单元十一 电磁感应 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

单元十一 电磁感应 2027届高考物理一轮复习 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（　　） A．有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 C．磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大 D．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 2．闭合金属框放置在磁场中，金属框平面始终与磁感线垂直。如图，磁感应强度B随时间t按正弦规律变化。为穿过金属框的磁通量，E为金属框中的感应电动势，下列说法正确的是（   ） A．t在内，和E均随时间增大 B．当与时，E大小相等，方向相同 C．当时，最大，E为零 D．当时，和E均为零 3．如图（a）所示，相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内，两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上，金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，其磁感应强度大小B随时间变化的图像如图（b）所示，时刻，。时刻，两棒相距，ab棒速度为零，cd棒速度方向水平向右，并与棒垂直，则0~T时间内流过回路的电荷量为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，通有恒定电流的固定长直导线附近有一圆形线圈，直导线与线圈置于同一光滑水平面内。若缓慢减小直导线中的电流，下列说法正确的是（　　） A．线圈中产生顺时针方向的感应电流，且线圈有扩张的趋势 B．线圈整体将向远离直导线的方向运动，运动过程中线圈的动能持续增大 C．线圈中感应电动势的大小与直导线中的电流大小成正比 D．线圈中感应电流的热功率逐渐增大，直导线对线圈的安培力做负功 5．如图所示，垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的正方形导体框abcd，现将导体框分别以速度v（竖直向上）、3v（水平向右）匀速拉出磁场（不计重力和空气阻力）。设导体框总电阻为R，边长为L，磁感应强度为B，下列说法正确的是（　　） A．两个过程中，导体框中感应电流的磁场方向相反 B．两个过程中，导体框所受安培力的冲量大小之比为1：3 C．两个过程中，外力的功率之比为1：9 D．两个过程中，导体框中产生的焦耳热与外力做功的比值为1：3 6．图示是某种电磁弹射装置的原理图，间距为l的两平行导轨固定在绝缘水平面上，右端通过导线连接定值电阻R，导体棒a质量为m、长度为l，垂直导轨放置。在正方形区域ABCD 内施加磁感应强度大小为B、方向垂直平面向下的匀强磁场，之后磁场区域以速度v₀开始向左运动，等棒a从磁场中离开后，在正方形区域ABCD 内再次施加相同的磁场，并使磁场区域以相同的速度向左运动，等棒a从磁场中离开后，重复之前的操作，最后棒a恰好能穿过某磁场。棒a和导轨的电阻可忽略，导轨足够长，则最终棒a穿过的磁场个数为（　　） A． B． C． D． 7．如图，正方形abcd内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点a以速度v0射入磁场，速度方向垂直于ab。磁感应强度的大小不同时，电子可分别从ab边的中点、b点和c点射出，在磁场中运动的时间分别为t1、t2和t3，则（   ） A．t1 < t2 = t3 B．t1 < t2 < t3 C．t1 = t2 > t3 D．t1 > t2 > t3 2、 多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向左运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 C．T具有收缩趋势，PQ受到向右的安培力 D．T具有扩张趋势，PQ受到向右的安培力 9．如图所示，一细金属导体棒在匀强磁场中沿纸面由静止开始向右运动，磁场方向垂直纸面向里。不考虑棒中自由电子的热运动。下列选项正确的是（　　） A．电子沿棒运动时不受洛伦兹力作用 B．棒运动时，P端比Q端电势低 C．棒加速运动时，棒中电场强度变大 D．棒保持匀速运动时，电子最终相对棒静止 10．在如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计。电键S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（　　） A．a先变亮，然后逐渐变暗 B．b先变亮，然后逐渐变暗 C．c先变亮，然后逐渐变暗 D．b、c都逐渐变暗 非选择题：本题共5题，共54分。 3、 实验题：本题共2小题，共16分。 11．落磁实验是研究电磁感应现象的经典实验，某兴趣小组利用如图甲所示装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素， 图甲中灵敏电流计的正中间为零刻度， 电流从 “+” 极流入时，指针向右偏转。 (1)当强磁铁从图甲位置左右运动过程，灵敏电流计的指针________（选填“会”或“不会”） 偏转。 (2)当强磁铁从图甲位置向下靠近线圈，灵敏电流计的指针会________（选填“向左”或“向右”）偏转。 (3)仅将灵敏电流计更换成电流传感器，强磁铁从螺线管上端由静止下落（无桌面阻挡），电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流 i 与时间 t的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是_____。 A．t2 时刻的速度大小等于 t4时刻的速度大小 B．在t1∼t3时间段，强磁铁的加速度小于重力加速度 C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下 D．在t1∼t5的时间内，强磁铁重力势能的减少量大于其动能的增加量 12．某同学探究“影响感应电动势大小的因素”，所用器材与装置如图甲所示：玻璃管竖直固定，外面套有线圈，线圈两端与时间-电压测量系统（内阻可视为无穷大）相连。把三块强磁薄圆片叠加成一个圆柱形磁铁，在玻璃管正上方释放，测量系统测出磁铁下端经过线圈中某两个位置（图中没画出）的时间Δt与该段时间线圈中的平均电动势E。改变磁铁的释放位置，测得多组数据，画出E-Δt图线如图乙中实线所示。 (1)实验表明，磁铁经过两个位置的时间越长，穿过线圈的磁通量变化率越________（选填“大”或“小”），线圈中的平均感应电动势越________（选填“大”或“小”。 (2)改变某个因素，重新实验，得到另一条E-Δt图线（图乙中虚线），则改变的因素可能是（　　） A．更多块强磁薄圆片叠加在一起 B．从更高的位置释放磁铁 C．换成匝数更多的线圈 D．磁铁上下颠倒后释放 (3)为验证平均感应电动势与磁通量的变化率是否成正比，需要以平均感应电动势E为纵坐标，________为横坐标画出图线，如果图线是一条过原点的直线，则表明平均感应电动势与磁通量变化率成正比。 (4)写一条影响实验准确度的因素________。 四、计算题：本题共3小题，共38分。解答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。 13．电梯突然失控下落时，可以利用电磁感应原理产生一定程度的制动效果，从而对电梯中的人员起到保护作用。某设计小组受到启发后设计了如图所示的实验模拟图，在竖直平面内存在个依次间隔的垂直纸面向里的匀强磁场（图中未完全画出），已知磁感应强度均为，磁场宽度均为，相邻磁场间存在无磁场区域，宽度均为d（d未知，且d>L）。一质量为，电阻为，边长也为的正方形金属框从距磁场上边界高度处自由下落，若导体框在完全离开第一个磁场区域前，已经做匀速直线运动，忽略空气阻力，已知重力加速度，则： (1)求导体框在刚好完全离开第一个磁场时的速度； (2)若导体框在经过每一个磁场区域时所花时间全部相同，求相邻两个磁场之间的无磁场区域宽度d； (3)在第（2）问的前提下，求导体框从初始到完全离开第个磁场时，产生的热量（已知）。 14．如图甲所示，足够长的两平行金属导轨MN、PQ水平固定，两导轨电阻不计，且处在竖直向上的匀强磁场中。完全相同的导体棒a、b垂直放置在导轨上，并与导轨接触良好，两导体棒的电阻均为R=1.0Ω，且长度刚好等于两导轨间距L，两导体棒的间距也为L，磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，当t=0.8s时导体棒刚好要滑动。已知L=2m，两导体棒的质量均为m=0.5kg，重力加速度大小g=10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求∶ (1)导体棒开始滑动前，通过导体棒的电流I； (2)导体棒与导轨间的动摩擦因数μ； 15．磁偏转系统是电子光学系统的核心组件，其核心原理是利用磁场调整电子的运动方向。如图利用圆形磁场调节电子运动方向，在该平面上半径为R的圆形区域内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电荷量为e、质量为m的电子从P点沿半径方向进入磁场，从Q点沿半径方向离开磁场。不计电子重力。（用表示结果） (1)求粒子入射的速度大小v； (2)电子由P运动至Q的过程中，洛伦兹力对电子产生冲量I的大小。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B A C C A AC CD AD 11．(1)会 (2)向左 (3)BD 12．(1) 小 小 (2)ABC (3) (4)线圈的匝数不能太少 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）由于导体框在完全离开第一个磁场区域前，已经做匀速直线运动，则导体框在刚好完全离开第一个磁场时有 又 解得 （2）若导体框在经过每一个磁场区域时所花时间全部相同，则导体框进入每个磁场前的速度都相等，设导体框进入第一个磁场前的速度为，根据动能定理有 导体框在无磁场区域运动的过程，根据动能定理有 联立得 （3）在第（2）问的前提下，导体框通过每个磁场产生的热量相等，设为，根据能量守恒有 导体框从初始到完全离开第n个磁场时，产生的热量 解得 14．(1)1A (2)0.2 【详解】（1）磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化，则导体棒开始滑动前，回路中电动势 由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流 （2）当t=0.8s时导体棒所受安培力 此时导体棒刚好开始滑动，则导体棒所受的安培力大小刚好等于滑动摩擦力，则有 解得 15．(1) (2) 【详解】（1）由几何关系可得粒子轨迹半径为 洛伦兹力提供向心力得 解得 （2）粒子在磁场中转过的角度为 由动量定理，该表达式为矢量式 由（1）可知粒子速度为 则 则 学科网（北京）股份有限公司 $