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    专题23 电磁感应(一)-2021年高考高三下学期5月模拟物理试题汇编

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    2021年高考高三下学期5月模拟物理试题汇编专题23 电磁感应(一)12021·河南省郑州市高三下学期二模)在如下图所示的甲、乙、丙图中,是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。导体棒垂直放在导轨上,导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中,导体棒和导轨间的摩擦不计,导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,甲图中的电容器C原来不带电。今给导体棒一个向右的初速度,在甲、乙、丙图中导体棒在磁场中的运动状态是(  )A. 甲图中,棒最终做匀速运动 B. 乙图中,棒匀减速运动直到最终静止C. 丙图中,棒最终做匀速运动 D. 甲、乙、丙中,棒最终都静止【答案】AC【解析】A.图甲中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电,当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时,电路中没有电流,ab棒不受安培力,向右做匀速运动;故A正确;B.图乙中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流,通过电阻R转化为内能,ab棒速度减小,当ab棒的动能全部转化为内能时,ab棒静止;又由于由于速度减小,则产生感应电流减小,导体棒所受安培力减小,根据牛顿第二定律可知导体棒的加速度减小,所以乙图中,棒ab做加速度减小的减速运动最终静止;故B错误;C.图丙中,导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动,速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动,当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时,电路中没有电流ab棒向左做匀速运动。故C正确;D.由以上分析可知,甲、乙、丙中,只有图乙中棒最终静止,故D错误。故选AC22021·河南省郑州市高三下学期二模)如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度随时间均匀变化,磁场方向取垂直纸面向里为正方向。正方形硬质金属框放置在磁场中,金属框平面与磁场方向垂直,电阻,边长,则下列说法错误的是(  )A. 时间内,金属框中的感应电动势为B. 时,金属框边受到的安培力的大小为C. 时,金属框边受到的安培力的方向垂直于向右D. 时间内,金属框中电流的电功率为【答案】C【解析】A.根据法拉第电磁感应定律金属框的面积不变,磁场的磁感应强度变化,故解得A正确;B.感应电流为时,受到的安培力为B正确;C.根据楞次定律,感应电流阻碍磁通量的变化,磁通量随磁感应强度的减小,线框有扩大的趋势,故受到的安培力水平向左,故C错误;D.电功率为D正确;故选C32021·山东省烟台市高三下学期适应性练习)如图所示,竖直面内固定一足够长的竖直光滑平行金属导轨,导轨上端接有一个定值电阻R,整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场中,一质量为m、电阻不计的金属棒可紧贴导轨自由滑动。现让金属棒由静止下滑,不计导轨电阻和空气阻力,则金属棒在运动过程中,加速度大小a与速度大小v、流过的电荷量q与位移x的关系图像中正确的有(  )A. B. C.  D. 【答案】AD【解析】AB.金属棒中感应电流为对金属棒,由牛顿第二定律可得联立可得对比题中图像可知,A正确,B错误;CD.金属棒产生的平均感应电动势为平均感应电流为流过的电荷量为联立可得对比题中图像可知,C错误,D正确。故选AD42021·广东省普宁二中高三下学期5月适应性考试)如图所示,在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有两根位于同一水平面内且间距为L的平行金属导轨(导轨足够长,电阻不计);两根质量均为m、内阻均为r的光滑导体棒abcd静止在导轨上(导体棒与金属导轨接触良好),t=0时,ab棒以初速度3v0向右滑动,cd棒以初速度v0向左滑动,关于两棒的运动情况,下列说法正确的是(  )A. 当其中某根棒的速度为零时,另一根棒的速度大小为v0B. 当其中某根棒的速度为零时,另一根棒的加速度大小为C. 从初始时刻到其中某根棒的速度为零过程中,导体棒ab产生的焦耳热为D. cd棒的收尾速度大小为v0【答案】CD【解析】A.由于两棒组成的系统动量守恒,取向右方向为正方向,由动量守恒定律可得所以当其中某根棒的速度为零时,另一根棒的速度大小为2v0,则A错误;B.当其中某根棒的速度为零时,另一根棒的速度大小为2v0,则有 联立解得由牛顿第二定律可得,另一根棒的加速度大小为所以B错误;C.从初始时刻到其中某根棒的速度为零过程中,两根导体棒上产生的焦耳热为则导体棒ab产生的焦耳热为所以C正确;Dcd棒的收尾速度为两根导体棒具有共同速度,则有解得所以D正确;故选CD52021·福建省南平市高三下学期第二次质检)如图甲所示,两相距为L的光滑金属导轨水平放置,右端连接阻值为R的电阻,导轨间存在磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场。一质量为m的金属导体棒ab在水平拉力F作用下,从静止开始向左运动,金属棒的内阻为r,其余电阻不计,金属棒运动过程中始终与导轨垂直,并保持良好接触,其速度时间图像如图乙所示,vmT为已知量。则(  )A. 时间内,拉力随时间变化的关系为B. 时间内,安培力的冲量为C. 两段时间内,拉力做功相等D. 两段时间内,回路产生的热量相等【答案】AD【解析】A时间内,根据乙图,金属导体棒的加速度为该段时间内,任意时刻的速度为则有根据牛顿第二定律,有联立可得A正确;B时间内,安培力的冲量为联立,可得B错误;C两段时间内,加速度大小相同,有可知,这两段时间内,虽然位移相同,但拉力不相等。故做功不相等,故C错误;D两段时间内,根据图线对称性可知,金属棒切割速度对称,感应电动势对称,产生热量相等,有D正确。故选AD62021·福建省龙岩市高三下学期5月三模)如图甲所示,理想变压器的一一组线圈与水平导轨相连,导轨处于竖直向上的匀强磁场中,金属棒AB垂直放在导轨上,其向左运动的速度图像如图乙所示。则下列各图中能表示ab两端的电压uab随时间t变化的图像是(  )A. B. C. D. 【答案】B【解析】导体棒运动时产生的感应电动势为E=BLv由图可知速度随时间做一次函数变化,其斜率为常数,根据楞次定律可知在线圈中产生的电压恒定,且电流方向在t1时刻发生变化,则ab两端的电压uab也发在t1时刻发生变化。故选B72021·北京市西城区高三下学期5月测试)如图1所示,地面上方高度为d的空间内有水平方向的匀强磁场,质量为m的正方形闭合导线框abcd的边长为l,从bc边距离地面高为h处将其由静止释放,已知h > d > l。从导线框开始运动到bc边即将落地的过程中,导线框的v-t图像如图2所示。重力加速度为g,不计空气阻力,以下有关这一过程的判断正确的是(  )A. t1~ t2时间内导线框受到的安培力逐渐增大B. 磁场的高度可以用图中阴影部分的面积表示C. 导线框重力势能的减少量等于其动能的增加量D. 导线框产生的焦耳热大于【答案】D【解析】A.由图2可知,在时间内,导线框自由落体,时间内导线框切割磁感线进入磁场,做加速度减小的减速运动,完全进入磁场后有做匀加速运动,所以根据受力分析可知,在减小,则安培力在减小,A错误;B.根据题意可知,在时间段内,导线框切割磁感线,距离为,完全进入后又做加速运动直到落地,所以磁场高度时间内的位移,B错误;C.根据题意可知,安培力做负功,所以重力势能减少量为动能增加量和安培力做功,C错误;D.由题可知所以在下降过程中导线框产生的焦耳热大于故选D82021·北京市西城区高三下学期5月测试)如图所示,线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。实验中观察到,开关闭合瞬间,电流表指针向右偏转,则(  )A. 开关断开瞬间,电流表指针不偏转B. 开关闭合瞬间,两个线圈中的电流方向可能同为顺时针或逆时针C. 开关闭合,向右移动滑动变阻器的滑片,电流表指针向右偏转D. 开关闭合,向上拔出线圈A的过程中,线圈B将对线圈A产生排斥力【答案】C【解析】A.开关断开瞬间,线圈B中会产生感应电流阻碍穿过其的磁通量减小,所以电流表指针会偏转,故A错误;B.开关闭合瞬间,线圈B中会产生感应电流阻碍穿过其的磁通量增大,所以两个线圈中的电流方向一定相反,故B错误;C.开关闭合,向右移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入回路的阻值减小,则线圈A中的电流增大,线圈B中会产生感应电流阻碍穿过其的磁通量增大,所以感应电流的方向应和开关闭合瞬间时的相同,即电流表指针向右偏转,故C正确;D.开关闭合,向上拔出线圈A的过程中,线圈B中会产生感应电流阻碍穿过其的磁通量减小,表现为线圈B对线圈A产生吸引力,故D错误。故选C92021·北京市海淀区高三下学期5月期末)手机无线充电功能的应用为人们提供更大的便利。图甲为其充电原理的示意图,充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的励磁线圈可产生交变磁场,从而使手机内的感应线圈中产生感应电流。当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时(电流由a流入时的方向为正),不考虑感应线圈的自感,下列说法中正确的是(  )A. 感应线圈中产生的是恒定电流B. 感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反C. t1t3时间内,c点电势始终高于d点电势D. t3时刻,感应线圈中电流的瞬时值最大【答案】C【解析】A.由图象励磁线圈中通有变化的交变电流时,感应线圈中产生电流也在变化,不是恒定电流,故A错误;B.当励磁线圈中的电流减小时,故磁感应强度减小,则通过感应线圈磁通量减小,根据楞次定律,可知感应线圈中磁场方向与励磁线圈中磁场方向相同,可知感应线圈中电流的方向与励磁线圈中电流方向相同;同理,当励磁线圈中的电流增加时,故磁感应强度增加,则通过感应线圈磁通量增加,根据楞次定律,可知感应线圈中磁场方向与励磁线圈中磁场方向相反,可知感应线圈中电流的方向与励磁线圈中电流方向相反;故B错误; C.由图可知,在t1t3时间内分两段时间分析,根据楞次定律可知,在t1t2时间内,励磁线圈中的电流从a流入,根据安培定则可知,磁场方向向上,由于此时电流的大小不断减小,故磁感应强度减小,则通过感应线圈磁通量减小,根据楞次定律,可知感应线圈中磁场方向与励磁线圈中磁场方向相同,也向上,则线圈中的电流从d流向c;在t2t3时间内,励磁线圈中的电流从b流入,根据安培定则可知,磁场方向向下,由于此时电流的大小不断增大,故磁感应强度增大,则通过感应线圈磁通量增大,根据楞次定律,可知感应线圈中磁场方向与励磁线圈中磁场方向相反,向上,则线圈中的电流从d流向c,综上分析可知c点电势高于d点电势,故C正确;D.由图可知,t3时刻,励磁线圈中电流最大,电流的变化率为零,所以感应线圈中电流瞬时值也为0,故D错误。故选C   

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