【大师珍藏】高考物理一轮单元训练金卷：第十一单元 电磁感应（A卷）含答案

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1、一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 (A)卷第 十 一 单 元 电 磁 感 应注 意 事 项 ：1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将 准 考 证 号 条 形 码 粘贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目 的 答 案 标 号 涂 黑 ，写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答 ： 用 签 字

2、 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内 。 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、选择题：本题共 10 小题，每小题 5 分。在每小题给出的四个选项中，第 16 题只有一项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。1磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度v0 刷卡时，在线圈中产生感应电动势其 Et 关系如图所示如

3、果只将刷卡速度改为 ，线圈中的v02Et 关系图可能是( )2.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd，在细长磁铁的 N 极附近竖直下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，从图中位置经过位置到达位置，位置和都很靠近.在这个过程中，线圈中感应电流( )A沿 abcd 流动B沿 dcba 流动C由到是沿 abcd 流动，由到是沿 dcba 流动D由到是沿 dcba 流动，由到是沿 abcd 流动3(2018南昌模拟)如图所示的电路中， L 是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈， L1、L 2和 L3 是 3 个完全相同的灯泡，E 是内阻不计的电源在 t0 时刻，闭合开关 S，电路稳定后

4、在 t1 时刻断开开关 S.规定以电路稳定时流过 L1、L 2 的电流方向为正方向，分别用 I1、I 2 表示流过 L1 和 L2的电流，则下图中能定性描述电流 I 随时间 t 变化关系的是( )4(2018长兴中学高三模拟)1831 年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片 C、D 分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触使铜盘转动，电阻 R 中就有电流通过若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD 平面与

5、铜盘平面垂直，下列说法正确的是( )A电阻 R 中没有电流流过B铜片 C 的电势高于铜片 D 的电势 C保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生 D保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则 CRD 回路中有电流产生 5.如图所示，光滑斜面的倾角为 ，斜面上放置一矩形导体线框 abcd，ab 边的边长为 l1，bc 边的边长为 l2，线框的质量为 m，电阻为 R，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物质量为 M.斜面上 ef 线(ef 平行底边) 的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为 B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀

6、速运动的，且线框的 ab 边始终平行于底边，则下列说法正确的是( )A线框进入磁场前运动的加速度为Mg mgsin mB线框进入磁场时匀速运动的速度为（Mg mgsin ）RBl1C线框做匀速运动的总时间为D该匀速运动过程中产生的焦耳热为 (Mgmgsin )l26.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为 L，顶端接阻值为 R 的电阻质量为 m、电阻为 r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为 g，则下列说法错误的是( )A金属棒在磁场中运动时，流过电阻 R 的电流方向

7、为 baB金属棒的速度为 v 时，金属棒所受的安培力大小为B2L2vR rC金属棒的最大速度为mg（R r）BLD金属棒以稳定的速度下滑时，电阻 R 的热功率为 R(mgBL)27(2018吉林实验中学模拟) 转笔(Pen Spinning)是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点 O 做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及的物理知识的叙述正确的是( )A笔杆上的点离 O 点越近的，做圆周运动的向心加速度越小B笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的C若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有

8、可能因快速的转动做离心运动被甩走D若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，由于笔杆中不会产生感应电流，因此金属笔杆两端一定不会形成电势差8.如图所示，水平放置的粗糙 U 形框架上接一个阻值为 R0 的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，一个半径为 L、质量为 m 的半圆形硬导体 AC 在水平向右的恒定拉力F 作用下，由静止开始运动距离 d 后速度达到 v，半圆形硬导体 AC 的电阻为 r，其余电阻不计下列说法正确的是( )A此时 AC 两端电压为 UAC2BLvB此时 AC 两端电压为 UAC2BLvR0R0 rC此过程中电路产生的电热为 QFd mv212D此过

9、程中通过电阻 R0 的电荷量为 q2BLdR0 r9如图，在水平桌面上放置两条相距 l 的平行光滑导轨 ab 与 cd，阻值为 R 的电阻与导轨的a、c 端相连质量为 m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上(图中未画出) ，磁感应强度的大小为 B.导体棒的中点系一个不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为 m 的物块相连，绳处于拉直状态现若从静止开始释放物块，用 h 表示物块下落的高度(物块不会触地) ，g 表示重力加速度，其他电阻不计，则 ( )A电阻 R 中的感应电流方向由 a 到 cB物块下落的最大加速度为 g

10、C若 h 足够大，物块下落的最大速度为mgRB2l2D通过电阻 R 的电荷量为BlhR10.在倾角为 足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为 L，如图所示一个质量为 m、电阻为 R、边长也为 L 的正方形线框在 t0 时刻以速度 v0 进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间 t0，线框ab 边到达 gg与 ff中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是( )A当 ab 边刚越过 ff时，线框加速度的大小为 gsin Bt 0 时刻线框匀速运动的速度为v04Ct 0 时间内线框中产生的焦耳热为 mgLsin

11、mv32 1532 20D离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动二、非选择题：本大题共 4 小题，共 60 分。按题目要求作答。解答题应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。11(2018安徽十校联考)如图甲所示，一个电阻值为 R，匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为 2R的电阻 R1 连接成闭合回路线圈的半径为 r1，在线圈中半径为 r2 的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图乙所示图线与横、纵轴的截距分别为 t0 和 B0，导线的电阻不计求 0 至 t1 时间内(1

12、)通过电阻 R1 的电流大小和方向；(2)通过电阻 R1 的电荷量 q.12(2015高考浙江卷)小明同学设计了一个 “电磁天平” ，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡线圈的水平边长 L0.1 m，竖直边长 H0.3 m，匝数为 N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度 B01.0 T，方向垂直线圈平面向里线圈中通有可在 02.0 A 范围内调节的电流 I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量(重力加速度取 g10 m/s2)(1)为使电磁天平的量程达到 0.5 kg，线圈的匝数 N1 至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另

13、选 N2100 匝、形状相同的线圈，总电阻 R10 .不接外电流，两臂平衡如图乙所示，保持 B0 不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B 随时间均匀变大，磁场区域宽度 d0.1 m当挂盘中放质量为 0.01 kg 的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率 . B t13如图所示，将质量 m1 0.1 kg、电阻 R10.3 、长度 l0.4 m 的导体棒 ab 横放在 U 形金属框架上，框架质量 m20.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数 0.2，相距 0.4 m 的 MM、NN 相互平行，电阻不计且足够长电阻 R2 0.1 的 MN 垂直于 MM.整个

14、装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B0.5 T垂直于 ab 施加 F2 N 的水平恒力，使 ab 从静止开始无摩擦地运动，且始终与 MM、NN保持良好接触，当 ab 运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取 10 m/s2.(1)求框架开始运动时 ab 速度 v 的大小；(2)从 ab 开始运动到框架开始运动的过程中，MN 上产生的热量 Q0.1 J，求该过程中 ab 位移x 的大小14如图所示，半径为 L12 m 的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 B1 T长度也为 L1、电阻为 R 的金属杆 ab，一端处于

15、圆环中心，另一端10恰好搭接在金属环上，绕着 a 端沿逆时针方向匀速转动，角速度为 rad/s.通过导线将金属杆的10a 端和金属环连接到图示的电路中(连接 a 端的导线与圆环不接触，图中的定值电阻 R1R，滑片 P位于 R2 的正中央，R 2 的总阻值为 4R)，图中的平行板长度为 L22 m，宽度为 d2 m图示位置为计时起点，在平行板左边缘中央处刚好有一带电粒子以初速度 v00.5 m/s 向右运动，并恰好能从平行板的右边缘飞出，之后进入到有界匀强磁场中，其磁感应强度大小为 B2，左边界为图中的虚线位置，右侧及上下范围均足够大(忽略金属杆与圆环的接触电阻、圆环电阻及导线电阻，忽略电容器的

16、充放电时间，忽略带电粒子在磁场中运动时的电磁辐射的影响，不计平行金属板两端的边缘效应及带电粒子的重力和空气阻力) 求：(1)在 04 s 内，平行板间的电势差 UMN；(2)带电粒子飞出电场时的速度；(3)在上述前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入电场，则磁感应强度 B2 应满足的条件一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 (A)卷第 十 一 单 元 电 磁 感 应答 案1.【 答 案 】 D【 解 析 】 选 D.若将刷卡速度改为 ，线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半，v02周期将会加倍，故 D 项正确 ，其他选项错误2.【 答 案 】 A【 解 析 】 选 A.由条形

17、磁铁的磁场分布情况可知 ，线圈在位置时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少线圈从位置到，穿过 abcd 自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线框中产生的感应电流的方向为 abcd，线圈从位置到，穿过 abcd 自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是 abcd.故本题答案为 A.3.【 答 案 】 C【 解 析 】 选 C.L 的直流电阻不计，电路稳定后通过 L1 的电流是通过 L2、L 3 电流的 2 倍闭合开关瞬间，L 2 立即变亮，由于 L 的阻碍作用，L 1 逐渐变亮，即 I1 逐渐变大，在 t1 时刻断开开关 S，之后电流 I 会在

18、电路稳定时通过 L1 的电流大小基础上逐渐变小，I 1 方向不变，I 2 反向，故选 C.4.【 答 案 】 C【 解 析 】 选 C.根据右手定则可知 ，电流从 D 点流出，流向 C 点，因此在圆盘中电流方向为从C 向 D， 由于圆盘在切割磁感线时相当于电源，所以 D 处的电势比 C 处高，A、B 错误；保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则穿过铜盘的磁通量发生变化，故铜盘中有感应电流产生，但是此时不再切割磁感线，所以 CD 不能当成电源，故 CRD 回路中没有电流产生，C 正确，D 错误5.【 答 案 】 D【 解 析 】 选 D.由牛顿第二定律得 ，Mg mgsin (Mm)

19、a，解得线框进入磁场前运动的加速度为 ，A 错误；由平衡条件，Mg mg sin F 安 0，F 安 BIl 1，I ，EBl 1v，联立Mg mgsin M m ER解得线框进入磁场时匀速运动的速度为 v ，B 错误；线框做匀速运动的总时间为t ，C 错误；由能量守恒定律，该匀速运动过程中产生的焦耳热等于系统重力势能的减小l2v量，为(Mg mg sin )l2，D 正确6.【 答 案 】 C【 解 析 】 选 C.金属棒在磁场中向下运动时 ，由楞次定律知，流过电阻 R 的电流方向为 ba，选项 A 正确；金属棒的速度为 v 时，金属棒中感应电动势 EBLv，感应电流 I ，所受的安培ER

20、r力大小为 FBIL ，选项 B 正确；当安培力 Fmg 时，金属棒下滑速度最大，金属棒的最B2L2vR r大速度为 v ，选项 C 错误；金属棒以稳定的速度下滑时，电阻 R 和 r 的总热功率为mg（R r）B2L2Pmgv (Rr)，电阻 R 的热功率为 R，选项 D 正确(mgBL)2(mgBL)27.【 答 案 】 AC【 解 析 】 选 AC.笔杆上各点的角速度相同，根据 a 2r 可知，笔杆上的点离 O 点越近的，做圆周运动的向心加速度越小，选项 A 正确；笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由笔杆对该点的作用力提供的，选项 B 错误；若该同学使用中性笔 ，且转动过快，则笔尖上的小钢珠

21、有可能因快速的转动做离心运动被甩走，选项 C 正确；若考虑地磁场的影响 ，由于笔杆转动时可能要切割磁感线而使金属笔杆两端形成电势差，选项 D 错误8.【 答 案 】 BD【 解 析 】 选 BD.AC 的感应电动势为 E2BL v，两端电压为 UAC ，A 错误，BER0R0 r 2BLvR0R0 r正确；由功能关系得 Fd mv2Q Q f，C 错误；此过程中平均感应电流为 ，通过电12 I 2BLd（R0 r）t阻 R0 的电荷量为 q t ，D 正确I 2BLdR0 r9.【 答 案 】 CD【 解 析 】 选 CD.题中导体棒向右运动切割磁感线，由右手定则可得回路中产生顺时针方向的感应

22、电流，则电阻 R 中的电流方向由 c 到 a，A 错误；对导体棒应用牛顿第二定律有 FTF 安 ma，又 F 安 B l， 再对物块应用牛顿第二定律有 mgF Tma，则联立可得：a ，则物块下BlvR g2 B2l2v2mR落的最大加速度 am ，B 错误；当 a0 时，速度最大为 vm ，C 正确；下落 h 的过程，回路g2 mgRB2l2中的面积变化量 Slh，则通过电阻 R 的电荷量 q ，D 正确R BSR BlhR10.【 答 案 】 BC【 解 析 】 选 BC.当 ab 边进入磁场时，有 EBL v0，I ，mgsin BIL，有 mgsin .ER B2L2v0R当 ab 边

23、刚越过 ff时，线框的感应电动势和电流均加倍， 则线框做减速运动，有 4mg sin 4B2L2v0R，加速度方向沿斜面向上且大小为 3gsin ，A 错误； t0 时刻线框匀速运动的速度为 v，则有mgsin ，解得 v ，B 正确；线框从进入磁场到再次做匀速运动的过程，沿斜面向下运4B2L2vR v04动距离为 L， 则由功能关系得线框中产生的焦耳热为 Q ，C 正32 3mgLsin 2 3mgLsin 2确；线框离开磁场时做加速运动，D 错误11.【 答 案 】 (1) 方向从 b 到 a (2)【 解 析 】 (1)穿过闭合线圈的磁场的面积为 S r2由题图乙可知，磁感应强度 B 的

24、变化率的大小为 ，根据法拉第电磁感应定律得：Bt B0t0En nS t Bt由闭合电路欧姆定律可知流过电阻 R1 的电流为I ER 2R再根据楞次定律可以判断，流过电阻 R1 的电流方向应由 b 到 a.(2)0 至 t1 时间内通过电阻 R1 的电荷量为qIt 1 .12.【 答 案 】 (1)25 匝 (2)0.1 T/s【 解 析 】 (1)线圈受到安培力 FN 1B0IL天平平衡 mgN 1B0IL代入数据得 N125 匝(2)由电磁感应定律得 EN 2t即 EN 2 LdBt由欧姆定律得 IER线圈受到的安培力 FN 2B0IL天平平衡 mg N B0 2Bt dL2R代入数据可得

25、0.1 T/s.Bt13.【 答 案 】 (1)6 m/s (2)1.1 m【 解 析 】 (1)ab 对框架的压力 F1m 1g框架受水平面的支持力 FNm 2gF 1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到的最大静摩擦力 F2F Nab 中的感应电动势 EBlvMN 中的电流 IER1 R2MN 受到的安培力 F 安 IlB框架开始运动时 F 安 F 2由上述各式代入数据解得 v6 m/s.(2)闭合回路中产生的总热量Q 总 QR1 R2R2由能量守恒定律，得Fx m1v2Q 总12代入数据解得 x1.1 m.14.【 答 案 】 (1)1 V (2) m/s 与水平方向成 45夹角 (3)B2b则在 04 s 时间内， Md 时离开磁场后不会第二次进入电场，即2B2 2 T.2mvdq