2020年高考物理二轮复习：09 电磁感应

试卷更新日期：2020-05-12 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 如图所示，AB、CD是一个圆的两条直径且AB、CD夹角为60°，该圆处于匀强电场中，电场强度方向平行该圆所在平面.其中φ_B=φ_C=φ，U_BA=φ，保持该电场的场强大小和方向不变，让电场以B点为轴在其所在平面内逆时针转过60°.则下列判断中不正确的是（）

A、转动前U_BD=φ B、转动后U_BD= $\frac{φ}{2}$ C、转动后 $U_{A C} = \sqrt{3} φ$ D、转动后 $U_{B C} = \frac{3 φ}{2}$

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2. 如图所示，一根质量为M、长为L的铜管放置在水平桌面上，现让一块质量为m、可视为质点的钕铁硼强磁铁从铜管上端由静止下落，强磁铁在下落过程中不与铜管接触，在此过程中（）

A、桌面对铜管的支持力一直为Mg B、铜管和强磁铁组成的系统机械能守恒 C、铜管中没有感应电流 D、强磁铁下落到桌面的时间 $t > \sqrt{\frac{2 L}{g}}$

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3. 老师让学生观察一个物理小实验：一轻质横杆可绕中心点自由转动，横杆两侧各固定一金属环，其中左环上有一小缺口。老师拿一条形磁铁插向其中一个小环；后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（）

A、磁铁插向左环，横杆发生转动 B、磁铁插向右环，横杆发生转动 C、把磁铁从左环中拔出，左环会跟着磁铁运动 D、把磁铁从右环中拔出，右环不会跟着磁铁运动

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4. 如图所示，有一n匝矩形线圈abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sinα＝0.8，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为（）

A、0.8BS B、0.8nBS C、BS D、nBS

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5. 如图甲所示，一金属线圈的横截面积为S，匝数为n匝。t=0时刻，磁场平行于线圈轴线向左穿过线圈，其磁感应强度的大小B随时间t变化的关系如图乙所示。则线圈两端a和b之间的电势差U_ab（）

A、在t=0时刻，U_ab= $\frac{n B_{0} S}{t_{2}}$ B、在t=t₁时刻，U_ab=0 C、从0~t₂这段时间，U_ab= $\frac{n B_{0} S}{t_{1}}$ D、从0~t₂这段时间，U_ab= $\frac{n B_{0} S}{t_{2}}$

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6. 如图，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为L；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为L的正方形导线框沿OO′方向匀速通过磁场，t=0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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7. 如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，在从图示位置转过90°角过程中，穿过线框平面的磁通量（）

A、保持不变 B、先增大再减小 C、逐渐减小 D、先减小再增大

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8. 两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示，线圈L的平面跟纸面平行，现将线圈从位置A沿M、N连线的中垂线迅速平移到位置B，则在平移过程中，线圈中的感应电流（）

A、沿顺时针方向，且越来越小 B、沿逆时针方向，且越来越大 C、始终为零 D、先顺时针，后逆时针

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9. 如图所示，平行金属导轨竖直放置，仅在虚线MN下面的空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，导轨上端跨接一定值电阻R，质量为m、电阻r的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动，导轨的电阻不计，将金属棒从图示位置由静止释放，则进入磁场后（）

A、a点的电势高于b点的电势 B、金属棒中产生的焦耳热小于金属棒机械能的减少量 C、金属棒受到的安培力大小为2mg D、金属棒刚进入磁场过程中可能做匀减速运动

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10. 长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：i＝I_msin ωt，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是（）

A、由顺时针方向变为逆时针方向 B、由逆时针方向变为顺时针方向 C、由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向 D、由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向

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二、多选题

11. 如图所示，金属圆环放置在水平桌面上，一个质量为m的圆柱形永磁体轴线与圆环轴线重合，永磁体下端为N极，将永磁体由静止释放永磁体下落h高度到达P点时速度大小为v，向下的加速度大小为a，圆环的质量为M，重力加速度为g，不计空气阻力，则（）

A、俯视看，圆环中感应电流沿逆时针方向 B、永磁体下落的整个过程先加速后减速，下降到某一高度时速度可能为零 C、永磁体运动到P点时，圆环对桌面的压力大小为Mg+mg－ma D、永磁体运动到P点时，圆环中产生的焦耳热为mgh+ $\frac{1}{2}$ mv²

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12. 如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈（单匝）的周期为T，转轴O₁O₂垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A．那么（）

A、线圈消耗的电功率为4W B、线圈中感应电流的有效值为2A C、任意时刻线圈中的感应电动势为 $e = 4 \cos \frac{2 π}{T} t$ D、任意时刻穿过线圈的磁通量为 $ϕ = \frac{T}{π} \sin \frac{2 π}{T} t$

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13. 如图所示，在电阻不计的边长为L的正方形金属框abcd的cd边上接两个相同的电阻，平行金属板e和f通过导线与金属框相连，金属框内两虚线之间有垂直于纸面向里的磁场，同一时刻各点的磁感应强度B大小相等，B随时间t均匀增加，已知 $\frac{Δ B}{Δ t} = k$ ，磁场区域面积是金属框面积的二分之一，金属板长为L，板间距离为L．质量为m，电荷量为q的粒子从两板中间沿中线方向以某一初速度射入，刚好从f 板右边缘射出．不计粒子重力，忽略边缘效应．则（）

A、金属框中感应电流方向为abcda B、粒子带正电 C、粒子初速度为 $\frac{L}{2} \sqrt{\frac{k q}{m}}$ D、粒子在e、f间运动增加的动能为 $\frac{1}{4} k L^{2} q$

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14. 如图所示，在垂直于纸面向外的匀强磁场中，水平放置两个同心金属环，半径分别是r和3r，磁感应强度为B，在两环间连接有一个电容为C的电容器，a、b是电容器的两个极板。长为2r的金属棒AB沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好，并绕圆心以角速度ω做顺时针方向（从垂直环面向里看）的匀速圆周运动。则下列说法正确的是（）

A、金属棒AB中有从B到A的持续电流 B、电容器b极板带负电 C、电容器两端电压为 $4 ω B r^{2}$ D、电容器所带电荷量为 $1.5 C ω B r^{2}$

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15. 一直升机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b。如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，如图所示，则（）

A、 $E = π f L^{2} B$ B、 $E = 2 π f L^{2} B$ C、a点电势低于b点电势 D、a点电势高于b点电势

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16. 如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为L，导轨电阻忽略不计．在M和P之间接有阻值为R的甲与乙两个定值电阻，导体杆ab的质量为m，电阻为r，并与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中．现给导体杆ab一初速度v₀ ，使杆向右运动．最后杆停在导轨上。下列说法正确的是（）

A、ab杆做匀减速直线运动直到静止 B、ab杆速度减为 $\frac{v_{0}}{2}$ 时，ab杆加速度大小为 $\frac{B^{2} L^{2} v_{0}^{}}{m (R + 2 r)}$ C、ab杆速度减为 $\frac{v_{0}}{2}$ 时，通过甲电阻的电量 $q = \frac{m v_{0}^{}}{2 B L}$ D、ab杆速度减为 $\frac{v_{0}}{2}$ 时，ab杆走过的位移 $s = \frac{m (R + 2 r) v_{0}^{}}{4 B^{2} L^{2}}$

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17. 如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下先以速度v向右匀速进入匀强磁场，又以速度2v匀速进入同一匀强磁场，则第一次与第二次进入磁场的比值，下列说法正确的是（）

A、线圈中的感应电流之比1：2 B、外力做功的最大功率之比4：1 C、线圈中产生热量之比2：1 D、线圈中通过的电荷量之比1：1

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18. 内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电小球，以速度 $v_{0}$ 沿逆时针方向匀速转动，如图所示，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，则以下说法正确的是 $($ $)$

A、小球对玻璃环的压力一定不断增大 B、小球受到的磁场力一定不断增大 C、小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动 D、电场力对小球先做负功后做正功

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19. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，PQ 为两磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B和2B。一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以初速度2v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到每个磁场中各有一半的面积时，线框的速度变为v，则下列判断正确的（）

A、此时线框的加速度为 $\frac{9 B^{2} a^{2} v}{m R}$ B、此时线框中的电功率为 $\frac{9 B^{2} a^{2} v^{2}}{4 R}$ C、此过程中通过线框截面的电量为 $\frac{3 B a^{2}}{2 R}$ D、此过程中线框克服安培力做的功为 $\frac{3}{4} m v^{2}$

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三、综合题

20. 如图(1)所示，线圈匝数n＝200匝，直径d₁＝40cm，电阻r＝2Ω，线圈与阻值R＝6Ω的电阻相连．在线圈的中心有一个直径d₂＝20cm的有界圆形匀强磁场，磁感应强度按图(2)所示规律变化，试求：(保留两位有效数字)

(1)、通过电阻R的电流方向和大小；

(2)、电压表的示数．

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21. CD、EF是水平放置的电阻可忽略的光滑平行金属导轨，两导轨距离水平地面高度为H，导轨间距为L，在水平导轨区域存在方向垂直导轨平面向上的有界匀强磁场（磁场区域为CPQE），磁感强度大小为B，如图所示.导轨左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，弯曲的光滑轨道的上端接有一电阻R。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上距离水平金属导轨高度h处由静止释放，导体棒最终通过磁场区域落在水平地面上距离水平导轨最右端水平距离x处。已知导体棒质量为m，导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度为g。求：

(1)、导体棒两端的最大电压U；

(2)、整个电路中产生的焦耳热；

(3)、磁场区域的长度d。

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22. 如图所示，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m ，长度均为L ，电阻均为R ，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F ，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(1)、金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；

(2)、金属棒ab达到最大速度所用的时间；

(3)、金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。

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23. 如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合金属线框abcd，线框平面与磁场垂直．已知磁场的磁感应强度为B₀ ，线框匝数为n、面积为S、总电阻为R。现将线框绕cd边转动，经过Δt时间转过90°。求线框在上述过程中

(1)、感应电动势平均值E；

(2)、感应电流平均值I；

(3)、通过导线横截面的电荷量q。

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24. 如图所示，光滑且不计电阻的导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为 $B = 0.5 T$ ，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab质量 $m = 0.02 kg$ ，长度与导轨宽度均为 $L = 0.4 m$ ，电阻 $r = 1.0 Ω$ 。当导体棒匀速下滑时，完全相同的两小灯泡恰好正常发光，灯泡上的标识已经不清楚，只能看到3V，整个过程中导体棒都紧贴导轨，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、ab匀速运动时通过ab的电流方向；

(2)、ab匀速运动后 $t = 3 s$ 内通过ab的电荷量；

(3)、灯泡的额定功率；

(4)、ab匀速运动时速度的大小。

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