17.电磁感应定律的综合应用-【三新金卷】2027年高三物理一轮复习周测阶梯卷（安徽专用）

2027高考总复习·周测阶梯卷·物理（十七） 17.电磁感应定律的综合应用 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.下列说法正确的是 A.奥斯特发现了电磁感应现象 B.法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 C.楞次发现了电流的磁效应，揭示了磁现象和电现象之间的联系 D.在电磁炉上加热食品须使用金属器皿，是因金属在交变磁场中产生涡 流发热 2.如图所示，质量为的金属环放置在梯形底座上，金属环有一半处于与环 面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁场的磁感应强度均匀减小，则在 磁感应强度均匀减小的过程中，关于底座对金属环支持力的大小，下列说 法正确的是 A.大于金属环的重力mg,并逐渐减小 B.始终等于金属环的重力mg C.小于金属环的重力mg,并保持恒定 D.大于金属环的重力mg,并保持恒定 3.如图所示，电路中A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很 大、直流电阻为零的自感线圈，原来开关S是闭合的，三盏灯泡均发光。 某时刻将开关S断开，此刻开始，下列判断正确的是 A.M点电势高于N点，A灯闪亮后缓慢熄灭 E B.N点电势高于M点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 M C.M点电势高于N点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 D.N点电势高于M点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭 4.图甲所示的光滑U形导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场 的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定向下为正方向），导 体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计。导体棒ab在 水平拉力F的作用下始终处于静止状态。规定a→b的方向为电流的正 方向，水平向右的方向为拉力F的正方向，则在0~2。时间内，能正确反 映流过导体棒αb的电流与时间关系及拉力F与时间关系的图线是 7 F不 261 5.间距为L、电阻不计的光滑平行金属导轨水平放置，左端接有阻值为R的 定值电阻，与导轨垂直的连线MN右侧存在垂直导轨平面向下的匀强磁 场，俯视图如图所示，磁感应强度随时间变化的关系为B=kt(k>0)。在t =0时刻，长度为L、电阻为0.5R的金属棒，在外力作用下从MN处以速 度v向右做匀速运动，金属棒始终与导轨垂直且接触良好。则在t。时刻， MN两端的电压为 A.0 &号L ××× ××× X X×× C.告，u D.2kto Lv 6.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长，从边 界为MN、垂直纸面向里的匀强磁场外，两次匀速地完全进入磁场，两次 进入磁场的速度大小相同，方向均垂直于MN且磁场总是与线框平面垂 直。第一次，ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1,通过线框 导体横截面的电荷量为q1;第二次，bc边平行MN进入磁场，线框上产生 的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2。则 A.Q1>Q2、q1=q92 M: B.Q1>Q2、941>92 XX C.Q1=Q2、q1=q2 D.Q1=Q2、91>92 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十七）P17一127一3A 7.(2026·河北)河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”，实现 了对低空飞行器的全天候实时监测。当飞行器靠近时，固定在地面上的 静电探测器探头感应出了正电荷。在感应电荷产生的静电场中。电场线 A.是闭合曲线 B.从感应正电荷出发 C.在无电荷区域相交 D.终止于感应正电荷 8.(2026·河北)如图所示，一根粗细均匀的细金属丝置于两挡板之间的水 平狭缝中央。其中心轴与狭缝平行，直径小于狭缝宽度。一束平行单色 光垂直挡板入射，在屏幕上形成了稳定的双缝干涉图样，相邻两条亮条纹 中心间距为△x。若金属丝经加热均匀膨胀，则 A.△x变小 屏幕 B.△x变大 挡板 C.双缝间的距离减小 金属丝 D.双缝间的距离不变 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，两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面上，相 距为L,另外两根长度为L、质量为、电阻为R的相同导体棒垂直静置于 导轨上，导体棒在长导轨上可以无摩擦地滑动，导轨间存在竖直向下的匀 强磁场，磁感应强度大小为B。某时刻使导体棒a获得大小为v。、水平向 右的初速度，同时使导体棒b获得大小为2。、水平向右的初速度，下列结 论正确的是 XX A.该时刻回路中产生的感应电动势为3BLo B2 L2vo B.该时刻导体棒a的加速度大小为°2mR C.当导体棒。的速度大小为3公时，导体棒6的速度大小也是3沙 2 D.运动过程中通过导体棒a电荷量的最大值qm一2B mvo 10.如图甲所示，光滑平行金属导轨水平放置，处在垂直于导轨平面向上的 匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B=2T,导轨左端接有阻值为R =102的定值电阻，导轨间距为d=1m。长为L=1m、电阻为r=102、 质量为m=0.5kg的金属棒垂直放在导轨上。t=0时刻，用水平向右的 拉力F拉金属棒，金属棒从静止开始运动，电阻R中的电流随时间变化 的规律如图乙所示，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，则 IIA 1.0---- 1/s 甲 A.金属棒做加速度越来越大的变加速运动 B.拉力F的最小值为1.25N C.0~4s内，通过金属棒横截面的电荷量为4C D.0~4s内，拉力F的冲量大小为9N·s 选择题答题栏 题号 2 3 4 5 6 8 9 10 答案 三、非选择题：本题共3小题，共58分。 11.(16分)根据所学知识填空： A 23t/x103s 甲 内 (1)在研究自感现象时，自感系数较大的线圈一般都有直流电阻，某同学 利用如图甲所示的电路和伏安法测定线圈的直流电阻。在测量完 后，将电路拆去时应 A.先断开开关S B.先断开开关S C.先拆去电流表 D.先拆去电阻R (2)如图乙所示是该同学研究自感现象的实验电路图，闭合开关，电路稳 定后，灯泡L1(6.0V7.2W)正常发光，电阻R的阻值为3.02，电 源内阻不计，灯泡电阻不变，断开开关瞬间，通过线圈L的电流如图 丙所示。 ①开关断开时，流过灯泡的电流方向 (填“由左到右”或 “由右到左”)，该同学观察到的现象为 ②线圈的直流电阻为 Ω；断电瞬间线圈的自感电动势为 V。 ③断开开关后，通过灯泡的电荷量约为 A.3.75×10-3C B.2.40×10-3C C.2.25×10-3C D.6.00×10-4C 12.(20分)如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L,两 导轨及其所构成的平面均与水平面成0角，整个装置处于垂直于导轨平 面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为的金属 棒α、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R。运动过 程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨 电阻忽略不计，重力加速度为g。 (1)先保持棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀速运动时的速度大 小v0; (2)在(1)问中，当棒α匀速运动时，再将棒b由静止释放，求释放瞬间棒 b的加速度大小a。: (3)在(2)问中，从棒b释放瞬间开始计时，经过时间t6,两棒恰好达到相 同的速度v,求速度v的大小，以及时间t。内棒a相对于棒b运动的 距离△x。 ----0cs 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十七）P17一227一3A 13.(22分)如图所示，间距为d的平行光滑金属导轨ab、fg构成倾角为0的 斜面，平行光滑金属导轨bcde、ghij处于同一水平面内，bc、gh段间距为 d,de、)段间距为2d,倾斜导轨与水平导轨分别在b、g处由一小段光滑 绝缘圆弧（长度可忽略）相连。倾斜导轨部分处于垂直导轨平面向上的 匀强磁场中，磁感应强度大小为2B,水平部分处于竖直向上的匀强磁场 中，磁感应强度大小为B(磁场均未画出)。导体棒Q静止于d、ii段，导 体棒P从距bg为L的位置由静止释放。导体棒P、Q的质量均为m、电 阻均为R,两导体棒运动过程中始终与导轨接触良好且与导轨垂直，导 轨af端接有电容C=B”的电容器，c8h,d、段均足够长，重力加 速度为g,不计导轨电阻及空气阻力。求： (1)导体棒P到达bg时的速度大小； (2)导体棒P在水平导轨上运动的过程中，闭合回路面积的改变量； (3)整个运动过程中，导体棒P上产生的焦耳热。 -b ----(+七) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A B D C A B A BCD BD 1.【答案】D 【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了磁现象和电现象之间的联系，法拉第发现了电磁感应现象，AC错误； 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的 磁通量的变化，B错误；在电磁炉上加热食品须使用金属器皿，是利用金属因交变电流产生的涡流发热，D正确。 2.【答案】A 【解析】磁场的磁感应强度均匀减小，穿过回路的磁通量均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒 定的电动势，感应电流也恒定不变；由楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针方向，再由左手定则可判断，安培 力的合力方向竖直向下，金属环始终保持静止，则支持力大于重力，因为磁感应强度均匀减小，所以支持力的大 小也逐渐减小，A正确。 3.【答案】B 【解析】开关S闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻比B、C灯支路电阻小，故流过A灯的电流I1大于流过B、C 灯的电流I2,且电流方向由M到N,因为理想线圈无内阻，故M点电势等于N点电势。当开关S断开，电感线 圈会产生自感现象，相当于电源，由楞次定律知，感应电流方向由M到N,MN当电源，故N点电势高于M点， 断开开关S,瞬间流过B、C灯支路的电流比原来的大，B、C灯闪亮后缓慢熄灭，B正确。 4.【答案】D 【解析】由E-吧△空可知，电动势保持不变，则电路中的电流不变，A、B错误：由安培力F=BL可知，电路 △t Λt 中的安培力随磁感应强度B的变化而变化，当磁感应强度B为负值时，力的方向为负方向；当磁感应强度B为 正值时，力为正值，C错误，D正确。 5.【答案C 【解析】回路中既有感生电动势也有动生电动势，时刻的感生电动势为：E一兰5-Ld动生电动势为：E后 R BLw=,L,回路的总电动势为：E=E十E,=2k,L,MN两端的电压为路端电压，即：U=R十0.5示E= 专LD,C正确ABD错误。 6.【答案】A 【解析】设ab边和bc边的长度分别为L1、L2,线框电阻为R,假设穿过磁场区域的时间为t,则通过线框导体横截 面的电荷量g==9_BL,因此q=9,B,D错误：对于线框上产生的热量Q,第一次有Q=BL1,L, R R BL,%同理可以求得Q=1山=B, BL1,由于L>L,则Q>QA正确，C错误。 7.【答案】B 【解析】A.感应电荷产生的静电场的电场线为非闭合曲线，A错误；B.静电场电场线起始于正电荷或无穷远，探 测器探头感应出正电荷，因此电场线从感应正电荷出发，B正确；C.电场中某点的场强方向唯一，因此无电荷区 域电场线不可能相交，C错误；D.静电场电场线终止于负电荷或无穷远，正电荷是电场线的起点而非终点，D 错误 8.【答案】A 【解析】CD.金属丝加热均匀膨胀，其直径D变大。该装置利用金属丝两侧的空隙形成双缝干涉，设两挡板间狭 能总宽度为W(不变)，则双缝间距（即两透光猴能中心间的距离）为4-"P,当D变大时，双缝间距d变大， CD错误；AB.根据双缝干涉条纹间距公式△x= 入（其中L为缝到屏的距离，A为光被长），当d变大时：4x变 小，A正确，B错误。 9.【答案】BCD 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十七）·答案P3827一3AJ 【解析】根据右手定则可知两根导体棒切割磁感应线产生的感应电动势方向相反，故该时刻回路中产生的感应电 势为：E=BL·2如，BLw,=BL,A错误：回路中的感应电流为：1卡=B,导体棒a所受安培 为：F=BIL=m,故该时刻导体棒a的加速度为：a=B,B正确；由于两导体棒整体在水平方向动量守恒， 2mR 当导休棒a的速度大小为受时，根据动量守恒定律得：m·2%十mw=m3受十，解得：-受，C正确：从 开始到最终共同匀速运动，由动量守恒定律得：m,十m·2,=(m十m),解得%=3空，对a棒由动量定理 得：F安△t=mv一m,而由安培力公式得：F安=BIL,通过a导体棒的电量最大值为：qm=I△t,联立解得：qm= 瓷D正确。 10.【答案】BD 解析】根据题意可知R3L,-,即=2.5，因此金属棒做加速度为a=2.5m/g的匀加速直线运动，A错透 由F-=ma可知，最小拉力Fm=ma=1.25N,B正确：由I-t图像的面积可知，0~4s内，通过金属棒 R+r 借截面的电荷量为g)X1X4C=2C,C错误：由F-ama,得F=1.25+0,5,t=4s时，E R+r 3.25N,则0一4s内，拉力F的冲量大小1=EE1=9N·s,D正确。 2 11.【答案】(1)B (2)①由右到左灯泡闪亮后再熄灭②1.013.5③D 【解析】(I)若先断开开关S,或先拆去电流表或先拆去电阻R,线圈L的自感作用都会使L和电压表组成回路， 原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完应先断开开关S,B 正确。 (2)①由楞次定律可知，断开开关后，线圈产生的感应电流方向由左到右，则通过灯泡的电流方向由右到左。断 开开关前，灯泡正常发光，电源电动势E=6.0V,通过线圈的电流为1.5A,断开开关后，通过线圈的最大电流 为1,5A,断开开关前，通过灯泡的电流二名Y-1.2A。故灯泡闪亮一下后逐渐变暗 ②R,一与0一30=1，断开开关的瞬间，通过线圈的最大电流为1.5A,放断电瞬间线圈的自感电动势E= I(R+R+R)=13.5V。 ③通过题图丙可知对应的面积约为6.00×104C,D正确。 12.【解析】(1)a导体棒在运动过程中重力沿斜面的分力和a棒的安培力相等时做匀速运动，由法拉第电磁感应定 律可得 E=BLvo 有闭合电路欧姆定律及安培力公式可得 1-景F=mu a棒受力平衡可得 mgsin=BIL 联立解得，= 2mgRsing B2L2 (2)由右手定则可知导体棒b中电流向里，b棒沿斜面向下的安培力，此时电路中电流不变，则b棒牛顿第二定 律可得 mgsin0+BIL=ma 解得a=2 gsin0 (3)释放b棒后α棒受到沿斜面向上的安培力，在到达共速时对a棒动量定理 mgsineto-BILto=mv-mvo b棒受到向下的安培力，对b棒动量定理 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十七）·答案P3927一3AJ ngsinet。+BILto=mv 联立解得u=gsin0,十受 此过程流过b棒的电荷量g=Ito 由法拉第电磁感应定律可得 1泰求 联立b棒动量定理可得 △= B2L2 13.【解析】(1)倾斜导轨与水平导轨在b、g处由两小段光滑绝缘圆弧（长度可忽略）相连，导体棒P到达bg前，导体 棒Q保持静止。对导体棒P,由牛顿第二定律得 mgsin0-Fa=ma 又Fa=2BId 1-Nq-CAU-2BdCAv-2BdCa △t△t Al 解得：a=8sind 5 所以导体棒P在倾斜导轨上做匀加速直线运动，由运动规律得 v=2aL 解得：1= 2gLsin0 5 (2)导体棒P到达bg后，导体棒P做减速运动，导体棒Q做加速运动，最终导体棒P、Q做匀速运动，闭合回路 中的感应电流为0，由法拉第电磁感应定律得 Bdv=BX2dvs 对导体棒P,由动量定理得 -BIdt=mvz-mv 对导体棒Q,由动量定理得 2BIdt=mvs 又It=q 由法拉第电磁感应定律得 E-BAS t 由闭合电路欧姆定律得 1最 解得：△S=2mR√0 gLsin0 25Bd (3)导体棒P在倾斜导轨上做匀加速直线运动，由(1)可得 1-202,L=7ar,Q=FR 5Bd 导体棒P在水平导轨上运动，由能量守恒定律得 2m听=m呢+2m听+Q 整个运动过程中，导体棒P上产生的焦耳热为 Q-Q+jQ 解得：Q=4 gRsin0√0 gLsin0+mgLsin 25B22 50 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十七）·答案P4027-3AJ