高考物理总复习 第十章 电磁感综合检测

避躲市安闲阳光实验学校电磁感应综合检测

(时间:90分钟满分:100分)

一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一个选项正确,第8～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得

0分)

1.如图所示,在条形磁铁的位置的正上方水平固定一铜质圆环,不计空气阻力,以下判断正确的是( B )

A.释放圆环,环下落时产生感应电流

B.释放圆环,环下落时无感应电流

C.释放圆环,环下落时环的机械能不守恒

D.以上说法都不正确

解析:圆环竖直向下运动时,通过圆环的磁通量始终为零,不产生感应电流,故A,D错误,B正确;由于没有感应电流,没有安培力做功,只有重力做功,故环的机械能守恒,故C错误.

2.如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域,线圈全部进入匀强磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场区域宽度大于线圈宽度,则( C )

A.线圈恰好在完全离开磁场时停下

B.线圈在未完全离开磁场时即已停下

C.线圈能通过场区不会停下

D.线圈在磁场中某个位置停下解析:线圈进入或出磁场,安培力做负功,则出磁场时的速度小于进磁场时的速度,所受的安培力小于进磁场时所受的安培力,根据动能定理,出磁场时动能的变化量小于进磁场时动能的变化量,而进磁场时其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,由于出磁场后,动能不为零,线圈将继续运动,故C正确,A,B,D错误.

3.如图所示,三个灯泡L1,L2,L3的电阻关系为R1<R2<R3,电感线圈L的电阻可忽略,D为理想二极管,开关S从闭合状态突然断开时,下列判断正确的是( B )

A.L1逐渐变暗,L2,L3均先变亮,然后逐渐变暗

B.L1逐渐变暗,L2立即熄灭,L3先变亮,然后逐渐变暗

C.L1立即熄灭,L2,L3均逐渐变暗

D.L1,L2,L3均先变亮,然后逐渐变暗

解析:开关S处于闭合状态时,由于R1<R2<R3,则I1>I2>I3,开关S从闭合状态突然断开时,L产生自感电动势,由于二极管的反向截止作用,L2立即熄灭,电感线圈、L1,L3组成闭合回路,L1逐渐变暗,通过L3的电流由I3变为I1,再逐渐减小,故L3

先变亮,然后逐渐变暗,选项B正确.

4.《大众科学》月刊网站报道,明尼苏达大学的研究人员发现,一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能.具体而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示.A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径.现对A进行加热,则( D )

A.B中将产生逆时针方向的电流

B.B中将产生顺时针方向的电流

C.B线圈有收缩的趋势

D.B线圈有扩张的趋势

解析:合金材料加热后,合金材料成为磁体,通过线圈B的磁通量增大,由楞次定律可知线圈只有扩张,才能阻碍磁通量的变化,C错误,D正确;由于不知道极性,无法判断感应电流的方向,A,B错误.

5.有一个匀强磁场边界是EF,在EF右侧无磁场,左侧是匀强磁场区域,如图(甲)所示.现有一个闭合的金属线框以恒定速度从EF右侧水平进入匀强磁场区域.线框中的电流随时间变化的i t图像如图(乙)所示,则可能的线框是下列四个选项中的( A )

解析:由题图(乙)可知,电流先是均匀增加,后均匀减小,又i==∝l,所以金属线框切割磁感线的有效长度应先是均匀增加,后均匀减小,A项符合;B项线框中间部分进入磁场后切割磁感线的有效长度不变;C项切割磁感线的有效长度不变;D项切割磁感线的有效长度不是均匀地增加和减小.

6.如图,固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd,eg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好,在两根导轨的端点d,e之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的恒力F作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动,滑动中杆ab始终垂直于导轨,金属杆受到的安培力用F 安表示,则下列说法正确的是( C )

A.金属杆ab做匀加速直线运动

B.金属杆ab运动过程回路中有顺时针方向的电流

C.金属杆ab所受到的F安先不断增大,后保持不变

D.金属杆ab克服安培力做功的功率与时间的平方成正比解析:对金属杆根据牛顿第二定律得F-F安=ma,即F-=ma,由于速度变化,故加速度发生变化,故金属杆不是匀变速直线运动,故选项A错误;根据楞次定律可以知道,金属杆ab运动过程回路中有逆时针方向的电流,故选项B错误;由F

安=可知,当速度增大时,则安培力增大,当金属杆最后做匀速运动时,安培力不变,故选项C正确;金属杆中感应电流的瞬时功率P=I2R=()2R=,由于速度与时间不成正比,故选项D错误.

7.如图(甲)所示,电路的左侧是一个电容为C的电容器,电路的右侧是一个单匝环形导体,环形导体所围的面积为S,在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小随时间变化的规律如图(乙)所示.则在0～t0时间内电容器( A )

A. 上极板带正电,所带电荷量为

B. 上极板带正电,所带电荷量为

C. 上极板带负电,所带电荷量为

D. 上极板带负电,所带电荷量为

解析:根据法拉第电磁感应定律,电动势E=,电容器两端的电压等于电

源的电动势,所以电容器所带的电荷量Q=CU=,根据楞次定律,在环形导体中产生的感应电动势的方向为逆时针方向,所以电容器的上极板带正电,故A正确,B,C,D错误.

8.如图所示,光滑导轨倾斜放置,下端连一灯泡,匀强磁场垂直于导轨平面,当金

属棒ab(电阻不计)沿导轨下滑达到稳定状态时,灯泡的电功率为P,导轨和导线电阻不计.要使灯泡在金属棒稳定运动状态下的电功率为2P,则下面选项中符合条件的是( AC )

A.将导轨间距变为原来的

B.换一电阻值减半的灯泡

C.换一质量为原来倍的金属棒

D.将磁场磁感应强度B 变为原来的倍

解析:当ab棒下滑到稳定状态时,有mgsin θ=F安,电动势为E=BLv,安培力为F 安=,即mgsin θ=,由能量守恒定律得,灯泡的功率为P==,将导轨间距变为原来的倍,P变为原来的2倍,故A正确;换一个电阻为原来一半的灯泡,P 变为原来的,故B错误;当换一根质量为原来倍的金属棒时,P变为原来的2倍,故C正确;当把磁感应强度B 增为原来的倍,P 变为原来的,故D错误.

9.如图所示,在匀强磁场的上方有一半径为R、质量为m的导体圆环,圆环的圆心距离匀强磁场上边界的距离为h.将圆环由静止释放,圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间,速度均为v.已知圆环的电阻为r,匀强磁场的磁感应强度大小为B,重力加速度为g.下列说法正确的是( AD )

A.圆环进入磁场的过程中,圆环的右端电势高

B.圆环进入磁场的过程做的是匀速直线运动

C.圆环进入磁场的过程中,通过导体某个横截面的电荷量为

D.圆环进入磁场的过程中,电阻产生的热量为2mgR

解析:根据楞次定律可判断电流为逆时针,等效电源内部电流由低电势流向高电势,选项A正确;圆环进入磁场的过程中,切割磁感线的有效长度不同,受到的安培力大小不同,不能做匀速直线运动,选项B错误;圆环进入磁场的过程中,通过导体某个横截面的电荷量Q==,选项C错误;根据功能关系,圆环进入磁场的过程中,电阻产生的热量等于机械能的减小量,大小为2mgR,选项D正确.

10. 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁场的方向与导线框所在的平面垂直,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示,规定垂直纸面向里为磁场正方向,顺时针方向为感应电流正方向,水平向右为ad边所受安培力F的正方向.下列图像正确的是( BD )

解析:线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率.由图可知,0～1 s 时间内,B增大,Φ增大,感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外),由右手定则知感应电流是逆时针的,因而是负值,因磁场均匀变化,所以产生的感应电流恒定,故A错误,B正确;0～1 s时间内,ad边感应电流是向下的,ad边所受的安培力F=BIL,根据左手定则得安培力方向向右为正值,由于B 随时间均匀增大,I不变,所以安培力F随时间t均匀增大,故C错误,D正确. 11.某同学在实验室里做如下实验,光滑竖直金属导轨(电阻不计)上端接有电阻R,下端开口,所在区域有垂直纸面向里的匀强磁场,一个矩形导体框(电阻不计)和光滑金属导轨在整个运动中始终保持良好接触,矩形导体框的宽度大于两个导轨的间距,一弹簧下端固定在水平面上,弹簧涂有绝缘漆,弹簧和导体框接触