届高三物理人教版一轮复习专题模拟练习卷电磁感应.docx
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届高三物理人教版一轮复习专题模拟练习卷电磁感应
电磁感应
一、选择题(每小题6分,共48分)
1.(2019江西协作体一模,20)(多选)在水平向里、磁感应强度为B的匀强磁场中竖直放置两根间距为L的光滑金属导轨,底端接电阻R,轻弹簧上端固定,下端悬挂质量为m、电阻为r的金属棒,金属棒和导轨接触良好,导轨电阻不计。
金属棒静止时位于A处。
现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,金属棒在运动过程中始终保持水平,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g。
则下列说法正确的是( )
A.金属棒向下运动时通过R的电流方向是从右向左
B.金属棒第一次到达A处时速度最大
C.金属棒能到达的最低点在A位置下方
处
D.金属棒从释放到第一次下降到A位置的过程中,通过电阻R的电荷量为
2.(2018河南郑州外国语学校仿真模拟,18)(多选)如图所示,用一矩形薄金属板折成“
”形金属槽,放置在垂直纸面向里的匀强磁场中,并以对地的速度v1向右水平匀速运动,从槽口右侧水平向左射入质量为m,对地速度为v2的微粒,如果该微粒进入槽内能做匀速圆周运动,不考虑磁场的变化,则下列判断正确的是( )
A.该微粒一定带负电
B.该微粒一定顺时针运动
C.该微粒一定受三个恒力的作用
D.该微粒只受一个力的作用
3.(2019四川成都石室中学第二次诊断性考试,21)
(多选)如图所示,半径为2L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心,在小圆区域内存在垂直于纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场,在小圆与导轨之间的环形区域内存在垂直于纸面向外的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。
现将一长度为3L的导体棒置于磁场中,让其一端O点与圆心重合,另一端与圆形导轨良好接触。
在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻,导体棒以角速度ω沿导轨逆时针做匀速圆周运动,其他电阻不计。
下列说法正确的是( )
A.导体棒O点的电势比A点的电势低
B.在导体棒的内部电流由A点流向O点
C.在导体棒旋转一周的时间内,通过电阻r的电荷量为
D.在导体棒旋转一周的时间内,电阻r产生的焦耳热为
4.(2020届江西九江联考,5)边长为a的闭合金属正三角形框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。
现把框架匀速水平向右拉出磁场,如图所示,则下列图像与这一过程相符合的是( )
5.(2019安徽合肥一检)如图所示,一有界区域磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,磁场宽度为L;正方形导线框abcd的边长也为L,当bc边位于磁场左边缘时,线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域。
若规定逆时针方向的电流为正,则反映线框中感应电流变化规律的图像是( )
6.(2018广西南宁3月适应性测试,20)(多选)如图甲所示,一正方形单匝线框放在光滑绝缘的水平面上,在水平向右的拉力作用下从图示位置由静止开始始终向右做匀加速直线运动,线框右侧有一个垂直于水平面向下的匀强磁场区域,磁场区域足够大,线框的右边始终与磁场的边界平行,线框的质量为1kg,电阻为1Ω,整个运动过程中,拉力的大小随时间的变化如图乙所示,则( )
A.线框运动的加速度为5m/s2
B.线框刚好完全进入磁场的时刻为t=1.2s
C.线框的边长为0.55m
D.磁场的磁感应强度大小为1.1T
7.(2018湖北黄冈期末)(多选)如图所示,在光滑水平面内,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,一正方形金属线框质量为m,电阻为R,边长为L,从虚线处进入磁场时开始计时,在外力作用下,线框由静止开始,以垂直于磁场的恒定加速度a进入磁场区域,t1时刻线框全部进入磁场,规定顺时针方向为感应电流i的正方向,外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,通过导体横截面的电荷量为q,其中P-t和q-t图像均为抛物线的一部分,则这些量随时间变化的图像正确的是( )
8.(2019河北衡水中学高考模拟九)(多选)如图所示,导体棒PQ沿两平行导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形磁场区域,ac垂直于导轨且平行于导体棒,ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反,导轨和导体棒的电阻均不计,下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是(规定电流由M经R到N为正方向,安培力向左为正方向)( )
二、非选择题(共50分)
9.(11分)(2020届内蒙古包头联考,14)小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=0.50m,倾角θ=53°,导轨上端串接一个R=0.05Ω的电阻。
在导轨间长d=0.56m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0T。
质量m=4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。
CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24m。
一位健身者用恒力F=80N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。
当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)。
求
(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;
(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小;
(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。
10.(14分)(2018湖北四地七校联考)如图所示,相距L=0.5m的平行导轨MNS、PQT处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,水平导轨处的磁场方向竖直向上,光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下。
质量均为m=40g、电阻均为R=0.1Ω的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上,并与导轨接触良好,导轨电阻不计。
质量为M=200g的物体C,用绝缘细线绕过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相连接。
细线沿导轨中心线且在导轨平面内,细线及滑轮质量不计。
已知倾斜导轨与水平面的夹角θ=37°,水平导轨与ab棒间的动摩擦因数μ=0.4。
重力加速度g=10m/s2,水平导轨足够长,导体棒cd运动中始终不离开倾斜导轨。
物体C由静止释放,当它达到最大速度时下落高度h=1m,试求这一运动过程中:
(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)物体C能达到的最大速度vm是多少;
(2)系统产生的热量是多少;
(3)连接cd棒的细线对cd棒做的功是多少。
11.(12分)(2019四川教考联盟高三毕业班摸底测试,17)如图所示,两平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ,两导轨之间相距为L,两导轨M、P间接入阻值为R的电阻,导轨电阻不计。
在abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的磁感应强度为B的匀强磁场,磁场区域的长度为x1。
一根长为L、质量为m的金属棒垂直放在金属导轨上,与导轨接触良好,金属棒的电阻为r。
若将金属棒在离ab连线上端x0处自由释放,金属棒离开磁场前已经做匀速直线运动。
金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
求:
(1)金属棒离开磁场时的速度大小;
(2)金属棒从释放到离开磁场产生的焦耳热;
(3)金属棒从释放到离开磁场所用的时间。
12.(13分)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内,一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示。
整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下。
在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。
直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触。
设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略。
重力加速度大小为g。
求
(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小;
(2)外力的功率。
电磁感应
一、选择题(每小题6分,共48分
)
1.(2019江西协作体一模,20)(多选)在水平向里、磁感应强度为B的匀强磁场中竖直放置两根间距为L的光滑金属导轨,底端接电阻R,轻弹簧上端固定,下端悬挂质量为m、电阻为r的金属棒,金属棒和导轨接触良好,导轨电阻不计。
金属棒静止时位于A处。
现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,金属棒在运动过程中始终保持水平,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g。
则下列说法正确的是( )
A.金属棒向下运动时通过R的电流方向是从右向左
B.金属棒第一次到达A处时速度最大
C.金属棒能到达的最低点在A位置下方
处
D.金属棒从释放到第一次下降到A位置的过程中,通过电阻R的电荷量为
答案 AD
2.(2018河南郑州外国语学校仿真模拟,18)(多选)如图所示,用一矩形薄金属板折成“
”形金属槽,放置在垂直纸面向里的匀强磁场中,并以对地的速度v1向右水平匀速运动,从槽口右侧水平向左射入质量为m,对地速度为v2的微粒,如果该微粒进入槽内能做匀速圆周运动,不考虑磁场的变化,则下列判断正确的是( )
A.该微粒一定带负电
B.该微粒一定顺时针运动
C.该微粒一定受三个恒力的作用
D.该微粒只受一个力的作用
答案 AB
3.(2019四川成都石室中学第二次诊断性考试,21)
(多选)如图所示,半径为2L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心,在小圆区域内存在垂直于纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场,在小圆与导轨之间的环形区域内存在垂直于纸面向外的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。
现将一长度为3L的导体棒置于磁场中,让其一端O点与圆心重合,另一端与圆形导轨良好接触。
在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻,导体棒以角速度ω沿导轨逆时针做匀速圆周运动,其他电阻不计。
下列说法正确的是( )
A.导体棒O点的电势比A点的电势低
B.在导体棒的内部电流由A点流向O点
C.在导体棒旋转一周的时间内,通过电阻r的电荷量为
D.在导体棒旋转一周的时间内,电阻r产生的焦耳热为
答案 AD
4.(2020届江西九江联考,5)边长为a的闭合金属正三角形框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。
现把框架匀速水平向右拉出磁场,如图所示,则下列图像与这一过程相符合的是( )
答案 B
5.(2019安徽合肥一检)如图所示,一有界区域磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,磁场宽度为L;正方形导线框abcd的边长也为L,当bc边位于磁场左边缘时,线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域。
若规定逆时针方向的电流为正,则反映线框中感应电流变化规律的图像是( )
答案 B
6.(2018广西南宁3月适应性测试,20)(多选)如图甲所示,一正方形单匝线框放在光滑绝缘的水平面上,在水平向右的拉力作用下从图示位置由静止开始始终向右做匀加速直线运动,线框右侧有一个垂直于水平面向下的匀强磁场区域,磁场区域足够大,线框的右边始终与磁场的边界平行,线框的质量为1kg,电阻为1Ω,整个运动过程中,拉力的大小随时间的变化如图乙所示,则( )
A.线框运动的加速度为5m/s2
B.线框刚好完全进入磁场的时刻为t=1.2s
C.线框的边长为0.55m
D.磁场的磁感应强度大小为1.1T
答案 AB
7.(2018湖北黄冈期末)(多选)如图所示,在光滑水平面内,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,一正方形金属线框质量为m,电阻为R,边长为L,从虚线处进入磁场时开始计时,在外力作用下,线框由静止开始,以垂直于磁场的恒定加速度a进入磁场区域,t1时刻线框全部进入磁场,规定顺时针方向为感应电流i的正方向,外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,通过导体横截面的电荷量为q,其中P-t和q-t图像均为抛物线的一部分,则这些量随时间变化的图像正确的是( )
答案 CD
8.(2019河北衡水中学高考模拟九)(多选)如图所示,导体棒PQ沿两平行导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形磁场区域,ac垂直于导轨且平行于导体棒,ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反,导轨和导体棒的电阻均不计,下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是(规定电流由M经R到N为正方向,安培力向左为正方向)( )
答案 AC
二、非选择题(共50分)
9.(11分)(2020届内蒙古包头联考,14)小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=0.50m,倾角θ=53°,导轨上端串接一个R=0.05Ω的电阻。
在导轨间长d=0.56m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0T。
质量m=4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。
CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24m。
一位健身者用恒力F=80N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。
当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)。
求
(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;
(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小;
(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。
答案
(1)2.4m/s
(2)48N (3)64J 26.88J
10.(14分)(2018湖北四地七校联考)如图所示,相距L=0.5m的平行导轨MNS、PQT处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,水平导轨处的磁场方向竖直向上,光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下。
质量均为m=40g、电阻均为R=0.1Ω的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上,并与导轨接触良好,导轨电阻不计。
质量为M=200g的物体C,用绝缘细线绕过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相连接。
细线沿导轨中心线且在导轨平面内,细线及滑轮质量不计。
已知倾斜导轨与水平面的夹角θ=37°,水平导轨与ab棒间的动摩擦因数μ=0.4。
重力加速度g=10m/s2,水平导轨足够长,导体棒cd运动中始终不离开倾斜导轨。
物体C由静止释放,当它达到最大速度时下落高度h=1m,试求这一运动过程中:
(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)物体C能达到的最大速度vm是多少;
(2)系统产生的热量是多少;
(3)连接cd棒的细线对cd棒做的功是多少。
答案
(1)2m/s
(2)1.2J (3)0.84J
11.(12分)(2019四川教考联盟高三毕业班摸底测试,17)如图所示,两平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ,两导轨之间相距为L,两导轨M、P间接入阻值为R的电阻,导轨电阻不计。
在abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的磁感应强度为B的匀强磁场,磁场区域的长度为x1。
一根长为L、质量为m的金属棒垂直放在金属导轨上,与导轨接触良好,金属棒的电阻为r。
若将金属棒在离ab连线上端x0处自由释放,金属棒离开磁场前已经做匀速直线运动。
金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
求:
(1)金属棒离开磁场时的速度大小;
(2)金属棒从释放到离开磁场产生的焦耳热;
(3)金属棒从释放到离开磁场所用的时间。
答案
(1)
(2)
[mg(x0+x1)(sinθ-μcosθ)-
]
(3)
+
12.(13分)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内,一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示。
整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下。
在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。
直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触。
设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略。
重力加速度大小为g。
求
(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小;
(2)外力的功率。
答案
(1)方向:
由C端到D端
(2)
μmgωr+
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