2019版高考物理总复习电磁感应章末质量检测

20192019 版高考物理总复习版高考物理总复习 第十章第十章 电磁感应章末质量检测电磁感应章末质量检测 一、选择题(本题共 8 小题，每小题8 分，共64 分。1～5 题为单项选择题，6～8 题为多项选 择题) 1.如图 1 所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如图中 箭头所示方向的感应电流，下列方法可行的是() 图 1 A.仅使匀强磁场的磁感应强度均匀增大 B.仅使圆环绕水平轴ab如图转动 30° C.仅使圆环绕水平轴cd如图转动 30° D.保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动 解析原磁场的方向竖直向上，圆环中顺时针(从上向下看)方向的感应电流的磁场方向竖直 向下，与原磁场的方向相反，所以穿过圆环的磁通量应增大。仅使匀强磁场的磁感应强度均 匀增大，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知，圆环产生顺时针(从上向下看)方向的 感应电流，选项A 正确；仅使圆环绕水平轴ab或cd按题图所示方向转动 30°，转动过程中 穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环中产生逆时针(从上向下看)方向的感应电 流，选项 B、C 错误；保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动， 穿过圆环的磁通量保持 不变，不能产生感应电流，选项D 错误。 答案A 2.美国《大众科学》月刊网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现：一种具有独特属性 的新型合金能够将热能直接转化为电能。具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成 强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图2 所示。A为圆柱形合金材 料，B为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热， 则() 图 2 A.B中将产生逆时针方向的电流 B.B中将产生顺时针方向的电流 C.B线圈有收缩的趋势 D.B线圈有扩张的趋势 解析合金材料加热后，合金材料成为强磁体，通过线圈B的磁通量增大，由于线圈B内有 两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的增加，选项 C 错误，D 正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，选项A、B 错误。 答案D 3.法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。 揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图3 所示， 将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和 中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴 按图示方向转动时，则() 图 3 A.电刷B的电势低于电刷A的电势 B.若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变大 C.若仅将电刷A向盘边缘移动，使电刷A、B之间距离增大，灵敏电流计的示数将变大 D.金属盘转动的转速越大，维持其做匀速转动所需外力做功的功率越小 解析根据右手螺旋定则，左端磁极为N 极，右端磁极为 S 极，圆盘转动，切割磁感线，根 据右手定则，感应电动势的方向为A到B，所以电刷B的电势高于电刷A的电势，选项 A 错 误；若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，则线圈中的电流减小，磁场减弱。切割产生的感应电 动势减小，灵敏电流计的示数减小，选项B 错误；增大电刷之间的距离，切割产生的感应电 动势增大，灵敏电流计的示数增大，选项C 正确；金属盘转动的转速越大，则产生的感应电 动势越大，感应电流越大，需要维持其做匀速转动所需外力越大，外力做功的功率P＝Fv越 大，选项 D 错误。 答案C 4.如图 4 所示，在第一象限有一边长为L的等边三角形匀强磁场区域，在第二象限有一平行 于y轴的长为L的导体棒沿x轴正方向以速度v匀速通过磁场区域。下列关于导体棒中产生 的感应电动势E随x变化的图象正确的是() 图 4 解析导体棒垂直磁场方向做切割磁感线运动， 产生的感应电动势E＝Blv，式中l为导体棒 切割磁感线的有效长度。导体棒切割磁感线的有效长度l随x先均匀增大后均匀减小，其最 大值为等边三角形匀强磁场区域的高 化的图象选项 D 正确。 答案D 5.如图 5 甲所示，边长为L、总电阻为R的正方形导线框静置于光滑水平面上，cd边正中间 有一个很小的豁口PQ，且导线框处于与水平面垂直的匀强磁场中， 磁感应强度大小B随时间 3L≈0.87L。 所以导体棒中产生的感应电动势 E随x变 2 t的变化规律如图乙所示。则下列说法正确的是() 图 5 A.在 0～t0时间内，正方形导线框有收缩的趋势 3B2 0L B.在t＝ 时刻，ab边所受安培力大小为 22Rt0 t 0 B 0L 2 C.在 0～t0时间内P、Q间的电势差为 t 0 D.在 0～t0时间内，P点电势低于Q点电势 解析由于正方形导线框不闭合，导线框中没有感应电流，但有感应电动势，导线框不受安 Δ ΦB0L 培力，选项 A、B 错误；由法拉第电磁感应定律得，导线框的感应电动势E＝＝，选 Δtt0 项 C 正确；在 0～t0时间内，根据楞次定律知P点电势高于Q点电势，选项 D 错误。 答案C 6.如图 6 所示为一圆环发电装置，用电阻R＝4 Ω 的导体棒弯成半径L＝0.2 m 的闭合圆环， 圆心为O，COD是一条直径，在O、D间接有负载电阻R1＝1 Ω 。整个圆环中均有B＝0.5 T 的匀强磁场垂直环面穿过。电阻r＝1 Ω 的导体棒OA贴着圆环做匀速圆周运动，角速度 ω ＝300 rad/s，则() 2 图 6 A.当OA到达OC处时，圆环的电功率为 1 W B.当OA到达OC处时，圆环的电功率为 2 W C.全电路最大功率为 3 W D.全电路最大功率为 4.5 W 解析当OA到达OC处时，圆环的电阻为 1 Ω ，与R1串联接入电路，外电阻为 2 Ω ，棒转 1 2 动过程中产生的感应电动势E＝BLω ＝3 V，圆环上分压为 1 V，所以圆环上的电功率为 1 W， 2 选项 A 正确，B 错误；当OA到达OD处时，圆环中的电阻为零，此时电路中总电阻最小，而 电动势不变，所以全电路的电功率最大为P＝ 答案AD 7.(2018·汕头质检)如图 7 所示，正方形线框的边长为L，电容器的电容为C。正方形线框的 一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，当磁感应强度以k为变化率均匀减小时，下列说法 E2 R 1＋r ＝4.5 W，选项 C 错误，D 正确。 正确的是() 图 7 A.线框产生的感应电动势大小为kL B.电压表没有读数 C.a点的电势高于b点的电势 D.电容器所带的电荷量为零 解析由于线框的一半放在磁场中，因此线框产生的感应电动势大小为 2 kL2 2 ，选项A 错误；由 于线框所产生的感应电动势是恒定的，且线框连接了一个电容器，相当于电路断路，电路中 无电流，电压表没有读数，选项 B 正确；根据楞次定律可以判断，a点的电势高于b点的电 kL2 势，选项 C 正确；电容器所带电荷量为Q＝C，选项 D 错误。 2 答案BC 8.(2017·南京三模)图中四个物体由金属圆环组成，它们所用材质和圆环半径都相同。2 环 较细，其余五个粗环粗细相同，3 和 4 分别由两个相同粗环焊接而成，在焊点处沿两环环心 连线方向割开一个小缺口(假设缺口处对环形、质量和电阻的影响均不