专题10+2017高三最新模拟汇编之电磁感应-2018年高三物理一轮总复习名师伴学 42页

专题10+2017高三最新模拟汇编之电磁感应 ‎1．（2018届吉林省长春市普通高中高三质量监测（一））‎ 如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的理想边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线位置Ⅰ开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度为。则下列说法正确的是 A. 在位置Ⅱ时线框中的电功率为 B. 此过程中回路产生的电能为 C. 在位置Ⅱ时线框的加速度为 D. 此过程中通过导线横截面的电荷量为 ‎【答案】ABD ‎2．（2018届苏州市高三物理期初调研）‎ 如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直．规定垂直纸面向里方向为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示．则 A. 从0到t2时间内，导线框中电流的方向先为adcba再为abcda B. 从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcba C. 从0到t1时间内，导线框中电流越来越小 D. 从0到t1时间内，导线框ab边受到的安培力越来越小 ‎【答案】BD ‎3．（2017吉林省吉林大学附属中学高三第七次模拟）‎ 根据实际需要，磁铁可以制造成多种形状，如图就是一根很长的光滑圆柱形磁棒，在它的侧面有均匀向外的辐射状磁场。现将磁棒竖直固定在水平地面上，磁棒外套有一个粗细均匀的圆形金属线圈，金属线圈的质量为m，半径为R，电阻为r，金属线圈所在位置的磁场的磁感应强度大小为B。让金属线圈从磁棒上端由静止释放，经一段时间后与水平地面相碰(碰前金属线圈已达最大速度)并原速率反弹，又经时间t，上升到距离地面高度为h处速度减小到零。下列说法中正确的是 A. 金属线圈与地面撞击前的速度大小 B. 撞击反弹后上升到最高处h的过程中，通过金属线圈某一截面的电荷量 C. 撞击反弹后上升到最高处h的过程中，通过金属线圈某一截面的电荷量 D. 撞击反弹后上升到最高处h的过程中，金属线圈中产生的焦耳热 ‎【答案】ABD ‎4．（2018届广东省广州市荔湾区高三综合测试（一））‎ 用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d 的均匀导体材料做成一个半径为R(r＜＜R)的圆环。圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N 极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B。圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，则 A. 此时在圆环中产生了（俯视）逆时针的感应电流 B. 此时圆环受到竖直向下的安培力作用 C. 此时圆环的加速度 D. 如果径向磁场足够深，则圆环的最大速度 ‎【答案】D ‎【解析】由题意可知，根据右手定则，右图中，环左端面电流方向垂直纸面向里，右端电流方向向外，则有（俯视）顺时针的感应电流，故A错误；根据楞次定律可知，环受到的安培力向上，阻碍环的运动，故B错误；圆环落入磁感应强度B的径向磁场中，产生的感应电动势E=Blv=B•2πRv，圆环的电阻为： ，电流为：，圆环所受的安培力大小为F=BI•2πR，由牛顿第二定律得： ，其中质量为：联立以上解得：，故C错误；当圆环做匀速运动时，安培力与重力相等速度最大，即有mg=F，可得：，解得：，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎5．（2018届湖北省部分重点中学高三7月联考）‎ 一圆环形铝质金属圈（阻值不随温度变化）放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直于金属圈平面（即垂直于纸面）向里，如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么第3s内金属圈中( )‎ A. 感应电流逐渐增大，沿逆时针方向 B. 感应电流恒定，沿顺时针方向 C. 圆环各微小段受力大小不变，方向沿半径指向圆心 D. 圆环各微小段受力逐渐增大，方向沿半径指向圆心 ‎【答案】D ‎6．（2018湖北省武汉市部分学校高三9月起点调研）‎ 如图(a)所示，在足够长的光滑的斜面上放置着金属线框，垂直于斜面方向的匀强磁场的磁感应强度B随时问的变化规律如图(b)所示（规定垂直斜面向上为正方向）。t=0时刻将线框由静止释放，在线框下滑的过程中，下列说法正确的是 A. 线框中产生大小、方向周期性变化的电流 B. MN边受到的安培力先减小后增大 C. 线框做匀加速直线运动 D. 线框中产生的焦耳热等于其机械能的损失 ‎【答案】BC ‎7．（湖北省武汉外国语学校2017高三下学期5月最后一模）‎ 在如图所示倾角为时光滑斜面上，存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场，磁场方向垂直斜面向上，磁场的宽度均为2L。一质量为m、电阻为R、边长为L正方形导体线圈，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场时，恰好做匀速直线运功（以此时开始计时），以GH处为坐标原点, 取如图坐标轴xj，并规定顺时针方向为感应电流的正方向，沿斜面向上为安培力的正方向，则关亍线框中的感应电流与线框所受安培力与GH边的位置坐标x间的以下图线中，可能正确的是(重力加速度为g) ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎8．（湖北省华中师范大学第一附属中学2017高三5月押题考试）‎ 如图所示足够长固定的平行直角金属轨道左侧倾角的1=37°右侧倾角=53°，轨道宽均为L＝0.5m．整个装置位于B＝1T匀强磁场中，磁场方向垂直于右侧轨道平面向上，金属棒ab、cd分别放在左右两侧轨道上且始终垂直于导轨，t=0时刻由静止释放两棒，同时在cd棒上施加一平行于右侧轨道的外力F，使cd开始沿右侧轨道向上做加速度a=4m/s2的匀加速运动cd棒始终没有离开右侧轨道且与轨道保持良好接触，已知ab、cd棒的质量m1=0.25kg、m2=0.1kg，两金属棒电阻分别为R1=1.5，R2=0.5Ω其余电阻不计，两棒与轨道间的动摩擦因数均为0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小，在ab棒离开左侧轨道前，下列说法中正确的是（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6)‎ A. ab棒先保持静止状态，后沿导轨下滑 B. ab棒始终保持静止状态，且对左侧轨道的压力越来越大 C. t＝2s时，ab棒所受的摩擦力大小为0.8N D. O≤t＜4s时间段内，cd棒所受外力F随时间变化的关系为F=2t＋1.68（N）‎ ‎【答案】AC ‎9．（四川省仁寿一中2017高三下第三次模拟）‎ 如图所示，边长为L的正方形单匝线框有一半水平放置在与水平方向夹角为30°的匀强磁场中，线框的左侧接入电阻R，右侧接入电容为C的电容器，其余电阻不计。若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，则在0～t1时间内 ‎ A. 电容器a板带正电 B. 电容器所带的电荷量为零 C. 线框中产生的感应电动势大小为 D. 通过电阻R的电流为 ‎【答案】C ‎【解析】穿过线框的磁通量先向上减小，后向下增大，根据楞次定律可以判断，感应电流为逆时针，b板带正电，A错误；根据法拉第电磁感应定律： ，电容器所带的电荷量： ，B错误、C正确；在0～t1‎ 时间内，感应电动势恒定，电容器所带的电荷量，没有充放电情况，通过电阻R的电流为零，D错误。‎ ‎10．（宁夏银川一中2017高三下第三次模拟）‎ 如图所示，电阻不计的导体棒AB置于光滑导轨上，处于匀强磁场区域。L1、L2为完全相同的两个灯泡，L为自感系数无穷大、直流电阻不计的自感线圈。当导体棒AB以速度v向右匀速运动且电路达到稳定时，L中电流为I，t1时刻棒AB突然在导轨上停止运动。设L中的电流为i（取向下为正），L1的电流为i1（取向右为正），L2的电流为i2（取向下为正）。下列电流随时间的变化图正确的是：‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AD L1、L2并联后与线圈L组成自感回路，L中的电流方向向下，所以流过L1的电流的方向向右，为正；而流过L2的电流的方向向上，为负；由于是L1、L2并联后与线圈L组成自感回路，所以L1、L2中的电流都是L中的电流大小的一半．由以上的分析可知，选项A正确，B错误，C错误，D正确．故选AD.‎ ‎11．（山东省日照市2017高三校际联合三模）‎ 图甲所示是电阻可忽略的足够长的光滑平行金属导轨。已知导轨的间距L=1.0m，导轨的倾角，导轨上端接的电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。阻值、质量m=0.2kg的金属棒与导轨垂直且接触良好，从导轨上端由静止开始下滑。电流传感器记录了金属棒在下滑过程中产生的电流随时间变化的规律，如图乙所示。取g=10m／s2。则 A. 磁感应强度的大小为1.0T B. 0~2.0s的时间内，通过导体棒的电荷量为2.0C C. 0~2.0s的时间内，导体棒下滑的距离为3.2m D. 0~2.0s 的时间内，电阻R产生的焦耳热为2.8J ‎【答案】AC ‎12．（吉林省吉林大学附属中学2017高三第八次模拟）‎ 如图所示，螺线管匝数n＝1 500匝，横截面积S＝20 cm2，螺线管导线电阻r＝1 Ω，电阻R＝4 Ω，磁感应强度B的B-t图象如图所示（以向右为正方向），下列说法正确的是 A. 电阻R的电流方向是从A到C B. 感应电流的大小保持不变 C. 电阻R的电压为6 V D. C点的电势为4.8 V ‎【答案】BD ‎13．（四川省龙泉中学2017高三毕业班高考考前模拟）‎ 在光滑绝缘水平面上有一有界磁场，左边界为直平面，磁感应强度B=2T，方向竖直向下，如图（1），现有一正方形线框的的右边正好与磁场边界对齐，现施加一平行于线框的水平力F，使之由静止开始进入磁场区域，水平力F随时间变化的规律如图（2）所示，已知线框质量为m=1kg，则线框进入磁场过程中，下列说法正确的是 A. 线框做变加速直线运动 B. 线框产生的焦耳热等于0.5J C. 通过线框的电量为0.5C D. 线框电阻R=4Ω ‎【答案】CD ‎【解析】线框切割磁感线，产生感应电动势e=BLv，感应电流，F安=BiL，v=at，由牛顿第二定律得F- F安=ma，代入得，由F-t图线知为线性变化，故斜率不变，B、L、R均不变，所以a不变，线框做匀加速直线运动，A错误；由图线截距知ma=0.5，得a=0.5m/s2，t=2s后拉力不变，说明线框进入磁场，磁通量不变，感应电流为零，安培力为零，因此线框边长 ‎，代入得R=4Ω，D正确；通过的电量 ‎,C正确；线框刚完全进入磁场时速度v=at=1m/s，由， ‎ ‎，图线示意图如图所示，水平力F做功为F-x所围面积，所以有能量守恒，产生的焦耳热，B错误。‎ ‎14．（湖北武汉市蔡甸区汉阳一中2017高三第四次模拟）‎ 如图所示，固定的光滑金属水平导轨间距为L，导轨电阻不计，左端接有阻值为R的电阻，导轨处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。质量为m、电阻不计的导体棒ab，在垂直导体棒的水平恒力F作用下，由静止开始运动，经过时间t，导体棒ab刚好匀速运动，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。在这个过程中，下列说法正确的是 A. 导体棒ab刚好匀速运动时的速度 B. 通过电阻的电荷量 C. 导体棒的位移 D. 电阻放出的焦耳热 ‎【答案】ACD ‎ ，选项C正确；根据能量关系，电阻放出的焦耳热，将x及v的值 代入解得，选项D正确；故选ACD. ‎ ‎15．（甘肃省甘谷县第一中学2017高三第四次实战演练）‎ 如图甲所示，正方形金属线框abcd位于竖直平面内，其质量为m，电阻为R。在线框的下方有一匀强磁场，MN和M′N′是磁场的水平边界，并与bc边平行，磁场方向垂直于纸面向外。现使金属线框从MN 上方某一高度处由静止开始下落，图乙是线圈由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象，图象中字母均为已知量．重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是 ( )‎ A. 金属线框的边长为 B. 磁场的磁感应强度为 C. 金属线框完全进入磁场后感应电流沿adcba方向 D. 金属线框在0～t4的时间内所产生的热量为 ‎【答案】ABD ‎16．（陕西省黄陵中学高新部2017高三下学期考前模拟（二））‎ 如图甲所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M、P之间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随ab与初始位置的距离x 变化的情况如图乙所示，F0已知．下列判断正确的是： ‎ ‎ ‎ A. 棒ab在ac之间的运动是匀加速直线运动 B. 棒ab在ce之间不可能一直做匀速运动 C. 棒ab在ce之间可能先做加速度减小的运动，再做匀速运动 D. 棒ab经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为 ‎【答案】AC ‎17．（辽宁省沈阳市东北育才学校2017高三第八次模拟）‎ 如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L(L＜d），质量为m，电阻为R，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则线圈穿越磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止），则以下说法中正确的是（　　）‎ A. 感应电流所做的功为2mgd B. 线圈下落的最小速度一定为 C. 线圈下落的最小速度可能为 D. 线圈进入磁场和穿出磁场的过程比较，所用的时间不一样 ‎【答案】ABC ‎ ．故B正确．线框进入磁场过程，可能先做减速运动，在完全进入磁场前可能做匀 速运动，因为完全进入磁场时的速度最小，则有： ，则最小速度可能为： ．故C正确．线圈进入磁场和出离磁场时的初速度都相同，故进入磁场和出离磁场的运动情况相同，可知进入磁场的时间与出离磁场的时间相同，选项D错误；故选ABC.‎ ‎18．（贵州省遵义航天高级中学2017高三第十一次模拟（5月））‎ 由不计电阻的导体构成的平行倾斜轨道框架，倾角为，顶端连接一个阻值为R的电阻，如图所示。轨道宽度为L，有一质量为m ‎、电阻为r的导体棒垂直横跨在轨道上，磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向下，导体棒与轨道间的动摩擦因数为。导体棒从P位置由静止释放，到达N位置时以最大速度开始做匀速运动。P、N位置间的高度差为h。据此判断下列论述中正确的是（ ）‎ A. 导体棒的最大加速度为 B. 导体棒下滑的最大速度为 C. 从P运动到N位置过程中，电阻R上产生的焦耳热 D. 从P运动到N位置过程中，通过电阻R的电荷量 ‎【答案】AD ‎19．（宁夏六盘山高级中学2017高三第四次模拟）‎ 如图1所示，变化的磁场中放置一固定的导体圆形闭合线圈，图1中所示的磁感应强度和电流的方向为设定的正方向，已知线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图2所示，则在下面可能是磁感应强度B随时间t变化的图象是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD 则电流为正值．在1.5～2s内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀减小，电流为定值，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，则电流为负值，故B正确．C 图中：0～0.5s内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀减小，电流为定值，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，则电流为负值．在0.5～1s内，磁场方向垂直纸面向里，且均匀增大，电流为定值，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，则电流为负值．故C错误．D 图中：在前0.5s内由乙图根据楞次定律可知，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的．而在0.5s-1.5s，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的．故D正确．故选BD．‎ ‎20．（2018届苏州市高三物理期初调研）‎ 如图所示，在倾角α＝30°的光滑固定斜面上，相距为d的两平行虚线MN、PQ间分布有大小为B、方向垂直斜面向下的匀强磁场．在PQ上方有一质量m、边长L（L 0。足够长的固定U型导轨和长为l的金属杆在t=0时恰好围成一边长为l的正方形回路，正方形的右半部位于磁场区域中。从t=0开始，金属杆向左做匀速运动，U型导轨受到的安培力恰好保持不变。已知U型导轨和金属杆每单位长度的电阻均为λ ，求：‎ ‎（1）t=0时感应电流的大小；‎ ‎（2）金属杆的速度。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】根据法拉第电磁感应定律求解回路中产生的感应电动势，根据闭合电路的欧姆定律求解感应电流；计算t时刻回路总电阻根据闭合电路的欧姆定律求解感应电流的大小，根据共点力的平衡条件求解。‎ ‎33．（福建省泉州市2017高三高考考前适应性模拟）‎ 如图，水平面内有一光滑金属导轨QPMN，MP边长度为d=3 m、阻值为R=1.5 Ω，且MP与 PQ垂直，与MN的夹角为135°，MN、PQ边的电阻不计。将质量m =2 kg、电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上，并与MP平行，棒与MN、PQ交点E、F间的距离L =4 m，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B =0.5 T。在外力作用下，棒由EF处以初速度v0=3 m/s向右做直线运动，运动过程中回路的电流强度始终不变。求：‎ ‎(1)棒在EF处所受的安培力的功率P；‎ ‎(2)棒由EF处向右移动距离2 m所需的时间△t；‎ ‎(3)棒由EF处向右移动2 s的过程中，外力做功W。‎ ‎【答案】（1）24W (2) 0.83s (3) 41.25J ‎（1）棒在EF处的感应电动势 电流 安培力 安培力的功率 ‎（2）棒向右移动2m的过程中回路磁通量变化量 因为电流强度始终不变，电动势也不变，由可得 ‎（3）棒由EF处向右移动2s的过程中，通过导体横截面的电量 棒扫过的面积为 ‎2s的过程棒移动了， ，解得 此时电动势不变，解得 安培力做功等于回路产生的焦耳热 根据动能动能定理，解得 ‎34．（辽宁省沈阳市东北育才学校2017高三第九次模拟）‎ 如图所示，间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成：倾斜部分与水平部分平滑相连，倾角为θ，在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻.质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上，在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场.闭合开关S，让金属杆MN从图示位置由静止释放，已知金属杆运动到水平导轨前，已达到最大速度，不计导轨电阻且金属杆始终与导轨接触良好，重力加速度为g.求：‎ ‎(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率vm；‎ ‎(2)金属杆MN在倾斜导轨上运动，速度未达到最大速度vm前，当流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中，通过定值电阻的电荷量为q，求这段时间内在定值电阻上产生的焦耳热Q；‎ ‎(3)金属杆MN在水平导轨上滑行的最大距离xm.‎ ‎【答案】(1) 　(2) (3) ‎ ‎(2)设在这段时间内，金属杆运动的位移为x，‎ 由电流的定义可得：q＝Δt ‎(3)由牛顿第二定律得：BIL＝ma 由法拉第电磁感应定律、欧姆定律可得：‎ I＝‎ 可得： v＝m vΔt＝mΔv，‎ 即xm＝mvm 得：xm＝。‎ ‎35．（江苏省镇江市2017高三三模）‎ CD、EF是水平放置的电阻可忽略的光滑水平金属导轨，两导轨距离水平地面高度为H，导轨间距为L，在水平导轨区域存在磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向上的矩形有界匀强磁场（磁场区域为CPQE），如图所示，导轨左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，弯曲的光滑轨道的上端接有一电阻R，将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上距离水平金属导轨高度h处由静止释放，导体棒最终通过磁场区域落在水平地面上距离水平导轨最右端x处.‎ 已知导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度为g，求 ‎（1）电阻R中的最大电流的大小与方向;‎ ‎（2）整个过程中，导体棒中产生的焦耳热；‎ ‎（3）若磁场区域的长度为d，求全程流过导体棒的电量.‎ ‎【答案】(1) ，方向由a到b（2） (3) ‎ ‎（1）由题意可知，导体棒刚进入磁场的瞬间速度最大，产生的感应电动势最大，感应电流最大，由机械能守恒定律有解得 由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路欧姆定律得 联立解得，方向由a到b ‎（2）由平抛运动规律解得 由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热为 即电阻产生的热量为 ‎（3）设导体棒通过磁场区域时整个回路的平均电流为，用时 则通过导体截面电量其中 综上 ‎ ‎