高三總復(fù)習(xí)單元綜合測(cè)試卷電磁感應(yīng)

1、新課標(biāo)人教版2013屆高三物理總復(fù)習(xí)單元綜合測(cè)試卷第九單元電磁感應(yīng)本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分試卷滿分為100分?？荚嚂r(shí)間為90分鐘。第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本大題包括10小題，每小題4分，共40分。)1.圖1為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖，該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對(duì)用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對(duì)于線圈平面對(duì)稱在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧運(yùn)動(dòng)(O是線圈中心)，則()圖1A從X到O，電流由E經(jīng)流向F，先增大再減小B從X到O，電流由F經(jīng)流向E，先減小再增大C從O到Y(jié)，電流由F經(jīng)流向E，先減小再增大D從O到Y(jié)，電流由E經(jīng)流向F，先

2、增大再減小解析：本題考查楞次定律，意在考查考生對(duì)楞次定律的理解和運(yùn)用從X到O過程中，原磁場(chǎng)方向指向上不斷增加，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)該指向下，再由右手螺旋定則知，感應(yīng)電流方向應(yīng)該是由F經(jīng)到E，又感應(yīng)電流從零到有再到零，則一定經(jīng)歷先增大再減小的過程同理，當(dāng)從O到Y(jié)的過程中，感應(yīng)電流的方向應(yīng)該是由E經(jīng)到F，大小也是先增大再減小答案：D2電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖2所示現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()圖2A從a到b，上極板帶正電B從a到b，下極板帶正電C從b到a，上極板帶正電D從b到a，

3、下極板帶正電解析：由楞次定律知線圈中感應(yīng)電流方向從上向下看為順時(shí)針，線圈下端為電源正極，所以流過R的電流方向?yàn)閺腷向a，電容器下極板帶正電，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤答案：D3如圖3所示，A是長(zhǎng)直密繞通電螺線管，小線圈B與電流表連接，并沿A的軸線Ox從O點(diǎn)自左向右勻速穿過螺線管A.能正確反映通過電流表中電流I隨x變化規(guī)律的是()圖3解析：通電螺線管產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)特征為：兩極附近最強(qiáng)且不均勻，管內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)近似勻強(qiáng)當(dāng)小線圈穿越兩極時(shí)，因磁場(chǎng)不均勻，故穿過小線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，且因磁場(chǎng)的變化方向不同，故在小線圈中感應(yīng)電流方向相反，小線圈在螺線管內(nèi)部運(yùn)動(dòng)時(shí)，因穿越區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，

4、小線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生故C項(xiàng)正確答案：C4如圖4所示，在一均勻磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動(dòng)桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì)開始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則()圖4Aef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速Bef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止Cef將勻速向右運(yùn)動(dòng)Def將往返運(yùn)動(dòng)解析：給ef一個(gè)向右的初速度，則ef產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，回路形成電流同時(shí)，ef受安培力而減速，隨著ef減速，回路電流減小，安培力減小因此，ef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速答案：A5如圖5所示是一種延時(shí)開關(guān)當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵

5、F將銜鐵D吸下，將C線路接通當(dāng)S1斷開時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放則()圖5A由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C如果斷開B線圈的電鍵S2，無延時(shí)作用D如果斷開B線圈的電鍵S2，延時(shí)將變長(zhǎng)解析：延時(shí)開關(guān)的工作原理是：當(dāng)斷開S1使A線圈中電流變小并消失時(shí)，鐵芯中的磁通量減小，若B線圈閉合則在其中引起感應(yīng)電流根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的減小，這樣，就使鐵芯中磁場(chǎng)減弱得慢些，因此才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用可見是由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，起到了延時(shí)作用，故B、C選項(xiàng)正確答案：BC6一直升機(jī)停在南半球的地磁極上空，

6、該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.直升機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖6所示如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則()圖6Afl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)B2fl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)Cfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)D2fl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)解析：螺旋槳葉片圍繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BlvBlv0Bl(l)B(2f)l2fl2B，由右手定則判斷出b點(diǎn)電勢(shì)比a點(diǎn)電勢(shì)高所以選項(xiàng)A正確答案：A7兩根相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌如圖7所示放

7、置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v1沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以速度v2向下勻速運(yùn)動(dòng)重力加速度為g.以下說法正確的是()圖7Aab桿所受拉力F的大小為mgBcd桿所受摩擦力為零C回路中的電流為D與1大小的關(guān)系為解析：ab棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，cd棒不切割磁感線，整個(gè)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E感BLabv1BLv1，回路中感應(yīng)電流I，C選項(xiàng)錯(cuò)誤ab棒受到的安

8、培力為F安BILBL，ab棒沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)，受力平衡ab棒受到的拉力為FF摩F安mg，A選項(xiàng)正確cd棒所受摩擦力為fF安，B選項(xiàng)錯(cuò)誤cd棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，mgf，mg，D選項(xiàng)正確答案：AD8如圖8所示，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與一個(gè)上弧長(zhǎng)為l0、下弧長(zhǎng)為d0的金屬線框的中點(diǎn)聯(lián)結(jié)并懸掛于O點(diǎn)，懸點(diǎn)正下方存在一個(gè)上弧長(zhǎng)為2l0.下弧長(zhǎng)為2d0的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且d0L.先將線框拉開到如圖8所示位置，松手后讓線框進(jìn)入磁場(chǎng)，忽略空氣阻力和摩擦，下列說法正確的是()圖8A金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaB金屬線框離開磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcbaC金屬線框dc邊進(jìn)

9、入磁場(chǎng)與ab邊離開磁場(chǎng)的速度大小總是相等D金屬線框最終將在磁場(chǎng)內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)解析：線框在進(jìn)入磁場(chǎng)過程中由楞次定律可判得電流的方向?yàn)閍dcba.而擺出磁場(chǎng)過程中同樣由楞次定律可判得電流方向?yàn)閍bcda.所以A、B項(xiàng)均錯(cuò)誤因?yàn)榫€框在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)過程中安培力做負(fù)功，所以速度會(huì)逐漸減小，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤線框最終在磁場(chǎng)中擺動(dòng)過程中，由于磁通量不再發(fā)生變化，回路中不再產(chǎn)生感應(yīng)電流，沒有熱能的產(chǎn)生，只有機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒，所以線框最終會(huì)在磁場(chǎng)中做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則D項(xiàng)正確答案：D9如圖9所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒的電阻與固定

10、電阻R1和R2的阻值均相等，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為v時(shí)，受到安培力的大小為F，此時(shí)()圖9A電阻R1消耗的熱功率為Fv/3B電阻R2消耗的熱功率為Fv/6C整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率為mgvcosD整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為(Fmgcos)v解析：上滑速度為v時(shí)，導(dǎo)體棒受力如圖10所示則F所以PR1()2RFv，故A錯(cuò)誤，B正確因fN，Nmgcos所以Pffvmgvcos，故C正確此時(shí)，整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為PPFPfFvmgvcos，故D正確圖10答案：BCD10.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測(cè)通過動(dòng)脈的血流速度電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a

11、和b以及一對(duì)磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場(chǎng)是均勻的使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖11所示由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看作是勻強(qiáng)電場(chǎng)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)間的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160 V，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040 T則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為()圖11A1.3 m/s，a正、b負(fù)B2.7 m/s，a正、b負(fù)C1.3 m/s，a負(fù)、b正 D2.7 m/s，a負(fù)、b正解析：本題

12、考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、磁流體發(fā)電機(jī)、左手定則等知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生對(duì)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、力的平衡、左手定則的綜合運(yùn)用能力根據(jù)左手定則，可知a正b負(fù)，所以CD錯(cuò)；因?yàn)殡x子在場(chǎng)中所受合力為零，Bqvq，所以v1.3 m/s，A對(duì)B錯(cuò)答案：A第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(共12分)11如圖12所示，半徑為r的金屬圓環(huán)繞通過直徑的軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，以金屬環(huán)的平面與磁場(chǎng)方向重合時(shí)開始計(jì)時(shí)，求在轉(zhuǎn)動(dòng)30°角的過程中，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為_圖12解析：21BSsin30°0Br2.又t/(6)所以E3Br2.答案：3Br212一個(gè)邊

13、長(zhǎng)為10 cm的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框匝數(shù)n100，線框平面與磁場(chǎng)垂直，電阻為20 .磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象如圖13所示則在一個(gè)周期內(nèi)線框產(chǎn)生的熱量為_ J.圖13解析：由題圖可知，線框中穿過均勻變化的磁場(chǎng)，變化周期T4 s根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EnS，感應(yīng)電流I A5×102 A，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量QI2RT(5×102)2×20×4 J0.2 J.答案：0.2三、計(jì)算題(每小題12分，共48分)13如圖14所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)

14、度大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn)a、b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力圖14(1)通過ab邊的電流Iab是多大？(2)導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動(dòng)速度v是多大？解析：(1)設(shè)通過正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，有IabIIdcI金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有mgB2IabL2B2IdcL2由，解得Iab.(2)由(1)可得I設(shè)導(dǎo)體

15、桿切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E，有EB1L1v設(shè)ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則Rr根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I由，解得v.答案：(1)(2)14如圖15所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)，左端接有阻值為R的電阻處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0.在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸圖15(1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力(2)若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，則這一過程中安培力

16、做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少？(3)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？解析：(1)初始時(shí)刻棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ELv0B棒中感應(yīng)電流I作用于棒上的安培力FILB聯(lián)立得F，安培力方向：水平向左(2)由功和能的關(guān)系，得安培力做功W1EPmv電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1mvEp.(3)由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件等，可判斷：棒最終靜止于初始位置，Qmv.答案：(1)F，方向水平向左(2)W1EpmvQ1mvEp(3)Qmv15如圖16所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，導(dǎo)軌平面與水平面成37°

17、角，下端連接阻值為R的電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為0.2 kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25.圖16(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大小；(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為8 W，求該速度的大小(3)在上問中，若R2 ，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向(g取10 m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8) 解析：(1)金屬棒開始下落的初速為零，根據(jù)牛頓第二定律mgsinmgcosma由式解得a10×(0.60.25×0.8) m

18、/s24 m/s2.(2)設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡mgsinmgcosF0此時(shí)金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率FvP由兩式解得v m/s10 m/s.(3)設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒的長(zhǎng)為l，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為BIPI2R由兩式解得B T0.4 T磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上答案：(1)4 m/s2(2)10 m/s(3)0.4 T方向垂直導(dǎo)軌平面向上16.單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量(以下簡(jiǎn)稱流量)有一種利用電磁原理測(cè)量非磁性導(dǎo)電液體(如自來水、啤酒等)流量的裝置，稱為電磁流量計(jì)它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的傳感器和顯示儀表兩部分組成傳感器的結(jié)構(gòu)如圖17所示，圓筒形測(cè)量管內(nèi)壁絕緣，其上裝有一對(duì)電極a和c，a、c間的距離等于測(cè)量管內(nèi)徑D，測(cè)量管的軸線與a、c的連線方向以及通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向三者相互垂直當(dāng)導(dǎo)電液體流過測(cè)量管時(shí)，在電極a、c間出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體的流量Q.設(shè)磁場(chǎng)均勻恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.圖17(1)已知D0.40 m，B2.5×103 T，Q0.12 m3/s，設(shè)液體在測(cè)量管內(nèi)