专题1.13 电磁感应现象中的综合问题-2023年高考物理靶向专项强化训练（三大题型+冲刺模拟）

2023年高考物理靶向专项强化训练

专题1.13 电磁感应现象中的综合问题

1．如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（　　）

A．通过金属棒的电流不断在增大

B．金属棒到达x0时，电容器极板上的电荷量为

C．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电

D．金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定

2．某测量通电螺线管内部磁感应强度的装置如图所示，把一个很小的测量线圈C放在待测处（测量线圈平面与螺线管轴线垂直），将线圈C与电流计G串联构成一串联电路，两个电源E完全相同，将开关K由位置A拨到位置B时，测得通过测量线圈C的电荷量为q。已知测量线圈C的匝数为N、截面积为S，测量线圈C和电流表G组成的串联回路的总电阻为R。下列描述正确的是（　　）

A．通电螺线管内部的磁场方向由向右变为向左

B．在此过程中，G表中的电流方向为b-G-a方向

C．在此过程中，穿过测量线圈C的磁通量的变化量为

D．待测处的磁感应强度的大小为

3．如图甲所示，在边长为L的正方形abcd虚线区域内，分布着方向垂直水平面向外的均匀磁场，电阻为R的圆形导体框放置在绝缘水平面上，其圆心O点与ab边的中点重合，导体框恰好有一半处于磁场中、磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，其中B0、t0都是已知量。由于水平面粗糙，圆形导体框一直处于静止状态，下列说法正确的是（　　）

A．0~2t0时间内通过圆形导体框任一横截面的电荷量为

B．t0时刻通过导体框的电流大小为

C．2.5t0时刻，水平面对导体框的摩擦力大小为

D．0~3t0时间内，圆形导体框中产生的焦耳热为

4．如图所示，单匝直角三角形金属线框位于平面内，其中边位于y轴上，边位于x轴上，匀强磁场方向沿方向，磁感应强度大小为B。金属框可以绕y轴或x轴以角速度ω沿图示方向匀速转动，已知边的长度为，边的长度为，下列判断正确的是（　　）

A．金属线框绕y轴转动时，框中无电流

B．金属线框绕x轴转动时，框中无电流

C．金属线框绕y轴转动时，两点间的电势差

D．金属线框绕x轴转动时，框中感应电动势的最大值为

5．如图是一种电梯突然失控下落时的保护装置。在电梯后方墙壁上交替分布着方向相反的匀强磁场，每块磁场区域宽L，高h，大小均为B。电梯后方固定一个N匝矩形线圈，线圈总电阻为R，高度为H，H=3h，宽度略大于磁场。已知某次电梯运行试验中电梯总质量为m，忽略一切阻力，重力加速度为g。若电梯失去其他保护，由静止从高处突然失控下落，某时刻电梯下降3H时，速度为v，则（　　）

A．下降3H时，线圈的电动势为E=NBLv

B．下落瞬间电梯的加速度的大小为g

C．若电梯与地面的距离足够高，电梯最终的速度为

D．下降3H过程所需要的时间为

6．如图所示，电阻不计的光滑金属导轨固定放置在倾角30°的斜面上，两导轨间距为l，两侧接有阻值均为R的定值电阻，MNM′N′范围内有垂直于斜面向下的磁场，磁感应强度为B，质量为m的金属棒置于轨道上，金属棒的电阻为r，由静止释放金属棒，金属棒经过时间t进入磁场，进入磁场后给金属棒施加沿斜面向上的恒力F=mg，金属棒恰好静止在M′N′，金属棒始终与导轨垂直并接触良好，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．金属棒刚进入磁场中的速度为gt

B．金属棒刚进入磁场时两端的电压为

C．整个过程流过金属棒的电荷量为

D．整个过程，电路中一个电阻R上产生的热量为

7．如图所示，电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L，固定在水平绝缘桌面上，左侧圆弧部分处在竖直平面内，右侧平直部分处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘平齐。电阻相同的金属棒ab、cd垂直于两导轨放置且与导轨接触良好，质量分别为、m。开始时棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从导轨左端距水平桌面高h处无初速度释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触，最后两棒离开导轨落在地面同一位置。不计空气阻力，重力加速度为g。则（     ）

A．金属棒ab在沿导轨水平部分运动的过程中，始终做减速运动

B．在沿导轨运动的过程中，金属棒ab损失的机械能为

C．在沿导轨运动的过程中，金属棒ab上产生的焦耳热为

D．在整个过程中，通过金属棒ab的电荷量为

8．如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长且不计电阻的平行金属导轨，两电阻均为r的相同光滑金属棒P、Q静止在导轨上。时用水平恒力F向右拉动金属棒Q，运动过程中金属棒P、Q始终与导轨垂直并接触良好；金属棒P、Q与导轨构成的回路中的电流用I表示、磁通量用表示，金属棒Q的加速度用a表示，其相对金属棒P的速度用表示。下列关于I、、a、与时间t的关系图像中错误的是（　　）

A． B．

C． D．

9．如图所示，光滑水平导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，左侧导轨间距为L，右侧导轨间距为2L，导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为4m的导体棒cd 均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab接入电路的电阻为R，cd接入电路的电阻为3R，两棒始终在对应的导轨部分运动，并始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现瞬间给cd一水平向右的初速度，则对此后的运动过程，下列说法正确的是（　 　）

A．导体棒ab和cd组成的系统动量守恒

B．ab棒最终的速度为v0

C．全过程中，通过导体棒cd的电荷量为

D．从cd获得初速度到二者稳定运动，此过程cd棒产生的焦耳热为

10．如图所示，一个边长为L的正方形导线框，其电阻为R，线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域，磁感应强度为B。如果以x轴的正方向作为安培力的正方向，线框在图示位置的时刻开始计时，则b、c两点间的电势差和线框所受的安培力随时间的变化图像为（　　）

A． B．

C． D．

11．平行虚线a、b之间和b、c之间存在大小相等、方向相反的匀强磁场，相邻两虚线间的距离为l，虚线a、b之间磁场方向垂直纸面向里，b、c之间磁场方向垂直纸面向外，如图所示。现使一粗细均匀、电阻为R的导线做成的闭合直角导线框ABC以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，导线框的电阻为R。已知∠B为直角，AB边长为2l，BC边与磁场边界平行。t=0时刻，A点到达边界a，取逆时针方向为感应电流的正方向，则在导线框穿越磁场区域的过程中，感应电流i及安培力的功率P随时间t变化的图线可能是（　　）

A． B．

C． D．

12．如图所示，正方形MNPQ内的两个三角形区域存在匀强磁场，形状与MNPQ完全相同的闭合导线框M'N'P'Q'在外力作用下沿轴线OO'水平向左匀速运动。设通过导线框的感应电流为i，逆时针方向为电流的正方向，当t=0时M'Q'与NP重合，在M'Q'从NP运动到临近MQ的过程中，下列图像中不能反映i随时间t变化规律的是（　　）

A． B． C． D．