高考物理大一輪復習第10章電磁感應（課件試題教學案）（打包10套）.zip,高考,物理,一輪,復習,10,電磁感應,課件,試題,教學,打包 章末檢測十　電磁感應 (時間：60分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，1～5題每小題只有一個選項正確，6～8小題有多個選項符合題目要求，全選對得6分，選對但不全得3分，有選錯的得0分) 1．首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應和電磁感應現(xiàn)象的物理學家分別是(　　) A．安培和法拉第　　　 B．法拉第和楞次 C．奧斯特和安培 D．奧斯特和法拉第 解析：選D.首先發(fā)現(xiàn)電流磁效應的科學家是奧斯特；發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是法拉第，故選項D正確． 2．磁鐵在線圈中心上方開始運動時，線圈中產(chǎn)生如圖方向的感應電流，則磁鐵(　　) A．向上運動 B．向下運動 C．向左運動 D．向右運動 解析：選B.據(jù)題意，從圖示可以看出磁鐵提供的穿過線圈原磁場的磁通量方向向下，由安培定則可知線圈中感應電流激發(fā)的感應磁場方向向上，即兩個磁場的方向相反，則由楞次定律可知原磁場通過線圈的磁通量的大小在增加，故選項B正確． 3．某學校操場上有如圖所示的運動器械：兩根長金屬鏈條將一根金屬棒ab懸掛在固定的金屬架上．靜止時ab水平且沿東西方向．已知當?shù)氐牡卮艌龇较蜃阅舷虮毙毕蛳赂Q直方向成45°，現(xiàn)讓ab隨鏈條蕩起來，跟豎直方向最大偏角45°，則下列說法正確的是(　　) A．當ab棒自南向北經(jīng)過最低點時，ab中感應電流的方向是自西向東 B．當鏈條與豎直方向成45°時，回路中感應電流最大 C．當ab棒自南向北經(jīng)過最低點時，安培力的方向與水平向南的方向成45°斜向下 D．在ab棒運動過程中，不斷有磁場能轉(zhuǎn)化為電場能 解析：選C.當ab棒自南向北經(jīng)過最低點時，由右手定則知電流方向自東向西，故A錯誤；當ab運動方向與B方向垂直時感應電流最大，當鏈條偏南與豎直方向成45°時，ab運動方向(沿圓軌跡的切線方向)與磁場方向平行，此時感應電流為零，最小，故B錯誤；當ab棒自南向北經(jīng)過最低點時，由左手定則知安培力的方向與水平向南的方向成45°斜向下，C正確；在ab棒運動過程中，不斷有機械能轉(zhuǎn)化為電場能，故D錯誤． 4．如圖甲所示，線圈ABCD固定于勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向外，當磁場變化時，線圈AB邊所受安培力向右且變化規(guī)律如圖乙所示，則磁場的變化情況可能是下列選項中的(　　) 解析：選D.由題意可知，安培力的方向向右，根據(jù)左手定則，可知：感應電流的方向由B到A，再由右手定則可知，當垂直向外的磁場在增加時，會產(chǎn)生由B到A的感應電流，由法拉第電磁感應定律，結(jié)合閉合電路歐姆定律，則安培力的表達式F＝B，因安培力的大小不變，則B是定值，若磁場B增大，則減小，若磁場B減小，則增大，故D正確，A、B、C錯誤． 5．如圖所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la＝3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則(　　) A．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應電流 B．a(chǎn)、b線圈中感應電動勢之比為9∶1 C．a(chǎn)、b線圈中感應電流之比為3∶4 D．a(chǎn)、b線圈中電功率之比為3∶1 解析：選B.根據(jù)楞次定律可知，兩線圈內(nèi)均產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，選項A錯誤；因磁感應強度隨時間均勻增大，則＝k，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知E＝n＝nl2，則＝2＝，選項B正確；根據(jù)I＝＝＝＝∝l，故a、b線圈中感應電流之比為3∶1，選項C錯誤；電功率P＝IE＝·nl2＝∝l3，故a、b線圈中電功率之比為27∶1，選項D錯誤；故選B. 6．如圖所示是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機模型的原理圖．將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤；圖中a、b導線與銅盤的中軸線處在同一豎直平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流．若圖中銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應強度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時針勻速轉(zhuǎn)動銅盤的角速度為ω.則下列說法正確的是(　　) A．回路中有大小和方向周期性變化的電流 B．回路中電流大小恒定，且等于 C．回路中電流方向不變，且從b導線流進燈泡，再從a導線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤 D．若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的正弦變化的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤，燈泡中一定有電流流過 解析：選BC.據(jù)題意，當盤轉(zhuǎn)動后，由右手定則可以確定電流流向盤的中心，從b端流出到達a端，故選項A錯誤；所產(chǎn)生的電動勢大小為：E＝BLv＝BL，則產(chǎn)生的電流大小為：I＝＝，故B選項正確；根據(jù)右手定則判斷電流方向，電流為b到a，所以C正確；如果將勻強磁場改成變化的磁場，銅盤不轉(zhuǎn)動的話，沒有導體切割磁場，回路中不會產(chǎn)生感應電流，故D選項錯誤． 7．如圖所示的電路中，電感L的自感系數(shù)很大，電阻可忽略，D為理想二極管，則下列說法正確的有(　　) A．當S閉合時，L1立即變亮，L2逐漸變亮 B．當S閉合時，L1一直不亮，L2逐漸變亮 C．當S斷開時，L2立即熄滅 D．當S 斷開時，L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅 解析：選BD.當S閉合時，因二極管加上了反向電壓，故二極管截止，L1一直不亮；通過線圈的電流增加，感應電動勢阻礙電流增加，故使得L2逐漸變亮，選項B正確，A錯誤；當S斷開時，由于線圈自感電動勢阻礙電流的減小，故通過L的電流要在L2－L1－D－L之中形成新的回路，故L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅，選項C錯誤，D正確；故選B、D. 8．如圖所示，兩根光滑、足夠長的平行金屬導軌固定在水平面上．滑動變阻器接入電路的電阻值為R(最大阻值足夠大)，導軌的寬度L＝0.5 m，空間有垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度的大小B＝1 T．內(nèi)阻r＝1 Ω的金屬桿在F＝5 N的水平恒力作用下由靜止開始運動．經(jīng)過一段時間后，金屬桿的速度達到最大速度vm，不計導軌電阻，則有(　　) A．R越小，vm越大 B．金屬桿的最大速度大于或等于20 m/s C．在金屬桿達到最大速度之前，恒力F所做的功等于電路中消耗的電能 D．金屬桿達到最大速度后，金屬桿中電荷沿桿長度方向定向移動的平均速率ve與恒力F成正比 解析：選BD.當導體棒達到最大速度時滿足F＝F安；則F＝BL，解得vm＝，可知R越大，vm越大，選項A錯誤；金屬桿的最大速度vm＝＝＝20(1＋R)m/s，則金屬桿的最大速度大于或等于20 m/s，選項B正確；在金屬桿達到最大速度之前，恒力F所做的功等于電路中消耗的電能與導體棒動能增量之和，選項C錯誤；金屬桿達到最大速度后導體棒中的電流I＝，則I＝neSve，則ve＝＝，故金屬桿達到最大速度后，金屬桿中電荷沿桿長度方向定向移動的平均速率ve與恒力F成正比，選項D正確；故選B、D. 二、非選擇題(共4小題， 52分) 9．(12分)很多人喜歡到健身房騎車鍛煉，某同學根據(jù)所學知識設計了一個發(fā)電測速裝置，如圖所示．自行車后輪置于垂直車身平面向里的勻強磁場中，后輪圓形金屬盤在磁場中轉(zhuǎn)動時，可等效成一導體棒繞圓盤中心O轉(zhuǎn)動．已知磁感應強度B＝0.5 T，圓盤半徑l＝0.3 m，圓盤電阻不計．導線通過電刷分別與后輪外邊緣和圓心O相連，導線兩端a、b間接一阻值R＝10 Ω的小燈泡．后輪勻速轉(zhuǎn)動時，用電壓表測得a、b間電壓U＝0.6 V. (1)與a連接的是電壓表的正接線柱還是負接線柱？ (2)圓盤勻速轉(zhuǎn)動10分鐘，則此過程中產(chǎn)生了多少電能 ? (3)自行車車輪邊緣線速度是多少？ 解析：(1)根據(jù)右手定則，輪子邊緣點是等效電源的負極，則a點接電壓表的負接線柱 (2)根據(jù)焦耳定律Q＝t 代入數(shù)據(jù)得Q＝21.6 J (3)由U＝E＝Bl2ω得v＝lω＝8 m/s 答案：(1)負　(2)Q＝21.6 J　 (3)v＝8 m/s 10．(12分)如圖所示，平行光滑U形導軌傾斜放置，傾角θ＝30°，導軌間的距離L＝1.0 m，電阻R＝R1＝3.0 Ω，電容器電容C＝2×10－8F，導軌電阻不計，勻強磁場的方向垂直于導軌平面向上，磁感應強度B＝2.0 T，質(zhì)量m＝0.4 kg，電阻r＝1.0 Ω的金屬棒ab垂直置于導軌上，現(xiàn)用沿軌道平面且垂直于金屬棒的大小F＝5.0 N的恒力，使金屬棒ab從靜止起沿導軌向上滑行，求： (1)金屬棒ab達到勻速運動時的速度大小(g＝10 m/s2 )； (2)金屬棒ab從靜止開始到勻速運動的過程中通過電阻R1的電荷量． 解析：(1)當金屬棒勻速運動時，由力的平衡條件得：F＝mgsin 30°＋BIL求得：I＝1.5 A. 由閉合電路歐姆定律得：I＝＝ 聯(lián)立以上方程解得金屬棒勻速運動的速度大小為： v＝3 m/s. (2)當金屬棒勻速運動時，電容器兩端的電壓 U＝IR＝4.5 V 電容器極板上聚集的電荷量Q＝CU＝9×10－8 C， 所以通過R1的電荷量Q′＝Q＝9×10－8C 答案：(1)v＝3 m/s　(2)9×10－8 C 11．(12分)如圖所示，水平放置的三條光滑平行金屬導軌a，b，c，相距均為d＝1 m，導軌ac間橫跨一質(zhì)量為m＝1 kg的金屬棒MN，棒與導軌始終良好接觸．棒的總電阻r＝2 Ω，導軌的電阻忽略不計. 在導軌bc間接一電阻為R＝2 Ω的燈泡，導軌ac間接一理想電壓表．整個裝置放在磁感應強度B＝2 T勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下．現(xiàn)對棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運動，已知施加的水平外力功率恒定，經(jīng)過t＝1 s時間棒達到穩(wěn)定時速度3 m/s.試求： (1)金屬棒達到穩(wěn)定時施加水平恒力F為多大？水平外力F的功率為多少？ (2)金屬棒達到穩(wěn)定時電壓表的讀數(shù)為多少？ (3)此過程中燈泡產(chǎn)生的熱量是多少？ 解析：(1)當F＝F安時，金屬棒速度達到穩(wěn)定， 則F安＝BId I＝，聯(lián)立得F＝4 N，P＝Fv＝12 W. (2)設電壓表的讀數(shù)為U，則有U＝Bdv＋UL UL＝R，代入數(shù)據(jù)得U＝10 V. (3)設小燈泡和金屬棒產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2，根據(jù)焦耳定律得知：＝. 由功能關系得：Pt＝Q1＋Q2＋mv2，代入數(shù)據(jù)得Q1＝5 J. 答案：(1)F＝4 N　P＝12 W　 (2)U＝10 V (3)Q1＝5 J 12．(16分)如圖甲所示，斜面的傾角α＝30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長L1＝1 m，bc邊的邊長L2＝0.6 m，線框的質(zhì)量m＝1 kg，線框的電阻R＝ 0.1 Ω，線框受到沿斜面向上的恒力F的作用，已知F＝15 N，線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝.線框的邊ab∥ef∥gh，斜面的efhg區(qū)域有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t的變化情況如圖乙的B－t圖象所示，時間t是從線框由靜止開始運動起計時的．如果線框從靜止開始運動，進入磁場最初一段時間是勻速的，ef線和gh線的距離x＝5.1 m，取g＝10 m/s2.求： (1)線框進入磁場前的加速度a； (2)線框進入磁場時勻速運動的速度v； (3)在丙圖中畫出線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線過程的v－t圖象； (4)線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q. 解析：(1)線框進入磁場前，線框受到線框的重力、拉力F、斜面的支持力和斜面對線框的摩擦力作用，由牛頓第二定律：F－mgsin α－μmgcos α＝ma 得線框進入磁場前的加速度a＝5 m/s2. (2)因為線框進入磁場的最初一段時間做勻速運動，ab邊進入磁場切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢E1＝BL1v 形成的感應電流I1＝ 受到沿斜面向下的恒定的安培力F安＝BI1L1 線框受力平衡，有F＝mgsin α＋μmgcos α＋F安 此時磁感應強度必恒定不變B＝0.5 T， 代入數(shù)據(jù)解得v＝2 m/s. (3)線框abcd進入磁場前做勻加速直線運動，進入磁場前的運動時間 t1＝＝0.4 s 進入磁場過程中線框做勻速運動的時間t2＝＝0.3 s. 線框完全進入磁場后至運動到gh線，線框受力情況與進入磁場前相同，仍做勻加速直線運動，所以該階段的加速度大小仍為a＝5 m/s2，該過程有x－l2＝vt3＋at，解得t3＝1 s 線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線過程的v－t圖象如圖； (4)線框整體進入磁場后，ab邊運動到gh線的過程中，線框中有感應電流的時間 t4＝t1＋t2＋t3－0.9 s＝0.8 s E2＝＝ V＝0.25 V 此過程產(chǎn)生的焦耳熱Q2＝t4＝0.5 J. 線框勻速進入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q1＝IRt2＝3 J 線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q＝Q1＋Q2＝3.5 J 答案：(1)5 m/s2　(2)2 m/s　(3)如圖　(4)3.5 J 8