6、A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是( )
A．圖甲中，A1與L1的電阻值相同
B．圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流
C．圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同
D．圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等
7．如圖，在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑導軌ab與cd，阻值為R的電阻與導軌的a、c端相連．質(zhì)量為m、電阻不計的導體棒垂直于導軌放置并可沿導軌自由滑動。整個裝置放于勻強磁場中，磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強度的大小為B。導體棒的中點系一不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個質(zhì)量也為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)。現(xiàn)若從靜止開始釋
7、放物塊，用h表示物塊下落的高度（物塊不會觸地），g表示重力加速度，其他電阻不計，則下列說法錯誤的是( )
A．電阻R中的感應(yīng)電流方向由a到c
B．物體下落的最大加速度為0.5g
C．若h足夠大，物體下落的最大速度為
D．通過電阻R的電量為
8．如圖所示，寬為L的平行金屬導軌由光滑的傾斜部分和足夠長的粗糙水平部分平滑連接，右端接阻值為R的電阻c，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有豎直向上、大小為B的勻強磁場。在傾斜部分同一高度h處放置兩根細金屬棒a和b，由靜止先后釋放，a離開磁場時b恰好進入磁場，a在水平導軌上運動的總距離為s。a、b質(zhì)量均為m，電阻均為R，與水平導軌間的動摩擦因數(shù)均為μ，與導軌始
8、終垂直且接觸良好。導軌電阻不計，重力加速度為g。則整個運動過程中( )
A．a(chǎn)棒中的電流方向不變
B．a(chǎn)棒兩端的最大電壓為
C．電阻c消耗的電功率一直減小
D．電阻c產(chǎn)生的焦耳熱為
9．如圖所示，將若干匝線圈固定在光滑絕緣桿上，另一個金屬環(huán)套在桿上且與線圈共軸．當開關(guān)閉合瞬間，線圈中產(chǎn)生磁場，金屬環(huán)就可被加速彈射出去。現(xiàn)在線圈左側(cè)同一位置處先后放置形狀、大小相同的銅環(huán)和鋁環(huán)(兩環(huán)分別用橫截面積相等的銅和鋁導線制成)，且鋁的電阻率大于銅的電阻率，閉合開關(guān)S的瞬間，下列描述正確的是( )
A．從左側(cè)看，環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向
B．線圈沿軸向有伸長的趨勢
C．銅環(huán)受到的安培力大
9、于鋁環(huán)受到的安培力
D．若金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂，不會影響其向左彈射
10．某探究性學習小組研制了一種發(fā)電裝置如圖甲所示，圖乙為其俯視圖。將8塊外形相同的磁鐵交錯放置組合成一個高h＝0.5 m、半徑r＝0.2 m的圓柱體，其可繞固定軸OO′逆時針(俯視)轉(zhuǎn)動，角速度ω＝100 rad/s。設(shè)圓柱外側(cè)附近每個磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小均為B＝0.2 T、方向都垂直于圓柱體側(cè)表面。緊靠圓柱體外側(cè)固定一根長度與圓柱體高相等、電阻為R1＝0.5 Ω的細金屬桿ab，桿ab與軸OO′平行。圖丙中阻值R＝1.5 Ω的電阻與理想電流表A串聯(lián)后接在桿ab兩端。下列說法正確的是( )
A．電流表A的示數(shù)為1 A
10、B．桿ab產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值約為2.83 V
C．電阻R消耗的電功率為2 W
D．在圓柱體轉(zhuǎn)過一周的時間內(nèi)，流過電流表A的總電荷量為零
11．如圖所示，在邊長為a的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，其方向垂直紙面向外，一個邊長也為a的單匝正方形導線框EFGH正好與上述磁場區(qū)域的邊界重合，導線框的電阻為R?，F(xiàn)使導線框以周期T繞其中心O點在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過導線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這時間內(nèi)( )
A．順時針方向轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流方向為E→F→G→H→E
B．平均感應(yīng)電動勢大小等于
C．平均感應(yīng)電動勢大小等于
D．通過導線框橫截面的電荷量為
12．(2019?全國II
11、卷)如圖，兩條光滑平行金屬導軌固定，所在平面與水平面夾角為θ，導軌電阻忽略不計。虛線ab、cd均與導軌垂直，在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導軌所在平面的勻強磁場。將兩根相同的導體棒PQ、MN先后自導軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導軌垂直且接觸良好。已知PQ進入磁場時加速度恰好為零，從PQ進入磁場開始計時，到MN離開磁場區(qū)域為止，流過PQ的電流隨時間變化的圖象可能正確的是( )
13．(2019?全國I卷)空間存在一方向與直面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖（a）中虛線MN所示，一硬質(zhì)細導線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上
12、。t＝0時磁感應(yīng)強度的方向如圖（a）所示，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，則在t＝0到t＝t1的時間間隔內(nèi)( )
A．圓環(huán)所受安培力的方向始終不變
B．圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時針方向
C．圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為
D．圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢大小為
二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
14．(10分)如圖所示，兩根半徑r為1 m的圓弧軌道間距L也為1 m，其頂端a、b與圓心處等高，軌道光滑且電阻不計，在其上端連有一阻
13、值為R的電阻，整個裝置處于輻向磁場中，圓弧軌道所在處的磁感應(yīng)強度大小均為B，且B＝0.5 T。將一根長度稍大于L、質(zhì)量m為0.2 kg、電阻為R0的金屬棒從軌道頂端ab處由靜止釋放。已知當金屬棒到達如圖所示的cd位置時，金屬棒與軌道圓心的連線和水平面夾角θ為60°，金屬棒的速度達到最大；當金屬棒到達軌道底端ef時，對軌道的壓力為3 N。g取10 m/s2。
(1)當金屬棒的速度最大時，求流經(jīng)電阻R的電流大小和方向；
(2)金屬棒滑到軌道底端ef的整個過程中，流經(jīng)電阻R的電荷量為0.1π，則整個回路中的總電阻為多少？
15．(10分)兩根足夠長的平行導軌處在與水
14、平方向成θ＝37°的斜面上，導軌電阻不計，間距為L＝0.3 m，在斜面加有磁感應(yīng)強度為B＝1 T方向垂直于導軌平面的勻強磁場，導軌兩端各接一個阻值為R0＝2 Ω的電阻，一質(zhì)量為m＝1 kg，電阻為r＝2 Ω的金屬棒橫跨在平行軌道間。棒與軌道間動摩擦因數(shù)為0.5，金屬棒以平行于軌道向上的初速度為v0＝10 m/s上滑直至上升到最高點過程中，通過上端電阻電量為Δq＝0.1 C，求：
(1)上升過程中棒發(fā)生的位移；
(2)上端電阻R0產(chǎn)生的焦耳熱。
16．(12分)如圖甲所示，在水平面上固定寬為L＝1 m、足夠長的光滑平行金屬導軌，左端接有R＝0.5 Ω的定
15、值電阻，在垂直導軌且距導軌左端d＝2.5 m處有阻值r＝0.5 Ω、質(zhì)量m＝2 kg的光滑導體棒，導軌其余部分電阻不計。磁場垂直于導軌所在平面，磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。第1 s內(nèi)導體棒在拉力F作用下始終處于靜止狀態(tài)。1 s后，拉力F保持與第1 s末相同，導體棒從靜止直至剛好達到最大速度過程中，拉力F做功為W＝11.25 J。求：
(1)第1 s末感應(yīng)電流的大??；
(2)第1 s末拉力的大小及方向；
(3)1 s后導體棒從靜止直至剛好達到最大速度過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
17．(16分)如圖所示傾角為θ＝30°的
16、平行金屬軌道固定在水平面上，導軌的頂端接有定值電阻R，長度與導軌寬度相等的導體棒AB垂直于導軌放置，且保持與導軌有良好的接觸。圖中虛線1和2之間有垂直導軌平面向上的勻強磁場?，F(xiàn)給導體棒沿導軌向上的初速度，使導體棒穿過磁場區(qū)域后能繼續(xù)向上運動到最高位置虛線3，然后沿導軌向下運動到底端。已知導體棒向上運動經(jīng)過虛線1和2時的速度大小之比為2∶1，導體棒沿導軌向下運動由虛線2到1做勻速直線運動，虛線2、3之間的距離為虛線1、2之間距離的2倍，整個運動過程中導體棒所受的摩擦阻力恒為導體棒重力的，除定值電阻外其余部分電阻均可忽略，求：
(1)導體棒沿導軌向上運動經(jīng)過虛線2的速度v1與沿導軌向下運動經(jīng)過虛
17、線2的速度v2的比值；
(2)導體棒沿導軌向上運動剛經(jīng)過虛線1和剛到達虛線2時的加速度大小之比；
(3)導體棒沿導軌向上運動經(jīng)過磁場與沿導軌向下運動經(jīng)過磁場的過程中，定值電阻R上產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2。
3
單元訓練金卷·高三·物理(B)卷
第十一單元 答 案
一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～13題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)
1．【答案】B
【解析】金屬探測器和安檢門都利用了渦流；用來冶煉合
18、金鋼的真空冶煉爐利用爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化；變壓器的鐵芯用互相絕緣的硅鋼片疊壓而成，是為了減小渦流，故B正確。
2．【答案】D
【解析】磁鐵靠近回路，回路磁通量增大，根據(jù)楞次定律，導體棒阻礙磁通量增加，所以面積會減小，所以P、Q相互靠近，導體棒在安培力作用下運動，所以安培力沿水平方向，A、B錯誤；根據(jù)能量守恒有：，解得：，C錯誤；相互靠近過程中，回路磁感應(yīng)強度增大，磁通量增大，D正確。
3．【答案】D
【解析】如果是恒定直流電源，則線圈P中不可能有感應(yīng)電流，選項A錯誤；線圈中沒有感應(yīng)電流，說明磁通量的變化率為零，即穿進與穿出的磁通量抵消，線圈P在直線AC上的不同
19、位置保持靜止(線圈平面與地面平行)，線圈中沒有感應(yīng)電流，說明金屬管線沿AC走向，選項B錯誤；當線圈平面與射線BD成45°角時，線圈中感應(yīng)電流消失，由幾何關(guān)系知，金屬管線的埋覆深度為L，選項C錯誤；線圈P在D處，如果它與地面夾角為45°(與題中所述線圈平面與射線BD成45°角的情況下的平面垂直)時，線圈就與磁感線垂直，穿過P的磁通量最大，P中的感應(yīng)電流就最大，選項D正確。
4．【答案】C
【解析】設(shè)導體桿轉(zhuǎn)動的角速度為ω，則導體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Br2ω，電流I＝，回路中的電功率P＝EI，設(shè)維持導體桿勻速轉(zhuǎn)動的外力為F，則有P＝F，v＝rω，聯(lián)立解得F＝Br，ω＝，選項C正
20、確，選項A、B、D錯誤。
5．【答案】B
【解析】設(shè)線圈電阻為R，完全進入磁場時的速度為vx.線圈在穿過磁場的過程中所受的合外力為安培力。對于線圈進入磁場的過程，根據(jù)動量定理可得－FΔt＝－Ba＝－Ba＝mvx－mv0，對于線圈穿出磁場的過程，據(jù)動量定理可得－F′Δt′＝－Ba＝－Ba＝mv－mvx，聯(lián)立可得vx＝，選項B正確。
6．【答案】C
【解析】圖甲中，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，所以斷開開關(guān)S1之前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時，流經(jīng)L1的電流大于流經(jīng)A1的電流，L1的電阻值小于A1的阻值，A、B選項錯誤；圖乙中，閉合開關(guān)S2，最終完全相同的燈A2與A3的亮度相同，即最終A2與A
21、3的電流相同，所以變阻器R與L2的電阻值相同，C選項正確；閉合S2瞬間，L2對電流有阻礙作用，L2中電流小于變阻器R中電流，D選項錯誤。
7．【答案】A
【解析】從靜止開始釋放物塊，導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到a，故A錯誤；設(shè)導體棒所受的安培力大小為F，根據(jù)牛頓第二定律得：物塊的加速度，當F＝0，即剛釋放導體棒時，a最大，最大值為，故B正確；物塊和滑桿先做加速運動，后做勻速運動，此時速度最大，則有mg＝F，而F＝BIl，，解得物體下落的最大速度為，故C正確；通過電阻R的電量，故D正確。
8．【答案】D
【解析】當a棒進入磁場中做切割磁感線運
22、動時，由右手定則可判斷感應(yīng)電流的方向為垂直紙面向外，當a棒離開磁場時b棒剛好進入磁場，同理可判斷通過a棒的電流方向為垂直紙面向里，故通過a棒的電流方向會發(fā)生改變，故A錯誤；a棒從斜面靜止釋放過程中有：，解得進入水平軌道的速度大小為，a棒進入磁場后受到安培力和摩擦力的作用做減速運動，剛進入磁場時速度最大，最大感應(yīng)電動勢為，此時a棒作為等效電源，b棒與電阻c并聯(lián)，并聯(lián)電阻大小為，則總電阻為，故a棒兩端的最大電壓為，故B錯誤；a棒進入磁場后做減速運動，根據(jù)可知，電流逐漸減小，故電阻c消耗的電功率由逐漸減??；當a棒離開磁場時b棒剛好進入磁場，此時b棒的速度與a棒剛進入磁場時的速度相等，則電阻c消耗的電
23、功率仍由逐漸減小，故電阻c消耗的電功率并非一直減小，故C錯誤；由能量守恒定律可知，整個過程中產(chǎn)生的總熱量為，且，其中，則電阻c產(chǎn)生的焦耳熱為，故D正確。
9．【答案】AC
【解析】線圈中通電瞬間，由安培定則可知，磁場方向向左，通過金屬環(huán)的磁通量增加，從左側(cè)看，環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流，A正確；同向電流相互吸引，故線圈有收縮的趨勢，B錯誤；因銅環(huán)的電阻小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流大，受到的安培力大，C正確；若金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂，就不能構(gòu)成閉合回路，環(huán)中有感應(yīng)電動勢，但無感應(yīng)電流，不受安培力作用，是不會被向左彈出的，D錯誤。
10．【答案】AD
【解析】桿ab切割磁感線產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢為Em＝B
24、hv，又v＝ωr，解得Em＝2 V；因為B的大小及v的大小均不變，所以最大電動勢的大小不變，且電動勢的有效值E＝Em＝2 V，選項B錯誤；電流表A的示數(shù)為I＝＝ A＝1 A，選項A正確；PR＝I2R＝12×1.5 W＝1.5 W，選項C錯誤；在圓柱體轉(zhuǎn)過一周的時間內(nèi)，流過電流表A的平均電流為零，即流過電表A的總電荷量為零，選項D正確。
11．【答案】BD
【解析】由于虛線位置是經(jīng)過到達的，若線框順時針方向轉(zhuǎn)動時，通過線框的磁通量是變小的，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場跟原磁場方向相同，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向為垂直紙面向外，根據(jù)安培定則，我們可以判斷出感應(yīng)電流的方向為：E→H→G→F→E
25、，故A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：平均感應(yīng)電動勢E＝＝，OC＝a，OA＝a，AB＝AC；根據(jù)幾何關(guān)系找出有磁場穿過面積的變化ΔS＝(3－2)a2，解得：E＝，故B正確，C錯誤；通過導線框橫截面的電荷量q＝t＝t＝·＝，故D正確。
12．【答案】AD
【解析】由于PQ進入磁場時加速度為零，若PQ出磁場時MN仍然沒有進入磁場，則PQ出磁場后至MN進入磁場的這段時間，由于磁通量φ不變，無感應(yīng)電流。由于PQ、MN同一位置釋放，故MN進入磁場時與PQ進入磁場時的速度相同，所以電流大小也應(yīng)該相同，A正確、B錯誤；若PQ出磁場前MN已經(jīng)進入磁場，由于磁通量φ不變，PQ、MN均加速運動，PQ出磁場后，
26、MN由于加速故電流比PQ進入磁場時電流大，故C正確、D錯誤。
13．【答案】BC
【解析】根據(jù)B－t圖象，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向一直為順時針，但在t0時刻，磁場的方向發(fā)生變化，故安培力方向FA的方向在t0時刻發(fā)生變化，則A錯誤，B正確；由閉合電路歐姆定律得：，又根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：，又根據(jù)電阻定律得：，聯(lián)立得：，則C正確，D錯誤。
二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
14．【解析】(1)金屬棒速度最大時，在軌道切
27、線方向上所受合力為0，則有
mgcosθ＝BIL (2分)
解得I＝＝2 A，流經(jīng)R的電流方向為a→R→b。(3分)
(2)金屬棒滑到軌道底端的整個過程中，穿過回路的磁通量變化量為
ΔΦ＝BS＝B·L·＝ (1分)
平均電動勢為＝ (1分)
平均電流為＝ (1分)
則流經(jīng)電阻R的電荷量q＝Δt＝＝＝0.1π (1分)
解得整個回路中的總電阻為R＋R0＝2.5 Ω。 (1分)
15．【解析】(1)金屬棒上升到最高點的過程中，通過上端電阻的電量Δq＝0.1 C，即金屬棒中通過的電量為2Δq，
設(shè)金屬棒中的平均電流為：＝＝＝ (2分)
通過金屬棒的電量為：Δt＝2Δq
28、 (2分)
聯(lián)立解得：Δsmax＝2 m。 (2分)
(2)上端電阻與下端電阻相等，并聯(lián)后電阻為1 Ω，再與金屬棒的電阻r＝2 Ω串聯(lián)，外電路產(chǎn)生的焦耳熱為全電路焦耳熱的，上端電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q又為外電路焦耳熱的，設(shè)全電路產(chǎn)生的焦耳熱為6Q。由能量守恒可知：
mg(sinθ＋μcosθ)smax＋6Q＝mv (2分)
解得：Q＝5 J。 (2分)
16．【解析】(1)0～1 s內(nèi)，由圖象得：＝0.8 T/s (1分)
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E＝＝2 V (1分)
回路電流：I＝＝2 A。 (1分)
(2)F安＝BIL＝1.6 N (1分)
根據(jù)受力平衡，拉力F＝1
29、.6 N，方向：水平向右 (2分)
(3)1 s后導體棒做變加速直線運動，當受力平衡速度達最大，B＝0.8 T，則由電磁感應(yīng)定律：
E′＝BLv(1分)
最終勻速運動時：F＝BIL (1分)
代入數(shù)據(jù)得：I＝2 A
I＝ (1分)
代入數(shù)據(jù)得：v＝2.5 m/s
根據(jù)能量守恒定律：W＝mv2＋Qr＋QR (1分)
代入數(shù)據(jù)得：Qr＋QR＝5 J，＝＝1 (1分)
聯(lián)立解得：QR＝2.5 J。(1分)
17．【解析】(1)設(shè)虛線2、3之間的距離為x，導體棒由虛線2運動到虛線3的過程中，導體棒由虛線2運動到虛線3的過程中加速度大小為a1、導體棒由虛線3運動到虛線2的過
30、程中加速度大小為a2，則由牛頓第二定律得：(1分)
(1分)
解得：，
由，可得： (1分)
由，可得 (1分)
因此v1∶v2＝∶1 (1分)
(2)設(shè)導體棒的長度為L，導體棒沿導軌向上運動經(jīng)過虛線1時的速度為v0，加速度大小為a3，則此時的感應(yīng)電動勢E1＝BLv0
由閉合電路歐姆定律得，回路中的電流
此時導體棒所受安培力大小為F1＝BI1L＝，方向沿導軌向下 (1分)
由牛頓第二定律得： (1分)
由題意可知導體棒由虛線3剛回到虛線2時速度大小為v2，此時的感應(yīng)電動勢為E2＝BLv2
回路中的電流
此時導體棒所受安培力的大小為F2＝BI2L＝，方向沿導軌向上 (1分)
由力的平衡條件可得：
又因為v1∶v2＝∶1，v0∶v1＝2∶1
聯(lián)立解得： (1分)
設(shè)導體棒剛好到達虛線2時的加速度為a4，根據(jù)牛頓第二定律則有：
解得： (1分)
所以 (1分)
(3)設(shè)虛線1和虛線2之間的距離為d，導體棒沿導軌向上穿過此區(qū)域時，由功能關(guān)系可知：
(1分)
導體棒由虛線2運動到虛線3的過程中，由功能關(guān)系可得：
(1分)
解得： (1分)
導體棒由虛線2運動到虛線1的過程中，由功能關(guān)系可得：
Q2＝W2＝F2d＝ (1分)
所以：Q1∶Q2＝10∶1。(1分)
3
備戰(zhàn)2020年高考物理一輪復習 單元訓練金卷 第十一單元 電磁感應(yīng)B卷（含解析）
