【三维设计】2015高考物理大一轮复习 第九章 电磁感应阶段验收评

电 磁 感 应

(时间：60分钟 满分：100分)

一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，每小题只有一个选项正确) 1．(2014·无锡二模)在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列说法正确的是( )

A．牛顿首创了将实验和逻辑推理和谐结合起来的物理学研究方法 B．卡文迪许总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量的数值 C．法拉第提出了场的概念从而使人类摆脱了超距作用观点的困境 D．奥斯特最早发现了电磁感应现象为发明发电机提供了理论依据

解析：选C 伽利略首创了将实验和逻辑推理和谐结合起来的物理学研究方法，选项A错误；牛顿总结出了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量的数值，选项B错误；法拉第提出了场的概念从而使人类摆脱了超距作用观点的困境，选项C正确；法拉第最早发现了电磁感应现象为发明发电机提供了理论依据，选项D错误。

2.如图1所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是( )

图1

A．a→b→c→d→a B．d→c→b→a→d

C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d

解析：选B 线框从右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点摆到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，所以选B。

3. (2014·江苏名校联考)图2中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、R0、电键和电池

E可构成闭合回路。线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方

向相同，该电流为正，否则为负。电键K1和K2都处于断开状态。设在t＝0时刻，接通电键K1，经过一段时间，在t＝t1时刻，再接通电键K2，则能正确表示L中的电流I随时间t的变

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化图线的是( )

图2

图3

解析：选A t＝0时刻，接通电键K1，由于线圈自感的作用，L中的电流I逐渐增大。在t＝t1时刻，再接通电键K2，线圈产生自感电动势，电流逐渐减小，选项A正确。

4．(2014·皖南八校联考)如图4所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向。外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，则这些量随时间变化的关系正确的是( )

图4

图5

解析：选C 线框速度v＝at，产生的感应电动势随时间均匀增大，感应电流均匀增大，安培力随时间均匀增大，外力F随时间变化关系是一次函数，但不是成正比，功率P＝EI随时间变化关系是二次函数，其图像是抛物线，所以C正确A、B错误。导体横截面的电荷量q＝It随时间变化关系是二次函数，其图像是抛物线，选项D错误。

5. (2014·河南三市联考)矩形导线框固定在匀强磁场中， 如图6甲所示。磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则( )

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图6

A．从0到t1时间内，导线框中电流的方向为abcda B．从0到t1时间内，导线框中电流越来越小

C．从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcba D．从0到t2时间内，导线框ab边受到的安培力越来越大

解析：选C 由楞次定律，知从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcba，选项A错误C正确；由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，从0到t1时间内，导线框中电流恒定，选项B错误；由安培力公式，从0到t2时间内，导线框ab边受到的安培力先减小后增大，选项D错误。

二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项正确，全选对得6分，选对但不全得3分，选错或不选得0分)

6. (2014·江苏二校联考)如图7所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中( )

图7

A．导体框中产生的感应电流方向相同 B．导体框中产生的焦耳热相同 C．导体框ad边两端电势差相同 D．通过导体框截面的电量相同

解析：选AD 由楞次定律可判断出，导体框从两个方向移出磁场的两过程中，导体框中产生的感应电流方向相同，选项A正确；由于导体框从两个方向移出磁场的两过程中速度不同，产生的感应电动势和感应电流不同，导体框中产生的焦耳热不相同，导体框ad边两端电势差不相同，选项B、C错误；由E＝ΔΦ/Δt，I＝E/R，q＝IΔt可得q＝ΔΦ/R，导体框从两个方向移出磁场的两过程中磁通量变化ΔΦ相同，通过导体框截面的电量相同，选项D正确。

7.如图8所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒ab、cd的质量之比为2∶1。用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后( )

3

图8

A．金属棒ab、cd都做匀速运动 B．金属棒ab上的电流方向是由b向a C．金属棒cd所受安培力的大小等于2F/3 D．两金属棒间距离保持不变

解析：选BC 对两金属棒ab、cd进行受力和运动分析可知，两金属棒最终将做加速度相同的匀加速直线运动，且金属棒ab速度小于金属棒cd速度，所以两金属棒间距离是变大的，由楞次定律判断金属棒ab上的电流方向是由b到a，A、D错误，B正确；以两金属棒整体为研究对象有：F＝3ma，隔离金属棒cd分析：F－F安＝ma，可求得金属棒cd所受安培力2

的大小F安＝F，C正确。

3

8.(2014·江都检测)如图9所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab。导轨的一端连接电阻R，其它电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动。则( )

图9

A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大 B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能

C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率 D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能

解析：选CD 金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动，随着ab运动速度的增大，产生的感应电流增大，所受与F方向相反的安培力增大，其加速度减小，选项A错误；外力F对ab做的功等于电路中产生的电能和导体棒增加的动能之和，选项B错误；由能量守恒定律可知，当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率，选项C正确；无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，选项D正确。

三、非选择题(本题共4小题，共52分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤)

9．(10分)(2014·北京朝阳期末)如图10所示，在水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道，轨道间距L＝0.40 m，轨道左侧连接一定值电阻R＝0.80 Ω。将一金属直导线ab 4

垂直放置在轨道上形成闭合回路，导线ab的质量m＝0.10 kg、电阻r＝0.20 Ω，回路中其余电阻不计。整个电路处在磁感应强度B＝0.50 T的匀强磁场中，B的方向与轨道平面垂直。导线ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a＝2.0 m/s由静止开始做匀加速直线运动，求：

2

图10

(1)5 s末的感应电动势大小； (2)5 s末通过R电流的大小和方向；

(3)5 s末，作用在ab金属导线上的水平拉力F的大小。

解析：(1)由于导线ab做匀加速直线运动，设它在第5 s末速度为v，所以

v＝at＝10.0 m/s

根据法拉第电磁感应定律：E＝BLv， 代入数据得E＝2.0 V (2)根据闭合电路欧姆定律：

EI＝，代入数据得I＝2.0 A 方向为d→c R＋r(3)因为金属直导线ab做匀加速直线运动， 故F－F安＝ma

其中：F安＝BIL＝0.40 N

F＝F安＋ma，代入数据得F＝0.6 N

答案：(1)2.0 V (2)2.0 A 方向为d→c (3)0.6 N

10．(12分)(2014·黄山七校联考)如图11所示，M、N为纸面内两平行光滑导轨，间距为L。轻质金属杆ab可在导轨上左右无摩擦滑动，杆与导轨接触良好，导轨右端与定值电阻连接。P、Q为平行板器件，两板间距为d，上下两板分别与定值电阻两端相接。两板正中左端边缘有一粒子源始终都有速度为v0的带正电粒子沿平行于极板的方向进入两板之间。整个装置处于垂直于纸面向外的匀强磁场中。已知轻杆和定值电阻的阻值分别为r和R，其余电阻不计，带电粒子的重力不计，为使粒子沿原入射方向从板间右端射出，则轻杆应沿什么方向运动？速度多大？

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