第十一单元 电磁感应 B卷 教师版

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单元训练金卷·高三·物理(B)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、 (本题共10小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)

1. 下列没有利用涡流的是( ) A. 金属探测器

B. 变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯

C. 用来冶炼合金钢的真空冶炼炉

D. 磁电式仪表的线圈用铝框做骨架 【答案】B

2．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，L 1、L 2和L 3是3个完全相同的灯泡，E 是内阻不计的电源。在t ＝0时刻，闭合开关S ，电路稳定后在t 1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过L 1、L 2的电流方向为正方向，分别用I 1、I 2表示流过L 1和L 2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( )

【答案】C

3. 图甲是法拉第于1831年发明的人类历史上第一台发电机——圆盘发电机，图乙为其示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，磁感线垂直穿过铜盘；两块铜片M 、N 分别与铜轴和铜盘边缘接触，匀速转动铜盘，电阻R 就有电流通过.则下列说法正确的是( )

A. 回路中恒定电流的大小与铜盘转速无关

B. 回路中有大小和方向都做周期性变化的涡流

C. 回路中电流方向不变，从M 经导线流进电阻R ，再从N 流向铜盘

D. 铜盘绕铜轴转动时，沿半径方向上的金属“条”切割磁感线，产生电动势

【答案】D

4. 如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x 轴上且长为2L ，

高为L ，纸面内一边长为L 的正方形导线框沿x 轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t ＝0时刻恰好位于如图所示的位置，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下面四幅图中能够正确表示导线框中的电流－位移(I －x )关系的是( )

【答案】B

【解析】位移在0～L 过程，磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值，I ＝Blv R ，l ＝x ，则I ＝Bv

R x ；位移在L ～2L 过程，磁通量先增大后减小，由楞次定律判断感应电流方向

先为顺时针方向，为正值，后为逆时针方向，为负值；位移在2L ～3L 过程，磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值，I ＝Bv

R

(3L －x )，故选项B 正确。

5. 如图甲，光滑平行且足够长的金属导轨ab 、cd 所在平面与水平面成θ角，b 、c 两端接有阻值为R 的定值电阻。阻值为r 的金属棒PQ 垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。从t ＝0时刻开始，棒受到一个平行于导轨向上的外力F 作用，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直且接触良好，通过R 的感应电流I 随时间t 变化的图象如图乙所示。下面分别给出了穿过回路PQcb 的磁通量Φ、磁通量的变化率ΔΦ

Δt 、电阻R 两端的电势差U 和通过棒上某横截面的电荷量q 随运动时间t 变化的图象，其中

正确的是( )

【答案】B

【解析】由于产生的感应电动势是逐渐增大的，而图象A 描述磁通量与时间关系中斜率不变，产生的感应电动势不变，A 错误；回路中的感应电动势为：E ＝ΔΦΔt ，感应电流为I ＝E R ＋r ＝ΔΦ

R ＋r Δt ，

由题图乙可知：I ＝kt ，故有：ΔΦ

Δt ＝k (R ＋r )t ，所以图象B 正确；I 均匀增大，电阻R 两端的电势差U

＝IR ＝ktR ，则知U 与时间t 成正比，C 错误；通过金属棒某横截面的电荷量为：q ＝I t ＝1

2kt 2，故有

q －t 图象为抛物线，并非过原点的直线，D 错误。

6. 如图，在光滑水平桌面上有一边长为L 、电阻为R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d (d ＞L )的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t ＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v -t 图像中，能正确描述上述过程的是( )

【答案】D

【解析】导体切割磁感线时产生感应电流，同时产生安培力阻碍导体运动，利用法拉第电磁感应定律、安培力公式及牛顿第二定律可确定线框在磁场中的运动特点。线框进入和离开磁场时，安

此卷只装订不密封

班级 姓名 准考证号 考场号 座位号

培力的作用都是阻碍线框运动，使线框速度减小，由E ＝BLv 、I ＝E

R 及F ＝BIL ＝ma 可知安培力减小，

加速度减小，当线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量不再变化，不产生感应电流，不再产生安培力，线框做匀速直线运动，故选项D 正确。

7. 如图，两平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab 、cd 与导轨垂直构成闭合回路，且两棒都可沿导轨无摩擦滑动.用与导轨平行的水平恒力F 向右拉cd 棒，经过足够长时间以后( )

A. 两棒间的距离保持不变

B. 两棒都做匀速直线运动

C. 两棒都做匀加速直线运动

D. ab 棒中的电流方向由b 流向a 【答案】CD

8. 如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F 作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F 做功W F ，磁场力对导体棒做功W 1，磁铁克服磁场力做功W 2，重力对磁铁做功W G ，回路中产生的焦耳热为Q ，导体棒获得的动能为E k 。则( )

A ．W 1＝Q

B ．W 2－W 1＝Q

C ．W 1＝E k

D ．W F ＋W G ＝

E k ＋Q

【答案】BCD

【解析】由能量守恒定律可知：磁铁克服磁场力做功W 2，等于回路的电能，电能一部分转化为内能，另一部分转化为导体棒的机械能，所以W 2－ W 1＝Q ，故A 错误，B 正确；以导体棒为对象，由动能定理可知，磁场力对导体棒做功W 1＝E k ，故C 正确；外力对磁铁做功与重力对磁铁做功之和为回路中的电能，也等于焦耳热和导体棒的动能，故D 正确。

9．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c

B ．物块下落的最大加速度为g

C ．若h 足够大，物块下落的最大速度为mgR

B 2l

2

D ．通过电阻R 的电荷量为Blh

R

【答案】CD

【解析】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F T －F 安＝ma ，又F 安＝B

Blv

R l ，再对物块应用牛顿第二定律有mg －F T ＝ma ，则联立可得：a ＝g 2－B 2l 2v

2mR ，则物块下落的最大加速

度a m ＝g 2，B 错误；当a ＝0时，速度最大为v m ＝mgR

B 2l 2，

C 正确；下落h 的过程，回路中的面积变化

量ΔS ＝lh ，则通过电阻R 的电荷量q ＝ΔΦR ＝B ΔS R ＝Blh

R

，D 正确。

10. 如图所示，abcd 为一矩形金属线框，其中ab ＝cd ＝L ，ab 边接有定值电阻R ，cd 边的质量为m ，其他部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来。线框下方处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。初始时刻，使两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度v 0，当cd 边第一次运动至最下端的过程中，R 产生的电热为Q ，此过程及以后的运动过程中ab 边未进入磁场、cd 边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g ，下列说法中正确的是( )

A ．初始时刻cd 边所受安培力的大小为

B 2L 2v 0

R －mg

B ．线框中产生的最大感应电流可能为BLv 0

R

C ．在cd 边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于1

2mv 02－Q

D ．在cd 边反复运动过程中，R 中产生的电热最多为1

2mv 02

【答案】BC

【解析】初始时刻，cd 边速度为v 0，若此时所受重力不大于安培力，则产生的感应电动势最大，为E ＝BLv 0，感应电流I ＝E R ＝BLv 0R ，cd 边所受安培力的大小F ＝BIL ＝B 2L 2v 0

R ，A 错误，B 正确。由

能量守恒定律，1

2mv 02＋mgh ＝Q ＋E p ，cd 边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总

量为E p ＝12mv 02－Q ＋mgh ，大于1

2mv 02－Q ，C 正确。cd 边最后静止在初始位置下方，重力做的功大

于克服弹簧弹力做的功；由能量守恒定律可知，导体棒的动能和减少的重力势能转化为焦耳热及弹簧的弹性势能，因减小的重力势能大于增加的弹性势能，所以热量应大于1

2

mv 02，故D 错误。

二、(本题共4小题，共50分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。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)