2022年高考物理三輪沖刺練習專題七電磁感應綜合題

更新時間：2022-03-23 瀏覽次數(shù)：37 類型：三輪沖刺

一、單選題

1. (2022·合肥模擬) 如圖所示，U型導體框固定在水平面內(nèi)，一勻強磁場豎直向下穿過導體框，導體棒ab垂直放在框上，以初速度v₀水平向右運動，運動距離為L時停在框上。已知棒的質(zhì)量為m，阻值為R，導體框的電阻不計。則下列說法正確的是（）

A . 棒中感應電流的方向由a到b B . 棒上產(chǎn)生的焦耳熱一定為 $\text{[math]}$ C . 棒克服安培力所做的功可能小于 $\text{[math]}$ D . 當棒速度為 $\text{[math]}$ 時，運動距離一定為 $\text{[math]}$

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2. (2022高三上·濰坊月考) 如圖所示，三條水平虛線 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 之間有寬度為L的兩個勻強磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域內(nèi)的磁感應強度大小相等方向相反，正方形金屬線框abcd的質(zhì)量為m、邊長為L，開始ab邊與邊界 $\text{[math]}$ 重合，對線框施加拉力F使其勻加速通過磁場區(qū)，以順時針方向電流為正，下列關于感應電流i和拉力F隨時間變化的圖像可能正確的是（）

A . B . C . D .

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3. (2021·河北) 如圖，兩光滑導軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B，導軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處O點為坐標原點，狹縫右側(cè)兩導軌與x軸夾角均為 $\text{[math]}$ ，一電容為C的電容器與導軌左端相連，導軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力F作用下從O點開始以速度v向右勻速運動，忽略所有電阻，下列說法正確的是（　?。?

A . 通過金屬棒的電流為 $\text{[math]}$ B . 金屬棒到達 $\text{[math]}$ 時，電容器極板上的電荷量為 $\text{[math]}$ C . 金屬棒運動過程中，電容器的上極板帶負電 D . 金屬棒運動過程中，外力F做功的功率恒定

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4. (2021·順德模擬) 如圖所示，光滑平行金屬導軌與水平面成一定角度，兩導軌上端用一定值電阻相連，該裝置處于一勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向上。現(xiàn)有一金屬桿ab以沿導軌平面向上的初速度v₀從導軌底端開始運動，然后又返回到出發(fā)位置。在運動過程中，ab與導軌垂直且接觸良好，不計ab和導軌的電阻，則在下列圖像中，能正確描述金屬棒ab的速度與時間關系的是（）

A . B . C . D .

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二、多選題

5. (2022·黃山模擬) 水平固定放置的足夠長的光滑平行導軌，電阻不計，間距為L，左端連接的電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，質(zhì)量為m的金屬桿垂直靜放在導軌上，金屬桿處于導軌間部分的電阻為R。整個裝置處在磁感應強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中如圖所示。閉合開關，金屬桿由靜止開始沿導軌做變加速運動直至達到最大速度，則下列說法正確的是（）

A . 金屬桿的最大速度等于 $\text{[math]}$ B . 此過程中通過金屬桿的電荷量為 $\text{[math]}$ C . 此過程中電源提供的電能為 $\text{[math]}$ D . 此過程中金屬桿產(chǎn)生的熱量為 $\text{[math]}$

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6. (2022高三下·定遠月考) 如圖所示，虛線MN左側(cè)空間存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B。紙面內(nèi)有一個圓心角為120°的扇形金屬線框OCD，半徑為r，線框圍成的回路電阻為R，頂角O在虛線MN上。當金屬線框繞頂角O在紙面內(nèi)以角速度 $\text{[math]}$ 勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是（）

A . 線框轉(zhuǎn)動一圈的過程中，線框中有電流的時間為 $\text{[math]}$ B . 線框中存在電流時，電流的大小為 $\text{[math]}$ C . 線框進入磁場過程中，通過線框某截面的電荷量大小為 $\text{[math]}$ D . 線框持續(xù)轉(zhuǎn)動過程中，線框中電流的有效值為 $\text{[math]}$

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7. (2022·遼寧模擬) 如圖甲所示，兩根平行且間距為L的光滑金屬導軌固定在絕緣的水平面上，導軌電阻不計，質(zhì)量均為 m 的兩相同金屬棒 a、b垂直導軌放置，回路的總電阻大小為 R，其右側(cè)矩形區(qū)域內(nèi)有一磁感應強度大小為B的勻強磁場，磁場方向豎直向上，現(xiàn)兩金屬棒分別以初速度2v₀和 v₀同時沿導軌向右運動，且先后進入磁場區(qū)域，已知金屬棒a離開磁場時金屬棒b已經(jīng)進入磁場區(qū)域，在金屬棒a進入磁場到離開磁場的過程中，電流i隨時間t變化的圖像可能正確的是（）

A . B . C . D .

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8. (2022高三上·河南月考) 如圖所示，水平面上固定兩根光滑平行的長直導軌，間距為l，電阻可忽略不計，導軌之間有豎直方向的勻強磁場，磁感應強度大小為B。導軌上靜置兩根導體棒a和b，質(zhì)量均為m，每根導體棒有效電阻均為R，現(xiàn)用等大的恒力F同時向左右兩邊拉a和b，導體棒與導軌始終垂直，經(jīng)時間t兩棒剛好達到最大速度，則下列說法正確的是（）

A . 最大速度為 $\text{[math]}$ B . 此過程通過回路某一橫截面的電荷量為 $\text{[math]}$ C . 此過程拉力做的總功為 $\text{[math]}$ D . 此過程產(chǎn)生的焦耳熱為 $\text{[math]}$

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9. (2022高三上·河南月考) 如圖所示，abc和def為互相平行的“L”形金屬導軌，bc、ef部分被固定在絕緣的水平面上，ab、de豎直放置。勻強磁場的磁感應強度大小為B、方向垂直于be且與水平面間的夾角為37°。垂直導軌放置的導體棒1由靜止開始沿著豎直導軌下落，質(zhì)量為m的導體棒2靜止在水平導軌上；ab、de的間距、bc、ef的間距、兩導體棒的長度均為d，導軌的豎直部分光滑，水平部分與導體棒2之間的動摩擦因數(shù)μ = 0.5，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，回路的總電阻恒為R，若導體棒1下落高度h時達到最大速度，導體棒2恰好要滑動，重力加速度為g，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。則下列說法正確的是（）

A . 導體棒1的質(zhì)量為2.5m B . 導體棒1的最大速度大小為 $\text{[math]}$ C . 該過程通過導體棒的電荷量為 $\text{[math]}$ D . 該過程經(jīng)歷的時間為 $\text{[math]}$

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10. (2022高三上·湖北月考) 如圖甲所示，間距d = 0.30m的兩條足夠長的平行光滑金屬導軌PQ、MN固定在絕緣水平桌面上，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度的大小B = 0.20T。導軌左端接有電阻R = 1Ω，質(zhì)量m = 40g、阻值r = 2Ω的金屬桿ab垂直導軌放置。在水平向右且與金屬桿ab垂直的力F的作用下，從靜止開始沿導軌做勻加速直線運動。金屬桿ab兩端電壓U隨時間t變化的關系如圖乙所示，導軌電阻不計，重力加速度g取10m/s²。則下列說法正確的是（）

A . 金屬桿ab的加速度大小為8m/s² B . 3s末力F的大小為0.218N C . 0 ~ 3s通過電阻R的電量為0.9C D . 0 ~ 3s力F的沖量大小為0.627N?s

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11. (2022高二下·遼寧月考) 如圖，足夠長光滑平行導軌水平放置，導體棒M、N垂直導軌放置，整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中。用水平恒力F向右拉導體棒M，運動過程中兩導體棒始終保持與導軌垂直且接觸良好。下列關于導體棒的加速度a、速度v及回路中的電流i與時間t的關系，合理的是（）

A . B . C . D .

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12. (2021·廣西模擬) 如圖所示，相距L的光滑金屬導軌固定于水平地面上，由豎直放置的半徑為R的 $\text{[math]}$ 圓弧部分和水平平直部分組成。MNQP范圍內(nèi)有方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場。金屬棒ab和cd（長度均為L）垂直導軌放置且接觸良好，cd靜止在磁場中；ab從圓弧導軌的頂端由靜止釋放，進入磁場后與cd沒有接觸；cd離開磁場時的速度是此時ab速度的一半。已知ab的質(zhì)量為m、電阻為r，cd的質(zhì)量為2m、電阻為2r。金屬導軌電阻不計，重力加速度為g。下列說法正確的是（）

A . 閉合回路感應電流產(chǎn)生磁場與原磁場方向相反 B . cd在磁場中運動的速度不斷變大，速度的變化率不斷變小 C . cd在磁場中運動的過程中流過ab橫截面的電荷量q＝ $\text{[math]}$ D . 從ab由靜止釋放至cd剛離開磁場時，cd上產(chǎn)生的焦耳熱為 $\text{[math]}$ mgR

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13. (2021·廣東) 如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導軌 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 與 $\text{[math]}$ 平行， $\text{[math]}$ 是以O為圓心的圓弧導軌，圓弧 $\text{[math]}$ 左側(cè)和扇形 $\text{[math]}$ 內(nèi)有方向如圖的勻強磁場，金屬桿 $\text{[math]}$ 的O端與e點用導線相接，P端與圓弧 $\text{[math]}$ 接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿 $\text{[math]}$ 靜止在平行導軌上，若桿 $\text{[math]}$ 繞O點在勻強磁場區(qū)內(nèi)從b到c勻速轉(zhuǎn)動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有（）

A . 桿 $\text{[math]}$ 產(chǎn)生的感應電動勢恒定 B . 桿 $\text{[math]}$ 受到的安培力不變 C . 桿 $\text{[math]}$ 做勻加速直線運動 D . 桿 $\text{[math]}$ 中的電流逐漸減小

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14. (2021·廣東模擬) 如圖，將足夠長的平行光滑導軌水平放置，空間中存在垂直導軌平面向上的勻強磁場，導軌上靜止放置兩平行光滑導體棒ab、cd（導體棒垂直導軌且與導軌接觸良好）?，F(xiàn)給cd棒以沿導軌方向且遠離ab棒的初速度，則之后的過程中，兩導體棒（）

A . 速度相等時相距最遠 B . 靜止在導軌上時距離最遠 C . 動量變化量大小一定相等 D . 速度變化量大小一定相等

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三、綜合題

15. (2022·天河模擬) 如圖所示，空間分布著水平方向的勻強磁場，磁場區(qū)域的水平寬度d=0.4m，豎直方向足夠長，磁感應強度B=0.5T。單匝正方形線框PQMN邊長L=0.4m，質(zhì)量m=0.2kg，電阻R=0.1Ω，靜止放在光滑絕緣水平面上“I”位置，現(xiàn)用一水平向右的恒力F=0.8N拉線框，使其向右穿過磁場區(qū)后到達“II”位置。設線框平面在運動中始終保持在豎直平面內(nèi)，PQ邊剛進入磁場后線框恰好做勻速運動，g=10m/s²。求：
1. （1） PQ邊剛進磁場時感應電流I的大小和方向；
2. （2） PQ邊剛進入磁場時的速度大??；
3. （3）線框從“I”位置到“II”位置過程中，恒力F所做的功。
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16. (2022·臺州模擬) 如圖所示，兩光滑的足夠長導軌固定在絕緣水平面上，導軌間距最窄處為一狹縫O，以O為原點、水平向右為正方向建立x軸，兩導軌與x軸的夾角均為 $\text{[math]}$ ，一電阻R=100Ω的電阻器和電容C=4000μF的不帶電電容器分別與導軌左端相連。x>0的區(qū)域內(nèi)分布著垂直于紙面向內(nèi)的磁場，磁感應強度大小沿y軸不變，沿x軸如下：
⑴ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；
⑵ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
導軌上一金屬棒ab與x軸垂直，在外力F作用下從O點開始以速度v=0.5m/s向右勻速運動，金屬棒在運動過程中與導軌始終保持良好接觸，不計金屬棒和導軌的電阻。求：
1. （1）棒ab運動到x₁=0.2m時，流過電阻R的電流；
2. （2）棒ab從x₁=0.2m運動到x₂=0.8m的過程中，外力F與x的關系：
3. （3）棒ab從x₁=0.2m運動到x₂=0.8m的過程中，流過棒的電荷量。
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17. (2022·上海市模擬) 如圖1所示，間距 $\text{[math]}$ 的足夠長傾斜導軌傾角 $\text{[math]}$ ，導軌頂端連一電阻 $\text{[math]}$ ，左側(cè)存在一面積 $\text{[math]}$ 的圓形磁場區(qū)域B，磁場方向垂直于斜面向下，大小隨時間變化如圖2所示，右側(cè)存在著方向垂直于斜面向下的恒定磁場 $\text{[math]}$ ，一長為 $\text{[math]}$ ，電阻 $\text{[math]}$ 的金屬棒ab與導軌垂直放置， $\text{[math]}$ 至 $\text{[math]}$ ，金屬棒ab恰好能靜止在右側(cè)的導軌上，之后金屬棒ab開始沿導軌下滑，經(jīng)過足夠長的距離進入 $\text{[math]}$ ，且在進入 $\text{[math]}$ 前速度已經(jīng)穩(wěn)定，最后停止在導軌上。已知 $\text{[math]}$ 左側(cè)導軌均光滑， $\text{[math]}$ 右側(cè)導軌與金屬棒間的摩擦因數(shù) $\text{[math]}$ ，取 $\text{[math]}$ ，不計導軌電阻與其他阻力。求：
1. （1） $\text{[math]}$ 至 $\text{[math]}$ 內(nèi)流過電阻的電流和金屬棒ab的質(zhì)量；
2. （2）金屬棒ab進入 $\text{[math]}$ 時的速度大??；
3. （3）金屬棒ab進入 $\text{[math]}$ 后滑行的距離x，以及在此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
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18. (2022·奉賢模擬) 如圖，質(zhì)量m = 0.01 kg的金屬棒ab置于光滑的金屬框上，框兩側(cè)接有電阻R₁和R₂ ，整個裝置處于磁感應強度B = 0.1 T的勻強磁場中?，F(xiàn)讓棒ab在框上由靜止開始向右做勻加速直線運動。已知棒ab長L = 0.5 m，棒ab與框接觸始終良好。棒ab的電阻為r = 0.5 Ω，電阻R₁和R₂的阻值分別為6 Ω和3 Ω，運動t = 2 s時測得流過R₁的電流為0.02 A。則
1. （1）棒ab中的感應電流方向；
2. （2） t = 2 s時感應電動勢的大??；
3. （3）棒ab的加速度的大?。?
4. （4） t = 2 s時外力做功的功率。
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19. (2021高三上·山東月考) 如圖所示，空間等間距分布著水平方向的條形勻強磁場，豎直方向磁場區(qū)域足夠長，磁感應強度B=lT，每一條形磁場區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場區(qū)域的間距均為d=0.5m，現(xiàn)有一邊長L=0.2m、質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.1Ω的正方形線框MNOP以v₀=10m/s的初速從左側(cè)磁場邊緣水平進入磁場，求：
1. （1）線框MN邊剛進入磁場時受到安培力的大小F；
2. （2）線框從開始進入磁場到豎直下落的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
3. （3）線框能穿過的完整條形磁場區(qū)域的個數(shù)n。
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20. (2023高二下·重慶市期中) 如圖甲所示，不計電阻的平行金屬導軌豎直放置，導軌間距為L=1 m，上端接有電阻R=3Ω，虛線OO′下方是垂直于導軌平面的勻強磁場?，F(xiàn)將質(zhì)量m=0.1 kg、電阻r=1 Ω的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導軌保持良好接觸，桿下落過程中的v－t圖像如圖乙所示。(取g=10 m/s²)求：
1. （1）磁感應強度B的大?。?
2. （2）桿在磁場中下落0.1 s的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量。
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