2022年广东高考物理一轮复习第九章电磁感应阶段质量检测题

这是一份2022年广东高考物理一轮复习第九章电磁感应阶段质量检测题，共9页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

(时间60分钟，满分100分)
一、单项选择题(本题共4个小题，每小题4分，共16分．每小题给出的四个选项中，只说有一个选项符合题目要求)
1．MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上
的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图
1所示，则 ( ) 图1
A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a→b→d→c
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→a
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零
D．若ab、cd都向右运动，且两棒速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→a
解析：由右手定则可判断出A应产生顺时针的电流，故A错．若ab、cd同向且速度大小相同，ab、cd所围的线圈面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故B错．若ab向左，cd向右，则abdc中有顺时针的电流，故C错．若ab、cd向右运动，但vcd>vab，则abdc所围面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判断出产生由c到d的电流，故D正确．
答案：D
2．(2009·宁夏高考)医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监
测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及一对
磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、
b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两
两垂直，如图2所示．由于血液中的正、负离子随血液一起在磁场 图2
中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为 ( )
A．1.3 m/s，a正、b负 B．2.7 m/s，a正、b负
C．1.3 m/s，a负、b正 D．2.7 m/s，a负、b正
解析：由于正、负离子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动，利用左手定则可以判断：a电极带正电，b电极带负电．根据离子所受的电场力和洛伦兹力的合力为零，即qvB＝qE得v＝eq \f(E,B)＝eq \f(U,Bd)≈1.3 m/s.故选A.
答案：A
3．如图3所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接
触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下．从某时刻开始磁感应强度均匀减小，
同时施加一个水平外力F使金属棒ab保持静止，则F ( ) 图3
A．方向向右，且为恒力 B．方向向右，且为变力
C．方向向左，且为变力 D．方向向左，且为恒力
解析：根据楞次定律，B减小时，磁通量Φ减小，为阻碍Φ减小，ab产生向右运动
的趋势，故外力方向向左．再根据电磁感应定律，E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(ΔBS,Δt)，B均匀减小，故eq \f(ΔB,Δt)
不变，E不变，I不变．F安＝BIL均匀减小，故F为变力．C项正确．
答案：C
4．两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电
阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图4所示，
两板间有一个质量为m、电荷量＋q的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁
感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是 ( ) 图4
A．磁感应强度B竖直向上且正增强，eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(dmg,nq)
B．磁感应强度B竖直向下且正增强，eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(dmg,nq)
C．磁感应强度B竖直向上且正减弱，eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(dmg(R＋r),nq)
D．磁感应强度B竖直向下且正减弱，eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(dmgr(R＋r),nq)
解析：由平衡条件知，下金属板带正电，故电流应从线圈下端流出，由楞次定律可
以判定磁感应强度B竖直向上且正减弱或竖直向下且正增强，A、D错误；因mg＝
qeq \f(U,d)，U＝eq \f(E,R＋r)R，E＝neq \f(ΔΦ,Δt)，联立可求得eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(dmg(R＋r),nqR)，故只有C项正确．
答案：C
二、双项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全选对的得6分，只选1个且正确的得1分，错选或不选的得0分)
5．现代生活中常用到一些电气用品与装置，它们在没有直接与电源连接下，可利用电磁感应产生的电流发挥功能．下列有关电磁感应的叙述，正确的是 ( )
A．电磁感应现象是丹麦科学家厄司特最先发现的
B．发电机可以利用电磁感应原理将力学能转换为电能
C．电气用品中引起电磁感应的电源电路，使用的是稳定的直流电
D．日光灯的镇流器的工作原理是电磁感应中的自感
解析：电磁感应现象最先是由英国的法拉第发现的，厄司特即奥斯特则是电流磁效
应的发现者，A错误．发电机是转子在磁场中转动时切割磁感线产生感应电流，从
能量的观点看是转子克服安培力做功将机械能即力学能转变为电能，B正确．由电
磁感应现象产生的条件可知，磁通量变化才能产生感应电流，则引起电磁感应的电
源电路应为交流电，C错误．镇流器是利用电磁感应工作的，故D正确．
答案：BD
6．如图5甲所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通过如图5
乙所示的电流I，则 ( )
图5
A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸引
B．在t2到t3时间内A、B两线圈相排斥
C．t1时刻两线圈作用力最大
D．t2时刻两线圈作用力最大
解析：t1到t2时间内，A中电流减小，根据“减同”，B中会产生与A方向相同的
感应电流，同向电流相互吸引；t2到t3时间内，根据“增反”，B中感应电流与A
中电流方向相反，反向电流相互排斥；t1时刻，IA最大，但eq \f(ΔIA,Δt)为零，IB＝0，t2时刻
IA＝0，尽管此时IB最大，但相互作用力仍然为零．选项A、B正确．
答案：AB
7．某输电线路横穿公路时，要在地下埋线通过，为了保护线路不至于被压坏，预先铺设
结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过．电线穿管的方案有两种，甲方案是铺设
两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过，乙方案是只铺设一根钢管，两条输电
线都从这一根钢管中穿过，如果输电导线输送的电流很强大，那么，以下说法正确的是 ( )
图6
A．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方案都是可行的
B．若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的
C．若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的
D．若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的
解析：输电线周围存在磁场，交变电流产生变化的磁场，可在金属管中产生涡流，
当输电线上电流很大时，强大的涡流有可能将金属管融化，造成事故，就是达不到
金属管融化造成事故的程度，能量损失也是不可避免的，所以甲方案是不可行的．在
乙方案中，两条电线中的电流方向相反，产生的磁场互相抵消，金属管中不会产生
涡流是可行的，此题类似于课本中提到的“双线并绕”．综上所述，选项B、C正确．
答案：BC
8．如图7(a)、(b)所示，R和自感线圈L的电阻都很小，接通K，使电路达到稳定，灯泡
S发光，下列说法正确的是 ( )
图7
A．在电路(a)中，断开K，S将渐渐变暗
B．在电路(a)中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路(b)中，断开K，S将渐渐变暗
D．在电路(b)中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗
解析：对于图(a)所示电路，令I1和I2分别是K接通后线圈、灯泡支路和电阻R支
路的稳态电流值，设灯泡的电阻为RS，线圈的电阻为RL，由欧姆定律有I1＝eq \f(E,RS＋RL)，
I2＝eq \f(E,R).考虑到R与线圈的电阻RL都很小，则I1远远小于I2.当K断开的瞬间，L支
路电流I1不能突变，而R支路的电流I2可以突变，即由方向向右的I2突变为向左的
I1.所以断开K后，S将渐渐变暗．A正确．
对于图(b)所示电路，令I1′和I2′为K接通后线圈支路和电阻R、灯泡S支路的稳
态电流值，同理有I1′＝eq \f(E,RL)，I2′＝eq \f(E,RS＋R).考虑到RL很小，I1′远远大于I2′.当K
断开的瞬间，L支路的电流I1′不能突变，而R、S支路的电流I2′可以突变，即由
方向向右的I2′突变为向左的I1′.在K断开后再一次达到稳态时，各支路的电流为
零．所以断开K后，S将先变得更亮，然后渐渐变暗．故选项D正确．
答案：AD
9．如图8所示，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线
圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈
平面保持在竖直面内，不计空气阻力，则 ( )
A．上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功
B．上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功
C．上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率 图8
D．上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率
解析：线圈上升过程中，加速度增大且在减速，下降过程中，运动情况比较复杂，
有加速、减速或匀速等，把上升过程看做反向的加速，可以比较在运动到同一位置
时，线圈速度都比下降过程中相应的速度要大，可以得到结论：上升过程中克服安
培力做功多；上升过程时间短，故正确选项为A、C.
答案：AC
三、非选择题(本题包括3小题，共54分．按题目要求作答，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)
10．(18分)如图9所示，在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中，让长为0.5 m、
电阻为0.1 Ω的导体棒ab在金属框上以10 m/s的速度向右匀速滑动，电
阻R1＝6 Ω，R2＝4 Ω，其他导线上的电阻可忽略不计．求：
(1)ab棒中的电流大小与方向；
(2)为使ab棒匀速运动，外力的机械功率； 图9
(3)ab棒中转化成电能的功率，并比较机械功率与转化功率是否相等．
解析：(1)由右手定则可以判定，电流方向b→a
E＝Blv＝2 V
R总＝eq \f(R1R2,R1＋R2)＋r＝2.5 Ω
I＝eq \f(E,R总)＝0.8 A
(2)P＝Fv＝BIlv＝1.6 W
(3)P＝I2R总＝1.6 W，P机＝P电
答案：(1)0.8 A b→a (2)1.6 W (3)1.6 W 相等
11．(18分)如图10所示，MN、PQ为相距L＝0.2 m的光滑平行
导轨，导轨平面与水平面夹角为θ＝30°，导轨处于磁感应强
度为B＝1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，在两
导轨的M、P两端接有一电阻为R＝2 Ω的定值电阻，回路
其余电阻不计．一质量为m＝0.2 kg的导体棒垂直导轨放置
且与导轨接触良好．今平行于导轨对导体棒施加一作用力F， 图10
使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端，滑动过程中导体棒始
终垂直于导轨，加速度大小为a＝4 m/s2，经时间t＝1 s滑到cd位置，从ab到cd
过程中电阻发热为Q＝0.1 J，g取10 m/s2.求：
(1)到达cd位置时，对导体棒施加的作用力；
(2)导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功．
解析：(1)导体棒在cd处速度为：v＝at＝4 m/s
切割磁感线产生的电动势为：E＝BLv＝0.8 V
回路感应电流为：I＝eq \f(E,R)＝0.4 A
导体棒在cd处受安培力：F安＝BIL＝0.08 N
平行导轨向下为正方向：mgsinθ＋F－F安＝ma
解得：F＝－0.12 N
对导体棒施加的作用力大小为0.12 N，方向平行导轨平面向上．
(2)ab到cd的距离：x＝eq \f(1,2)at2＝2 m
根据功能关系：mgxsinθ＋WF－Q＝eq \f(1,2)mv2－0
解得：WF＝－0.3 J.
答案：(1)0.12 N 方向平行导轨平面向上 (2)－0.3 J
12．(18分)(2010·枣庄模拟)如图11甲所示，相距为L的光滑足够长平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，OO′为磁场边界，磁感应强度为B，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计．在距OO′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab.若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动，其v－x的关系图象如图乙所示，求：
图11
(1)金属杆ab在穿过磁场的过程中感应电流的方向如何？
(2)在整个过程中电阻R上产生的电热Q1是多少？
(3)ab杆在离开磁场前瞬间的加速度为多少？
解析：(1)由右手定则可知，杆中电流方向为由b到a.
(2)ab杆在位移L到3L的过程中，由动能定理得：
F(3L－L)＝eq \f(1,2)m(v22－v12) ①
ab杆在磁场中发生L位移过程中，恒力F做的功等于ab杆增加的动能和回路产生
的电能(即电阻R上产生的电热Q1)，由能量守恒定律得：FL＝eq \f(1,2)mv12＋Q1 ②
联立①②解得：Q1＝eq \f(m(v22－3v12),4) ③
(3)ab杆在离开磁场前瞬间，水平方向上受安培力F安和外力F作用，设加速度为a，
则F安＝BIL ④
I＝eq \f(BLv1,R) ⑤
a＝eq \f(F－F安,m) ⑥
由①④⑤⑥联立解得：a＝eq \f(v22－v12,4L)－ eq \f(B2L2v1,mR)
答案：(1)由b到a (2)eq \f(m(v22－3v12),4)
(3)eq \f(v22－v12,4L)－eq \f(B2L2v1,mR)