16.法拉第电磁感应定律及应用-【三新金卷】2027年高三物理一轮复习周测阶梯卷（安徽专用）

(十六) 题号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C B C A A B BD ACD 1.【答案】A 【解析】当飞机在南半球水平飞行时，由于地磁场的存在，且在南半球地磁场的竖直分量方向向上，则由右手定则 可判定机翼左端的电势比右端的电势低，A正确。 2.【答案】C 【解们】向法拉第电骏感应定律E-罗知，若9恒定.则感应电动势E为一定值，代人数据解得E=1V,C正胸。 At 3.【答案】C 【解析】由右手定则和左手定则可知，导体棒α受到向右的安培力，导体棒b受到向左的安培力，由电流I= BLo一BL心，F装=BIL=ma,=2ma,可知：a做加速度减小的减速运动，b做加速度减小的加速运动，当=， 2R 时，I=0,F安=0，两导体棒开始以共同的速度做匀速直线运动，A、B错误，C正确；由动量守恒m0,=3mv:可知 =号由能量守恒可知Qm子×3m）=.Q·Qm,D错误 4.【答案】B 【解析】初状态时，穿过线框的磁通量Φ= BS 2 ,当线框转过90时，穿过线框的磁通量变为0，由q=n △更可得，通 过线框导体某截面的电荷量为”示。 BS 5.【答案】C 【解析】当线圈的圆心运动到磁场的中间时，线圈中的感应电动势为零，感应电流也为零，A错误；线圈回路中的 磁通量先向里增大，后向里减小，根据楞次定律，线圈回路中感应电流的方向先沿逆时针方向后沿顺时针方向，B 错误；当线圈的圆心运动到磁场边界上时，线圈切割磁感线的有效长度达最大值，线圈中的感应电动势的最大值 为2BR,D错误；在穿过磁场的过程中，线圈切割磁感线的有效长度先变大后变小再变大最后变小，因此线圈中 的感应电动势先增大后减小再增大最后减小，C正确。 6.【答案】A 【解析】由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知p>94,其中导体棒AC段不在磁场中， 不切割磁感线，电流为0，则9A=Pc,A正确、BC错误；根据以上分析可知9o一9A>0,PA一pc=0,则9o一9A>A 一pc,D错误。 7.【答案】A 【解析】赤道上空的地磁场方向由南向北，由右手定则可以判定，当航天飞机由东向西水平飞行时，金属杆中感应 电动势的方向由上向下，A正确；同理，B错误；沿某条经线飞行时，金属杆不切割磁感线，不产生感应电动势， C、D错误。 8.【答案】B 【解析】设金属格在某一时刻速度为，题意可知，悠应电动势E=,环路电流一長-餐-兴，感应电流 功率为：P=子R-,即户ec为二次函数：可能正确的是B。 9.【答案】BD 解析】设导体棒电阻为r三1Q,由平衡关系可得：10十3x=mg十尺十，，其中x=2m,得0=0.5m/S,B △Φ 1C,A错误：由平衡关系可得10+名x=mg十BL,U=R,联立可得U=0.25V,C错误；F做功为 R+r 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十六）·答案P3627一3AJ 10+10+×2 W 2 ×2=20.25J,根据功能关系Q=W-7m2-mg×2L=0.125J,Q。=2Q=0.0625J,D 正确。 10.【答案】ACD 【解析】a、b、c三棒到达PQ所需的时间分别为t。、2to、3t。,a棒恰好匀速通过PQ以下区域，b棒到达PQ时的速 度是a棒的2倍，根据，E,=mgsin0,同理.BP2F=2 ugsin0,可知h导体棒也是速通过磁场，A 2R 正确：每一根导体梅通过PQ以下区域，电路中道过的电待Q崇g:一紫-，B错误山棒勾速通过d 1 棒恰好不动，F,=2 mgsin9=4mg,得u=2sin9,C正确：c棒进人PQ以下区域后，d导体棒受到F,=3 ngsin9 的安培力作用，d导体棒将发生运动，产生电磁感应现象，根据楞次定律可知回路中的磁通量的变化率减小， c棒受到的安培力减小，c棒做加速度增大的加速运动，通过磁场结束时，对于d棒F,t一Ft=4mw,即F,t= 2 sin9十m,对于c棒3 mgtsino-Fi=3m△u,可得△v=了8sin0-专，导休棒c初人磁场时号·3nd mg9si0,得速度u=32 glsin0,所以c棒的出磁场速度u.=+Au,即a=3V2gsin+sim-兰， 正确。 11.【解析】(1)螺线管内产生的感应电动势 E=n△=n△BS=40×1×0.1V=4V △t △t 1-晨=-0.8A (2)导体棒ab所受的安培力F安=B1Il=2×0.8×0.1N=0.16N 导体棒ab静止时，根据牛顿运动定律，有 F=F安=0.16N 12.【解析】(1)没使用弹射技术时，对舰载机，由牛顿第二定律：F-mg=ma1 -kg 解得舰载机运动的加速度大小4，二 由岩 mu 解得起飞距离：=2(F-kmg) (2)稳定时金属杆速度最大，设金属杆的最终速度是m,此时电容器的电压为U,则有U=BL0m 金属杆受到的安培力的冲量，由动量定理得BL△t=mom 即为BLq=mvm 其中q=C(U。一U) BLCU LCU 联立得m+C+BC 当管=BLC时，= LCU一最大 管+BLC 代入数据解得B=2.0T 最大速度为m=25m/s 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十六）·答案P3727-3AJ2027高考总复习·周测阶梯卷·物理（十六） 16.法拉第电磁感应定律及应用 班级 姓名 考号 得分 本试卷满分100分，考试时间45分钟 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项 中，只有一项是符合要求的。 1.一架飞机在南半球一定高度沿纬线水平飞行，由于地磁场的存在，其机翼 就会切割磁感线，两机翼的端点之间会有一定的电势差，则从坐在飞机上 的飞行员的角度看 A.机翼左端的电势比右端的电势低 B.机翼左端的电势比右端的电势高 C.机翼左端的电势与右端的电势相等 D.由于不知道飞机的飞行方向，故无法判断机翼两端电势的高低 2.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量每秒均匀增加1Wb,则 A.线圈中的感应电动势每秒增加1V B.线圈中的感应电动势每秒减少1V C.线圈中的感应电动势始终为1V D.线圈中的感应电动势始终为一确定值，但由于线圈有电阻，其感应电动 势小于1V 3.如图所示，两根电阻不计、相互平行、足够长的光滑金属导轨固定于绝缘 水平桌面，导轨所在区域存在垂直桌面竖直向下的匀强磁场。两质量分 别为m、2m,电阻相同的导体棒a、b分别置于导轨的左、右两侧。已知导 体棒的长度均略大于导轨间的距离，且始终与导轨接触良好并垂直于导 轨。现给a棒一个向左的初速度vo,经过足够长 时间后，下列说法正确的是 A.金属棒a静止 B.金属棒b做匀加速直线运动 C.金属棒a和b均做匀速直线运动，速度之比为1：1 D.金园棒a产生的热量为" 4.如图所示，纸面内一面积为S的正方形线框abcd的匝数为n,线框的总电 阻为R,过ab边中点和cd边中点的连线恰好与磁感应强度大小为B、方 向垂直纸面向外的有界匀强磁场的右边界重合。当线框转过90°时，通过 线框导体某截面的电荷量为 祭 BS B.n2 c 5.如图所示，纸面内有一由导线弯曲成半径为R的圆形闭合线圈，线圈右侧 两条虚线间有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场 的宽度等于2R。现让线圈以速度向右匀速穿过磁场，运动过程中，线 圈直径MN始终与磁场边界线平行。在线圈穿过磁场的过程中，下列说 法正确的是 A.线圈中的感应电流一直不为零 B.线圈中的感应电流的方向一直不变 C.线圈中的感应电动势先增大后减小再增大最后再减小 D.线圈中的感应电动势最大值Em=BRv 6.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pop1pC,则 A.90>94 XX B.cA C.oA D.P0一9A=PA一PC 7.一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心。若仅考虑地磁场的影响，且认 为地理两极与地磁两极重合，则当航天飞机位于赤道上空 A.由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 B.由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 C.沿某条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由 下向上 D.沿某条经线由北向南水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由 上向下 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十六）P16-127一3A 8.如图所示，在水平面内固定两根足够长且平行的光滑金属导轨，导体棒和 导轨始终接触良好且与电阻R构成闭合回路，电路中除电阻R之外，其余 电阻均不计，在两导轨间存在方向竖直向下的匀强磁场。现对导体棒施 加一平行于导轨的力F,使其从静止开始做匀加速直线运动，运动过程中 导体棒始终与导轨垂直，此过程中电阻R的热功率P随时间t变化关系 图像可能正确的是 4 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选 错的得0分。 9.如图所示，光滑平行竖直金属导轨AB、CD间距为1m。在A、C之间接阻 值R=12的定值电阻，在两导轨间，长度为2m的abdc矩形区域内有垂 直于导轨平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为1T。质量为1kg、电 阻为1、长度也刚好为1m的导体棒垂直导轨放在磁场下边界ab处（与 ab边重合)。现用竖直向上的力F拉导体棒，F与x间的关系式为F= 10十令x(x为导体棒与初始位置的距离，F单位为：N,x单位为：m),给导 体棒微小扰动，使它由静止开始向上运动，已知导体棒到达cd时刚好达 到平衡状态。导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨电阻不计，取 重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是 A.导体棒通过整个磁场的过程中，通过电阻R的电荷量 为0.5C B.导体棒离开磁场时的速度大小为0.5m/s 2m C.离开磁场时导体棒两端电压为0.5V D.导体棒通过整个磁场的过程中，电阻R产生焦耳热为 0.0625J 10.如图所示，间距为L的平行金属导轨由水平和倾斜两部分在MN处平滑 连接而成。倾斜轨道光滑且与水平面间夹角为，在水平虚线MN与 PQ间的导轨表面涂有一层光滑绝缘物质，PQ以下轨道长为L。各部分 导轨均处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B。 质量为4m的导体棒d静置于水平导轨上，现将质量分别为m、2m、3m 的导体棒a、b、c从倾斜导轨绝缘部分与PQ距离l、4l、9l的位置同时由 静止释放。已知导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒α恰好能匀 速通过PQ以下区域，导体棒b到达PQ时，d恰好不运动，导体棒c用时 间t通过PQ以下区域，且刚到导轨底端时，d获得的速度大小为v,整个 过程PQ以下区域不会同时有两根导体棒，各导体棒接入电路的电阻均 为R,导轨电阻不计，重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 下列说法正确的是 A.导体棒b能匀速通过PQ以下区域 B.导体棒a、b均完全通过PQ以下区域的过程，通过导体棒d的总电荷 量为架 C.导体棒d与水平导轨间的动摩擦因数大小为i9 2 D.导体棒c到达导轨底端时的速度大小为3√2 glsin0+8sin9_4g 3 选择题答题栏 题号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 答案 三、非选择题：本题共2小题，共58分。 11.(28分)如图所示，由螺线管的裸导线组成的U形导轨dcef,其中cd与ef 相互平行，垂直放置的导体棒αb可沿导轨无摩擦滑动，整个装置固定放在 水平桌面上；导轨dcf处在一竖直向下、磁感应强度大小B,=2T的匀强 磁场中。已知导体棒ab长=0.1m,整个电路的总电阻R=52,螺线管上 所绕线圈的匝数n=40,螺线管的横截面积S=0.1m。在螺线管内有图 示方向的磁场B2,当B2以1T/s均匀增大时，给导体棒ab施加一个水平 向右的恒力F,导体棒恰好处于静止状态，试求：(g=10m/s2) (1)通过导体棒ab的电流； b c B2 (2)恒力F的大小。 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十六）P16一227一3A 12.(30分)图示为航母电磁弹射装置的原理简化示意图，使用前先给电容为 C的大容量电容器充电，弹射舰载机时，电容器释放储存的电能产生强 大的电流，导轨处的强大磁场使磁浮弹射车受到磁场力而加速，从而推 动舰载机起飞。 ××××名 磁浮弹射车 轨道 (1)假定没弹射技术发射时，舰载机模型质量为m,在水平直线跑道上由 静止匀加速起飞，起飞过程中受到的平均阻力恒为舰载机所受重力 的k倍。发动机牵引力恒为F,离开地面起飞时的速度为，重力加 速度为g,求舰载机模型的起飞距离（离开地面前的运动距离）。 (2)某实验室模拟电磁弹射，舰载机及磁浮弹射车可等效为沿两根足够 长且处于强磁场中相互平行的光滑导轨滑动的金属棒，金属棒质量 m=2.0kg、长度L=1.0m。电容器电容C=0.5F,连接电压U。= 100V的电源充电，不计空气阻力。当磁感应强度B多大时，金属杆 获得的最终速度最大？最大速度为多少？