单元检测(10) 电磁感应-【名校有约】2025年新高考新教材物理一轮单元强化检测示范卷

单元检测(士) 电磁感应 A卷 高频考点练清卷 考点一 感应电流的产生条件 1.(2024·四川省绵阳市高三模拟)如图所示,线圈M与电源E、开关S、滑动变阻器R.相连,线圈N与灵 敏电流计G、滑动变阻器R。相连,线圈M与线圈N绕在同一铁芯上.在下列情况中,线圈N中没有感 应电流产生的是 C A.开关S闭合瞬间 B.开关S闭合稳定后,向右匀速移动R;的滑片 C.开关S闭合稳定后,向右加速移动R1的滑片 D.开关S断开稳定后,向右加速移动R。的滑片 2.(2024·江苏省泰州中学模拟)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”,如图所 在环 铁 示,她把带有铁芯的线圈L直立在水平桌面上,并将其与开关S和电源用导线连接 起来后,把一错制套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环,闭合开关S的瞬间,套环 _ 立刻向上跳起,若铁芯足够长,则 ) A.若保持开关闭合,套环的位置会不断升高 B.若保持开关闭合,套环最终会停留在某一高度上 C.若保持开关闭合,套环跳起到某一高度后将回落 D.套环处于静止后再断开开关,则套环将重新向上跳起 考点二 楞次定律的应用 3.(2023·海南卷)汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd. 埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时 A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上 B.汽车进人线圈1过程产生感应电流方向为abcd C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同 线圈 4.(2024·绍兴二模)如图所示,右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质 小灯泡磁铁 弹赞 弹策相连,弹策一端固定在竖直墙面上,当弹策处于原长时,磁铁的中心恰好是接 有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心.用力将磁铁向右拉到某一位置,撤去作 #000s N 用力后磁铁穿过线圈来回振动,有关这个振动过程,以下说法正确的是( A.灯泡的亮暗不会发生变化 B.磁铁接近线圈时,线圈对磁铁产生排斥力 C.从左往右看线圈中的电流一直沿逆时针方向 D.若忽略摩擦力和空气阻力,磁铁振动的幅度不会减小 考点三 法拉第电磁感应定律的简单应用 5.(2023·江苏卷)如图所示,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,OC导 体棒的O端位于圆心,棒的中点A位于磁场区域的边缘,现使导体棒绕O 点在纸面内逆时针转动,O、A、C点电势分别为o、A、cc,则 xx ( A.o>c B.c>A C.o-A D.o-A-A-c 6.(2023·湖北卷)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯,其天线类似一个压平 天线 的线圈,线圈尺寸从内到外逐渐变大.如图所示,一正方形NFC线圈共3匝,其边长分别 为1.0cm、1.2cm和1.4cm,图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘,若匀强磁场 垂直通过此线圈,磁感应强度变化率为10}Ts,则线圈产生的感应电动势最接近 B.0.44V A.0.30V C.0.59V D.4.3V 73 考点四 电磁感应中的电路问题 7.(2024·西城区一模)如图1所示,100匝的线圈(图中只画了 twh 2匝)两端A、B与一个R一40Q的电阻相连.线圈内有指向 0.08 纸内方向的磁场,线圈中的磁通量按图2所示规律变化,已 0.04 知线圈的电阻是10Q,则 ( A.线圈内感应电流的磁场方向为指向纸外 图1 图2 B.A点电势比B点电势高 C.A、B两点间的电势差为20V D.0.2s内电路产生的电能为1.6J 8.(2023·6月浙江卷)如图所示,质量为M、电阻为R、长为L的导体棒,通过两根长 均为/、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上,固定点间距也为L.细杆通过 开关S可与直流电源E。或理想二极管串接,在导体棒所在空间存在磁感应强度方 向竖直向上、大小为B的匀强磁场,不计空气阻力和其它电阻,开关S接1,当导体 固定点 动完成一次振动的过程中 名 C.从左向右运动时,最大摆角小于” D.棒两次过最低点时感应电动势大小相等 考点五 电磁感应中的图像问题 9.(2023·辽宁卷)如图,空间中存在水平向右的匀强磁场,一导体棒绕固定的竖直轴OP在磁场中匀速转 动,且始终平行于OP.导体棒两端的电势差a随时间.变化的图像可能正确的是 ) 图(a) 图) 00###### C 10.(2024·山东省荷泽市二模)在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行 粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN.现从.一0时刻起,金属棒中的电 流与时间成正比,即I一(其中为常量),方向如图所示,金属棒与导轨始终 垂直且接触良好,下列关于棒的速度v、加速度a随时间/变化的关系图像,可 能正确的是 74 考点六 电磁感应中的动力学问题 11.(多选)(2023·山东卷)足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上,宽为1m,电阻不计,质量为 1kg、长为1m、电阻为1O的导体棒MN放置在导轨上,与导轨形成矩形回路并始终接触良好,I和IlI 区域内分别存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度分别为B;和B。,其中B一2T,方向向下,用不可伸 长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为0.1kg的重物相连,绳与CD垂直且平行于桌 面,如图所示,某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域I和II并做匀速直线运动,MN、CD与磁场边界 平行,MN的速度v一2m/s.CD的速度为v2且v2>v,MN和导轨间的动摩擦因数为0.2.重力加速 ( 度大小取10m/s2,下列说法正确的是 ) A.B:的方向向上 B.B:的方向向下 C.-5m/s D.v-3m/s 12.(2024·安微省江名校联盟模拟)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导 轨间距为0.5m,导轨所在平面与水平面成37*角,其上端接一电阻为1Q的小 灯泡,匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为0.8T,质量为 0.2kg接入电路的电阻为1O的金属棒放在两导轨上,与导轨间的动摩擦因数 为0.5.已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触,导轨电阻不计,重力加速 度g取10m/s{},sin37{}一0.6.将金属棒ab由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后 A.金属棒a运动速度大小为5m/s B.金属棒a6产生的感应电动势为4V C.电路中的电流为2A D.小灯泡消耗的电功率为2W 考点七 电磁感应中的能量问题 13.(2024·秦皇岛一模)如图所示,有两根电阻不计、竖直固定的光滑金属导轨(足够长). 其间距为d,上端接一阻值为R的电阴,水平虚线CD(足够高)下方区域存在磁感应强 度大小为B、方向水平向里的匀强磁场,现将一电阻为R、长度为(的导体棒从虚线 CD上方q处由静止释放,导体棒下落时间t、通过虚线CD时恰好开始匀速进入磁 场,此时立即对导体棒施加一个与导体棒所受重力大小相等、方向竖直向上的恒定拉 力,已知重力加速度大小为g,导体棒始终与导轨垂直,并接触良好,不计空气阻力,下 Ixxx ( 列说法正确的是 ) A.导体棒到达虚线CD时的速度大小为2g B.导体棒开始下落时距虚线CD的高度为g B?2d2{2 D.导体棒从虚线CD运动到最低点的过程中,导体棒上产生的焦耳热为 8R 14.(2023·新课标卷)一边长为L、质量为的正方形金属细框,每边电阻为R。,置于光 1_-2→ 滑的绝缘水平桌面(纸面)上.宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场,磁 1.B。 _过误红 感应强度大小为B,两虚线为磁场边界,如图(a)所示 (1)使金属框以一定的初速度向右运动,进入磁场,运动过程中金属框的左、右边框始 终与磁场边界平行,金属框完全穿过磁场区域后,速度大小降为它初速度的一半,求金 图(:) 属框的初速度大小 75 (2)在桌面上固定两条光滑长直金属导轨,导轨与磁场边界垂直,左端连接电阻R一2R。,导轨电阻可 忽略,金属框置于导轨上,如图(b)所示.让金属框以与(1)中相同的初速度向右运动,进入磁场,运动过 程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好,求在金属框整个运动过程中,电阻R,产生的热量 1..B. 1,. .。.. ,... 图(b) 考点 自感、涡流 15.(2023·全国乙卷)一学生小组在探究电磁感应现象时,进行了如下比较实验,用图(a)所示的缠绕方 式,将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属错管上,漆包线的两端与电流传感器接通,两 管皆竖直放置,将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放,在管内下落至管的下端,实验中电流传 感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间/的变化分别如图(b)和图(c)所示,分析可知 :一强磁体 7 #### 出流传感器 图th) 图() 图(e) A.图(c)是用玻璃管获得的图像 B.在铭管中下落,小磁体做匀变速运动 C.在玻璃管中下落,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D.用错管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 16.(2023·北京卷)如图所示,L是自感系数很大、电阻很小的线圈,P、Q是两个相同的小灯泡,开始时,开 关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关 C ) A.P与Q同时熄灭 B.P比Q先熄灭 C.Q闪亮后再熄灭 D.P闪亮后再熄灭 76 单元检测(十) 电磁感应 B卷 高考能力评价卷 (满分:100分时间:75分钟) 一、单项选择题;本题共8小题,每小题4分,共32 大小为的初速度,线框穿过磁场后的速度大小 分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题 为{}则下列分析正确的是 ( ) 日要求. 1.(2024·上海松江统考二模)如 A.线框进入磁场过程中产生顺时针方向的感应电流 BL0o. 图,长直导线MN置于三角形 B.线框刚进入磁场时产生的感应电流为 R 金属线框ABC上,两者彼此绝 缘,线框被导线分成面积相等 C.线框进入磁场和穿出磁场的过程均做匀减速运动 的两部分,导线通入由M到N 的电流,当电流增大时,关于线 5.(2024·温州二模)如图所示,空 框的判断正确的是 ) 间分布着方向垂直纸面向里的有 A.磁通量的变化量为零 界匀强磁场,EF是其右边界,半 0 B.受到向右的安培力 径为,的单匝圆形金属线圈垂直 C.产生顺时针方向的感应电流 于磁场放置,线圈的圆心O在EF D.两侧均有收缩的趋势 上;另有一根长为2,的导体杆与 2.(2024·金山区二模)如图,某教室墙 EF重合,杆两端点a、6通过电刷与圆形线罔连 上有一朝南的钢窗,将钢窗右侧向外 接,线圈和导体杆单位长度电阻相同,情况1:导 打开,以推窗人的视角来看,窗框中 体直杆不动,线框绕EF轴匀速转动,转动方向 产生 ( 如图所示;情况2:线圈不动,导体杆绕O点在纸 A.顺时针电流,且有收缩趋势 面内顺时针匀速转动,两情况均从图示位置开始 B.顺时针电流,且有扩张趋势 计时,关于导体杆ab两端点的电压U。情况,下 C.逆时针电流,且有收缩趋势 列说法正确的是 D.逆时针电流,且有扩张趋势 。 t 3.(2022·河北卷)将一根绝缘硬· 质细导线顺次绕成如图所示的 线圈,其中大圆面积为S,小圆 甲 面积均为S。,垂直线圈平面方 乙 向有一随时间/变化的磁场,磁。 感应强度大小B一B十t,B。和 均为常量、则 线圈中总的感应电动势大小为 ( ) A.S B.5kS2 C.k(S-5S) D.(S.+5S。) 丙 4.(2024·山东模拟)如图所 A.情况1产生的U。一/图像为图甲,情况2产 示,等腰直角三角形金属线框 生的U一图像为图丙 abc放在光滑绝缘水平桌面 B.情况1产生的U一7图像为图乙,情况2产 上,直角边长为L,线框的总电 生的U一7图像为图丁 阻为R,质量为m,有界匀强磁 C.情况1产生的U一1图像为图甲,情况2产 场垂直于水平桌面向下,磁感应强度大小为B,碎 生的U一7图像为图丁 场边界MN、PQ间距大于L,开始时ab边与磁场边 D.情况1产生的U一7图像为图乙,情况2产 界MN平行,给金属线框一个方向垂直MN向右 生的U一7图像为图丙 77 6.(2024·威海二模)将一根质 内,圆环对桌面的压力大于ng 量m=1kg、电阻R-100的 长导线绕制成匝数n一200、 N. D. 边长/一20cm的正方形线 二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24 圈,然后用绝缘线将线圈是 分.在每小题给出的四个选项中,每题有多项符合 挂起来,如图所示,线圈接在 题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3 恒定电压U一4V的直流电源上(图中未画出), 分,有选错的得0分. 线圈中产生逆时针方向的电流.M、N为线圈竖 9.(2024·河北一模)在农村,背负式喷雾器是防治 直边的中点,在MN下方有垂直纸面向里的匀 病虫害不可缺少的重要农具,其主要由压缩空气 强磁场,磁感应强度随时间变化的规律为B 0.25t(T),重力加速度g=10ms{,则绝缘线上 装置、橡胶连接管、喷管和喷嘴等组成,给作物喷 拉力等于零的时刻为 酒农药的情景如图甲所示,摆动喷管,可将药液 ) A.2s B.2.5s 均匀喷洒在作物上,一款喷雾器的喷管和喷嘴均 由金属制成,喷管摆动过程可简化为图乙所示, C. D.500s 设ab为喷管,b端有喷嘴,总长为L.某次摆动 7.(2023·北京卷)如图所示,光滑水平面上的正方 时,喷管恰好绕ba延长线上的O点以角速度 形导线框,以某一初速度进入竖直向下的匀强磁 在纸面内沿逆时针方向匀速摆动,目始终处干垂 场并最终完全穿出.线框的边长小于磁场宽度 直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中,若 下列说法正确的是 ) L ) 金属嘴 金属喷管 A.线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向 甲 乙 B.线框出磁场的过程中做匀减速直线运动 A.a端电势高 C.线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等 B.端电势高 D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的 C.a、两端的电势差为BL2。 电荷量相等 8.(2024·福建省龙岩市永定区模拟)如图甲所示。 D.a、两端的电势差为BL2} 线管竖直置干靠近水平桌面的上方,质量为” 10.(2024·荆州二模)如图所示,铁芯 的闭合金属圆环平放在桌面上,蝶线管的中轴线 上有两个线圈A和B,线圈A跟 电源相连,LED(发光二极管,具有 与圆环相交,现在蝶线管中通入如图乙所示的正 ###7) 弦交变电流,规定图甲中标出的电流方向为正方 单向导电性)M和N并联后接线 ) 向,圆环始终静止,下列说法正确的是 圈B两端,图中所有元件均正常, 则 A.S闭合瞬间,A中有感应电动势 B.S断开瞬间,A中没有感应电动势 C.S闭合瞬间,M亮一下,N不亮 D.S断开瞬间,M和N二者均不亮 乙 11.(2024·湖北宜昌重点高中质检)近年来,无线 门拎逐渐流行,图甲为某款无线门拎按纽,其 为顺时针 “自发电”原理如图乙所示,按下门拎按钗过程 磁铁靠近蝶线管,松开门拎按纽磁铁远离蝶线 管回归原位置,下列说法正确的是 ( 78 度为2d,PQ的质量是MN的2倍,初始时刻两 棒静止,两棒中点之间连接一压缩量为L的轻 线管 s 质绝缘弹策,释放弹策,两棒在各自磁场中运动 松开按 直至停正,弹等始终在弹性限度内,整个过程中 2 ■_ 两棒保持与导轨垂直并接触良好,导轨足够长 甲 且电阻不计,下列说法正确的是 ( ) A.按下按纽过程,蝶线管上的导线Q端电势 “ 较高 B.松开按钗过程,蝶线管上的导线P端电势 较低 C.按住按纽不动,蝶线管上的导线两端PQ间 A.弹策伸展过程中、回路中产生顺时针方向的 没有电势差 电流 D.按下和松开按纽过程,蝶线管产生的感应电 B. PQ速率为v时,MN所受安培力大小 动势大小一定相等 1_ 12.(2023·辽宁卷)如图,两根光滑平行金属导轨 固定在绝缘水平面上,左、右两侧导轨间距分别 C.整个运动过程中,MN与PQ的路程之比为 为d和2d,处于竖直向上的磁场中,磁感应强 2:1 度大小分别为2B和B.已知导体棒MN的电 BLd 阻为R、长度为d,导体棒PQ的电阻为2R、长 答题栏 题号 。 10 11 7 6 12 答案 三、非选择题,本题共3小题,共44分 (2)线框开始向上运动的时刻/. 13.(2023·天津卷)如图,有一正方形线框,质量为 n.电阻为R,边长为/,静止悬挂着,一个三角 形磁场垂直于线框所在平面,磁感线垂直纸面 向里,目线框中磁区面积为线框而积一半,磁感 xxx. 应强度变化B三i(>0),已知重力加速度 7xxx /xxxxxx g,求: xxxxxx× (1)感应电动势E xxxxxxxx xxxxxxxxx 2 14.(2023·广东卷)光滑绝缘的水平面上有垂直平 15.(2023·全国甲 面的匀强磁场,磁场被分成区域I和II,宽度均 卷)如图,水平 为人,其俯视图如图(a)所示,两磁场磁感应强 桌面上固定一 度随时间7的变化如图(b)所示,0~时间内. 光滑U型金属 两区域磁场恒定,方向相反,磁感应强度大小分 导轨,其平行部 别为2B。和B。,一电阻为R,边长为h的刚性 分的间距为/,导轨的最右端与桌子右边缘对 正方形金属框abcd,平放在水平面上,ab、cd边 齐,导轨的电阻忽略不计,导轨所在区域有方向 与磁场边界平行,7一0时,线框ab边刚好跨过 竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一 区域I的左边界以速度v向右运动,在c时刻; 质量为n、电阻为R、长度也为/的金属棒P静 ab边运动到距区域I的左边界。 处,线框的速 止在导轨上.导轨上质量为3n的绝缘棒Q位 于P的左侧,以大小为v。的速度向P运动并 度近似为零,此时线框被固定,如图(a)中的虚 与P发生弹性碰撞,碰撞时间很短,碰撞一次 线框所示,随后在,~2:时间内,了区磁感应强 后,P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨,并落 度线性减小到0,II区磁场保持不变;2r~3-时 在地面上同一地点,P在导轨上运动时,两端与 间内,II区磁感应强度也线性减小到0.求; 导轨接触良好,P与Q始终平行,不计空气阻 lI 力,求: B (1)金属棒P滑出导轨时的速度大小; (2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量; 2B (3)与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的 时间. 图(a) 图(h) (1)/-0时线框所受的安培力F; (2)/-1.2-时穿过线框的磁通量 (3)2r~3r时间内,线框中产生的热量Q 80_vcoax2f- 5.A 导体棒OA段旋转切割磁感线,根据右手定则可知 ;AC段不切割磁感线,属于等势体,则一,故→A 最先射出的运动轨迹如图虚线所示,由几何关系可得该粒 子第三次到达y轴的Q点的坐标:3o-3d -.A对,BCD错 6.B 根据法拉第电磁感应定律可知E=4ABS-10 X △△ PQ之间的距离:△y-y-yo-d (1.0*+12+1.4)×10V-0.44V.故选B$ 7.D 由题意可知,线圈中的磁通量向里减小,根据楞次定律 (2)E。B 答案:(1)-B (31d 2n 2i 可知,线圈中感应电流的磁场方向垂直纸面向里;故感应电 流的方向由B经过电阻流向A,故A点电势比B点电势低 单元检测(十) 电磁感应 故A、B错误;根据法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势 F-N4-100×0.08-0.04Vv-20V △ A卷 高频考点练清卷 0.2 A、B两点间的电势差 1.D 当合上开关S的瞬间,线圈M产生磁场,穿过线圈N的 磁通量从无到有增加,则线圈N中产生感应电流,故选项A Er 不符合题意;当线圈M中有恒定电流通过时,线圈M激发 20 短定的磁场,向右匀速移动R,的滑片时,M中的电流发生 变化,所以线圈N中磁通量也发生变化,故有感应电流产 1.6].故C错误,D正确,故选:D. 8.C 作出静止时导体棒的受力图如图所示, 生,故选项B不符合题意:当向右加速移动R,的滑片,M中 的电流发生变化,所以线圈N中磁通量也发生变化,故有感 由于8-,故安培力F-Mg,又F-BIL, 应电流产生,故选项C不符合题意;当开关S断开时,线圈 电流I- M内没有电流,则线圈N中没有磁通量,也没有磁通量的变 B 化,则线圈N不能产生感应电流,故选项D符合题意,故 2.导体棒先向左运动,回路中有电流,棒会产生焦耳热,然 选:D. 后由于重力的作用,棒向右运动,由于二极管的作用,此过 2.C 开关闭合瞬间,穿过套环的磁通量发生变化,产生感应 程回路中无电流,棒不会产生焦耳热,故导体棒完成一次全振 电流,套环受到向上的安培力,会向上跳起;随着铁芯磁场的 动,在最低点时速度不为0,即E0,由能量守恒定律可知棒完 逐渐稳定,穿过套环磁通量的变化越来越慢,感应电流逐渐 成一次振动的过程消耗的焦耳热满足Q+E一Mgl(1一cosθ) 所以Q<Mg(1-coso)-(1-}) 减小,安培力逐渐减小,保持开关闭合,穿过套环的磁通量保 Mgl,B错;导体棒从右向 持不变,不产生感应电流,不受安培力,套环将在重力作用下 回落,故A、B错误,C正确,环处于静止后再断开开关,穿过 左摆动,会产生焦耳热,故由能量守恒定律可知,其从右向 套环的磁通量发生变化,产生感应电流且方向与开关闭合时 左运动的最大摆角小于”,由对称性可知导体棒从左向右 相反,套环受到向下的安培力,套环不会重新向上跳起,故D 错误.故选:C. 摆动时,最大摆角也小于三,C对;导体棒第二次通过最低 3.C 由题知,埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电 点的速度小于第一次通过最低点的速度,故两次通过最低 流,则根据安培定则,可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向 点的速度大小不等,由E一BLu可知,产生的感应电动势大 下,A错误;汽车进入线圈1过程中,磁道量增大,根据楞次 小也不相等,D错. 定律可知产生感应电流方向为adch(逆时针),B错误;汽车 9.C 如图所示 离开线圈1过程中,磁通量减小,根据楞次定律可知产生感 应电流方向为abcd(顺时针),C正确;汽车进入线圈2过程 中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为 adch(逆时针),再根据左手定则,可知汽车受到的安培力方 向与速度方向相反,D错误 4.B 以S极靠近线圈分析,速度增大,且靠近线圈时磁感应 强度增大,则穿过线圈磁通量变化率增大,感应电流增大,灯 泡会变亮,故A错误;根据楞次定律的“来拒去留”可知磁铁 导体棒匀速转动,设速度为v.设导体棒从A到B过程,棒转过 靠近线圈时,线圈对磁铁产生排斥力,故B正确;当S极靠 的角度为8.则导体棒垂直磁感线方向的分速度为v一vxc0s6 近线圈时,根据榜次定律可知线圈中的电流沿逆时针方向 可知导体棒垂直磁感线的分速度为余弦变化,根据左手定则 当S极向右运动远离线圈时,根据楞次定律可知,线圈中的 可知,导体棒经过B点和B点关于P点的对称点时,电流方 电流沿顺时针方向,故C错误;若忽略摩擦力和阻力,磁铁 向发生变化,根据u一BLv 的振幅也会越来越小,因为弹策和磁铁的机械能逐渐转化为 可知导体棒两端的电势差“随时间/变化的图像为余弦图像 焦耳热,故D错误;故选:B. 故选C. 165 10.A 由题知,导轨粗糙,棒中通入的电流随时间成正比的电 根据法拉第电磁感应定律有E-BL{ 流I一&t,棒将受到安培力作用,且逐渐增大,当安培力大于 最大静摩擦力时,棒开始运动,根据牛领第二定律得F一 联立解得。B mR =ma,而F-BIL、I-h.联立得到BkL·1-f=ma,可见 (2)金属框进入磁场的过程,有 加速度a随时间1均匀增大,速度逐渐增大,故选项A正 -BILr'-n-n。 确。故选:A. R。 11.BD导轨的速度v一v,因此对导体棒受力分析可知导体 棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力,摩擦力大小为/ -_ng-2N 通过线框的电流T一 导体棒的安培力大小为F一/-2N 由左手定则可知导体棒的电流方向为N→M→D→C→N. 根据法拉第电磁感应定律有E-BL 导体枢受到向左的摩擦力,向右的拉力和向右的安培力,安 解得2 培力大小为F。-f-m。g=1N 5mR 由左手定则可知B。的方向为垂直直面向里,A错误,B正确; 金属框完全在磁场中时继续做加速度逐渐减小的减速运动,会 对导体棒分析F.一B.IL 属框的右边框和左边框为电源,两电源并联给外电路供电,假设 对导体框分析E。一B.II 金属框的右边框没有出磁场右边界,则有一BI”Lt”一一m; 电路中的电流为I1B.Lv-BLv 通过全属框的电流īE _ 联立解得-3ms C错误,D正确. 12.A 金属棒切割磁感线产生的感应电动势E一BLv. 解得-L. 感应电流I-RfR,全属棒受到的安培力F=BlL E 故假设成立,全属框的右边框恰好停在磁场右边界处 对金属框进入磁场过程分析,由能量守恒定律有 #--1# R,代入数据解得v-5m/s,故选项 mgsin 0-ngcos 0+ BD* 。 A正确;感应电动势E-BLu-0.8×0.5X5V-2V,故选 电阻R产生的热量为Q一 #Q .E 项B错误;感应电流I-R-1A-1A,故选项C 2 全属框完全在础场中运动过程,有?Q一{ 错误;小灯泡消耗的电功率P-^R-1^}×1W=1W,故$ 选项D错误,故选:A %. 13.C 导体棒未进入磁场时,导体棒做自由落体运动,则到达 虚线CD时的速度为v-gt.下落的高度为h-gr{.,因为通 电阻R。产生的总热量为Q-Q十Q 解得Q3 25{ 过虚线CD时恰好开始匀速进入磁场,则E一BLv,I- 答案(1_ 过(2 根据受力平衡条件得:mg一Bld 联立解得:m-Bt,故A、B错误,C正确:因为导体棒进 玻璃管绝缘→只有线圈阻碍, 作用小→o较大,I较大,对应图(c) 15.A A对 入磁场后,立即对导体棒施加一个与导体棒所受重力大小 铭管导电→管和线圈阻碍, 相等、方向竖直向上的恒定拉力,即进入磁场后,导体棒受 作用大→v较小,I较小,对应图(b) 到的合外力为导体棒的安培力,则导体棒运动到最低点的 [I变化,F。变化,加速度a变化, 过程中,导体棒的动能全部转化为导体棒产生的焦耳热,则 利用F-BIL. BC错 定性分析 铅管中强磁体所受阻力大,用时更 长,D错 14.解析:(1)设金属枢的初速度大小为v,则金属枢完全穿过 16.D 由题知,开始时,开关S闭合时,由于L的电阻很小,Q 磁场的过程,由动量定理有 灯正常发光,P灯微亮,断开开关前通过Q灯的电流远大 -2BIL- 2-n 于通过P灯的电流,断开开关时,Q所在电路未闭合,立即 熄灭,由于自感,L中产生感应电动势,与P组成闭合回路, 故P灯闪亮后再熄灭 166 电磁感应 根据力的平衡条件有;mg一BIl 单元检测(十) 其中B=0.25t B卷 高考能力评价卷 将/-20cm-0.2m代入解得:/-2s.故选:A. 7.D 线框进磁场的过程中由楞次定律知电流方向为逆时针 1.B 导线通入由M到N的电流,根据安培定则可知,MN左 方向,A错误; 侧磁场方向向里,右侧磁场方向向外;虽然线框被导线分成 面积相等的两部分,但左侧部分区域离导线比较近,所以左 侧部分区域磁场比右侧部分区域磁场强,故线框的磁通量向 R 里;当电流增大时,线框的磁通量向里增大,根据楞次定律可 则可知线框受到的安培力向左,则减小,线枢做加速度减 知,线框中产生逆时针方向的感应电流;结合左手定则可知 小的减速运动,B错误:由能量守恒定律得线框产生的焦耳 线框各部分所受安培力的合力水平向右,左侧有收缩趋势 热Q-FL. 右侧有扩张趋势,故选B 其中线框进出磁场时均做减速运动,但其进磁场时的速度 2.D 地球的磁场方向由南指向北,开始时穿过钢窗的磁通量 大,安培力大,产生的焦耳热多,C错误;线框在进和出的两 的方向向北,将钢窗右侧向外打开,钢窗平面的方向逐渐与 磁场的方向平行,所以向北穿过窗户的磁通量减少,根据 过程中通过导线横截面的电荷量。一I 次定律,感应电流产生的碰场方向由南指向北,即以推窗人 其中1一 的视角来看,感应电流为逆时针电流,同时根据“增缩减扩 可知,窗框有扩张趋势,故选:D. 3.D 根据法拉第电磁感应定律可知,大圆产生的感应电动势 由于线框在进和出的两过程中线框的位移均为L,则线框在 为E-"n-kS,每个小线圈产生的感应电动势为E。= 进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等,故D 正确。 n一kS,且根据楞次定律可知,线圈产生的电流方向相 8.C 由图甲,根据安培定则可知,电流的方向为正时,线管 同,即电动势要全部相加,则总的感应电动势为E一5E。十 产生的磁场的方向向上,则穿过圆环的磁通量的方向向上; 由图乙可知T~时间内线圈中电流减弱,产生的向上的 E.-(S.+5S。)故选:D 4.B 线框进入磁场过程中,磁通量增加,根据楞次定律知线 磁场减小,穿过圈环中向上的磁通量减小,根据楞次定律可 框中产生逆时针方向的感应电流,故选项A错误;线框刚进 知园环产生的感应电流的磁场的方向向上,从上往下看,园 入磁场时产生的感应电动势为BLv,产生的感应电流为 环中的感应电流沿逆时针方向,故选项A错误:由图乙可知 T~T时间内线图中电流减弱的速度增大,则穿过园环中 减速运动,随着速度的减小,产生的感应电流减小,受到的安 磁通量的变化率增大,由法拉第电磁感应定律可知,产生的 培力减小,加速度减小,做变减速运动,故选项C错误;线框穿过 磁场的过程中,产生的焦耳热为Q一- ##-{) 穿过蝶线管的电流反向增大,则穿过圆环中向下的磁通量增 #3mn”故选D错误,。故选:B. 大,根据楞次定律,圆环产生的感应电流的磁场方向向上,从 上往下看,圆环中的感应电流沿逆时针方向,与耀线管内的 5.D 情况1:导体直杆不动,线框绕EF轴匀速转动,线圈产 电流的方向相反,根据同向电流相互吸引,反向电流相互排 生正弦式交流电,产生的U一7图像为图乙;情况2:线圈不 斥,可知圆环受到蝶线管的排斥力,所以圆环对桌面的压力 动,导体杆绕O点在纸面内顺时针匀速转动,和O轮流 大于mg,故选项C正确:由图乙可知3T~T时间内反方向 切割磁感线,在0~T时间内,O0切割磁感线,由右手定则 的电流减小,则穿过圆环中向下的磁通量的减小,根据楞次 判断可知,中感应电流方向由O→b,则6端的电势高于 定律可知,圈环产生的感应电流的磁场的方向向下,从上往 T~T时间内,Oa切割磁感线,由 端的电势,U为负值;在 下看,圆环中的感应电流沿顺时针方向,与蝶线管内的电流 的方向相同,根据同向电流相互吸引,反向电流相互排斥,可 右手定则判断可知,Oa中感应电流方向由O→a,则a端的 知圆环受到蝶线管的吸引力,有相对于桌面向右运动的趋 电势高于端的电势,U。为正值,则情况2产生的U?图 势,所以园环会受到桌面向左的摩擦力,根据牛顿第三定律, 像为图丙,故选:D. 圆环对桌面的摩擦力向右,故选项D错误,故选:C. 6.A 根据法拉第电磁感应定律有: F-AB S-200x0.25x0.2V-2V 9.AD 喷管绕ba延长线上的O点以角速度在纸面内沿逆 △rf 时针方向匀速摆动,根据右手定则可知,若a中有感应电 流,其方向应为由到a,因a相当于电源,故a端的电势 高,故A正确,B错误;根据法拉第电磁感应定律可得,E一 167 13.解析:(1)根据法拉第电础感应定律有E-.AB# 2 2 {} BL},故C错误,D正确。 10.AC 闭合开关S的瞬间,穿过线圈A的磁通量增加,线圈 当线框开始向上运动时有mg一F A中将产生自感电动势,故A正确;开关断开的瞬间,穿过 解得t。ng·2R 线圈A的磁通量减小,线圈A中将产生自感电动势,故E 7{} 答案:(1) 错误;闭合开关S的瞬间,穿过线围A的磁通量增加:线围 (2)mg·2R 外侧的电流方向向右,根据安培定则可知,A中产生的磁场 高/ 的方向向上;穿过B的磁通量向上增大时,根据援次定律可 14.解析:(1)由图可知1一0时线框切割磁感线的感应电动势 知,B中感应电流的磁场的方向向下,根据安培定则可知,B 为E-2B hv+Bh-3Bh 中感应电流的方向在外侧向左,所以线圈下端的电动势高 电流能通过二极管M.不能通过二极管N.故C正确.结合C 3B.hh+BB-R 3B_h_9B 的分析可知,S断开瞬间,穿过线圈B的磁通量减小,产生感 所受的安培力为F一2B。 R R 应电流的方向与C中感应电流的方向相反,所以感应电流箭 方向水平向左 通过二极管N.不能通过二极管M.故D错误.故选:A、C. (2)在r时刻,ab边运动到距区域I的左边界吾处,线框的 11.AC 按下按过程,穿过蝶线管的磁通量向左增加,根掘 楞次定律可知,蟒线管上产生的感应电流从P流向Q,则 速度近似为零,此时线框被固定,则1一1.2r时穿过线框的 蝶线管上的导线Q端电势较高,选项A正确;松开按钥过 磁通量为$-1.6B。h· 10,方向垂 程,穿过蟒线管的磁通量向左减小,根据楞次定律可知,蝶 线管上产生的感应电流从Q流向P,线管上的导线P端 直纸面向里 电势较高,选项B错误;按住按纽不动,穿过棵线管的磁 (3)2r~3r时间内,II区磁感应强度也线性减小到0,则有 B## 量不变,则娜线管无感应电动势产生,则上导线两端PQ间 B。 E 没有电势差,选项C正确;按下和松开按纽过程,时间不一 △ 2r 定相等,则磁通量的变化率不一定相等,则蟋线管产生的感 应电动势大小不一定相等,选项D错误. 12.AC 弹伸展过程中,根据右手定则可知,回路中产生顺 _ 则2r~3r时间内,线框中产生的热量为Q一I'Rt- 时针方向的电流,选项A正确;任意时刻,设电流为1.则 PQ受安培力F。-BI·2d,方向向左; 答案:()r9B{ MN受安培力F一2Bld,方向向右,可知两棒系统受合 B (③)Q- 外力为零,动量守恒,设PQ质量为2m,则MN质量为m. 4R PQ速率为v时,则2mu一nv',解得v'一2 15.解析:(1)Q与P发生弹性碰撞,由动量守恒定律有 回路的感应电流I-2Bdv+B·2d2Bdu 3n.-m+3m 3 由能量守恒定律有 #1$3n)寸+#3m} 误;两棒最终停止时弹处于原长状态,由动量守恒可得 联立解得-。,一。 mx.-2mx..r+r.-L 可得则最终MN位置向左移动x.-21 3 根据题述,P、Q落到地面上同一地点,结合平抛运动规律 可知,金属棒P滑出导轨时的速度大小为一v-” 因任意时刻两棒受安培力和弹弹力大小都相同,设整个过 (2)由能量守恒定律可得,金属棒P在导轨上运动过程中 程两棒受的弹力的平均值为F。,安培力平均值F。,则整个过 产生的热量为 程根据动能定理Fx.-Fxw-0.Fx.-FXm-0 #-1--m}# (3)P在导轨上做变速运动,设速度大小为u时金属棒中产 处于原长位置,此时两棒间距增加了L,由上述分析可知, 生的感应电动势大小为e,电流大小为i,在时间内速度 MN向左位置移动{2},PQ位置向右移动,则-1△= 变化△v,则由法拉第电磁感应定律有e一B/ 2B2+2d 3R 金属棒P所受的安培力F-Bi-B^ro R 168 由动量定理有FA="A 4B1.& 方程两侧求和得>B-□m△o ② R 即BSo△-△ 耳热Q- R 4.AD 由图甲可知此时线圈位于中性面的垂面位置,线圈的 注意到C三x.Au=.-= 电动势最大,故A正确; 联立解得,R E_6V B7 感应电动势有效值为E一 对绝缘棒Q有x一vol ,1 2mR 发电机线圈的电阻,-10,外接灯泡的电阻为50.根据闭 解得与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的时间为/ #7 (2)mo(3)2R B7 理想电压表的示数为5V,故B错误; 根据图乙可知周期T-0.02s 单元检测(十一)交变电流 传感器 线圈转动的角速度为-2--10ot rad/s A卷 高频考点练清卷 故C错误; 1.AC 大轮和小轮通过皮带传动,线速度v相同,小轮和线圈 线圈转动产生电动势的表达式e-E.sinu-6、/②sinl00n(V 同轴转动,角速度相同,根据v一ar并结合大轮与小轮半径 故D正确. 之比为4:1可知小轮和线圈转动的角速度为4,A对;由 5.AD 当金属框在匀强磁场中以恒定角速度绕OO轴转动 题意可知,线圈围成的面积S一L,产生的感应电动势的最 时,通过的磁通量和产生的感应电流大小和方向都随时间周 大值为E一nBS·4=4nBL.,产生的感应电动势的有 期性变化,当线框从经过中性面开始计时,磁通量随时间余 弦规律变化:当线框从垂直于中性面开始计时磁通量随时间 2 正弦规律变化,A正确,B错误;当线框从经过中性面开始计 R 两端电压的有效值为U-RRE-v2nBL,B错;若用总 时,线框中的电流随时间正弦规律变化;金属框通过两半圆形金 属环及导线与电阻R构成一闭合回路,由楞次定律知通过电阻 长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L.的多历 R的电流方向不变,都是向左通过,C错误,D正确 正方形线圈,则线圈的臣数变为原来的2倍,线圈产生感应 6.C 根据图像可知,在!一0.1s时穿过线圈平面的磁通量为 零,所以线圈平面平行于磁感线,位于与中性面垂直位置,故 2 -2nBLn,结合电阻定律R-PS _可知线圈电阻变为 选项A错误;在1一0.1s时穿过线圈平面的磁通量为零,所 以线圈乎面平行于磁感线,此时磁通量的变化率最大,感应 原来的2倍,即为2R,根据串联电路分压规律可得灯泡两蜡 电动势最大,故选项B错误;感应电动势的最大值为E。 RE2nBLo,C对;若仅将小 NBSo-N n-100×0.02×2(V)-10-(V),有效值为 电压的有效值为U'一 R十2R 0.4 3 轮半径变为原来的两倍,则小轮和线圈转动的角速度变小 22 线圈产生的感应电动势有效值变小,灯泡两端电压变小,灯 泡变暗,D错. 开始转动,则线框中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e一 2.C 设电热器的电阻为R,1时间内产生的热量为Q,则 10-sin5r(V),故选项C正确,选项D错误.故选:C Q-FRi- ,接交流电源上产生的热功率是直流电源的2 11 7.C 设理想变压器原线圈两端电压为U,根据变压器原理可 .1100,解得-110V 倍,所以Q-2Q- 1 U. -/2U一40V,故选项C正确,选项A、B、D错误,故 选:C. 设副线圈两端的电压为U。,根据理想变压器输入功率等于 3.BC 当金属框转动时,框内电流方向每经过中性面一次都 输出功率,可得UI.一 要变化一次,故A错误;由图乙可知,流经电阻的电流方向 没有改变,即为直流电,故B正确;金属框从中性面位置开 110x110* R ### 4R 始转过半周,流过电阻截面的电荷量q-TA- 解得U.-220V 2B* 2B1,则金属框转过一周,流过电阻截面的电荷量 -2- 根据变压器原理可得--1101 nU2202 169