增加的彈性勢能，所以熱量應(yīng)大于mv02，故D錯誤。二、此題共4小題，共50分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位 11. 12分程度放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌ad和bc，導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌

13、兩端a、b和c、d兩點(diǎn)分別連接電阻R1和R2，在程度面內(nèi)組成矩形線框，如下圖，ad和bc相距L0.5 m，放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1 T，一根電阻為0.2 的導(dǎo)體棒PQ跨接在兩根金屬導(dǎo)軌上，在外力作用下以4 m/s的速度向右勻速運(yùn)動，假如電阻R10.3 ，R20.6 ，導(dǎo)軌ad和bc的電阻不計，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌接觸良好。求：1導(dǎo)體棒PQ中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大??；2導(dǎo)體棒PQ上感應(yīng)電流的方向；3導(dǎo)體棒PQ向右勻速滑動的過程中，外力做功的功率?！窘馕觥?根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，PQ產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBLv10.54 V2 V又R外 0.2 那么感應(yīng)電流的大小I A5 A2

14、根據(jù)右手定那么斷定電流方向?yàn)镼P3導(dǎo)體棒PQ勻速運(yùn)動，那么FF安BIL150.5 N2.5 N故外力做功的功率PFv2.54 W10 W。12. 12分如下圖，間距為L的兩根光滑圓弧軌道置于程度面上，其軌道末端程度，圓弧軌道半徑為r，電阻不計。在其上端連有阻值為R0的電阻，整個裝置處于如下圖的徑向磁場中，圓弧軌道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B?，F(xiàn)有一根長度等于L、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒從軌道的頂端PQ處由靜止開場下滑，到達(dá)軌道底端MN時對軌道的壓力為2mg重力加速度為g。求：1金屬棒到達(dá)軌道底端時金屬棒兩端的電壓；2金屬棒下滑過程中通過電阻R0的電荷量。【解析】1金屬棒兩端的電壓為路端電壓，當(dāng)金屬

15、棒到達(dá)底端時，設(shè)棒的速度為v，由牛頓第二定律可得2mgmgm，解得v由法拉第電磁感應(yīng)定律可得EBLv根據(jù)閉合電路歐姆定律得金屬棒兩端電壓UR0聯(lián)立即得U。2通過電阻R0的電荷量qt金屬棒下滑過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為感應(yīng)電流為，解得q。13. 12分如下圖，兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ放在程度面上，左端向上彎曲，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計。程度段導(dǎo)軌所處空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒a與b的質(zhì)量均為m，接入電路的有效電阻分別為RaR，Rb2R。b棒放置在程度導(dǎo)軌上足夠遠(yuǎn)處，a棒在弧形導(dǎo)軌上距程度面h高度處由靜止釋放。運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，重力加速

16、度為g。1求a棒剛進(jìn)入磁場時受到的安培力的大小和方向；2求最終穩(wěn)定時兩棒的速度大??；3從a棒開場下落到最終穩(wěn)定的過程中，求b棒上產(chǎn)生的內(nèi)能。【解析】1設(shè)a棒剛進(jìn)入磁場時的速度為v，從開場下落到進(jìn)入磁場根據(jù)機(jī)械能守恒定律mghmv2a棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢EBlv根據(jù)閉合電路歐姆定律Ia棒受到的安培力FBIl聯(lián)立以上各式解得F，方向程度向左。2a棒進(jìn)入磁場，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流a棒和b棒均受安培力作用，F(xiàn)IBl，大小相等、方向相反，所以a棒和b棒組成的系統(tǒng)動量守恒。設(shè)兩棒最終穩(wěn)定速度為v，以v的方向?yàn)檎较?，那么mv2mv解得v。3設(shè)a棒產(chǎn)生的內(nèi)能為Qa，b棒產(chǎn)生的內(nèi)能為Qb根據(jù)能量守恒定

17、律mv22mv2QaQb兩棒串聯(lián)內(nèi)能與電阻成正比Qb2Qa解得Qbmgh。1414分如下圖，半徑為L12 m的金屬圓環(huán)內(nèi)上、下半圓各有垂直圓環(huán)平面的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B1 T長度也為L1、電阻為R的金屬桿ab，一端處于圓環(huán)中心，另一端恰好搭接在金屬環(huán)上，繞著a端沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，角速度為 rad/s。通過導(dǎo)線將金屬桿的a端和金屬環(huán)連接到圖示的電路中連接a端的導(dǎo)線與圓環(huán)不接觸，圖中的定值電阻R1R，滑片P位于R2的正中央，R2的總阻值為4R，圖中的平行板長度為L22 m，寬度為d2 m圖示位置為計時起點(diǎn)，在平行板左邊緣中央處剛好有一帶電粒子以初速度v00.5 m/s向右運(yùn)動，并恰好能從平行板的右邊緣飛出，之后進(jìn)入到有界勻強(qiáng)磁場中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，左邊界為圖中的虛線位置，右側(cè)及上下范圍均足夠大。忽略金屬桿與圓環(huán)的接觸電阻、圓環(huán)電阻及導(dǎo)線電阻，忽略電容器的充放電時間，忽略帶電粒子在磁場中運(yùn)動時的電磁輻射的影響，不計平行