文档内容
专题13 电磁感应
质量检测卷
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题
只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全
的得2分，有选错的得0分)
1.(2021·江苏扬州一模)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线
圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合
上开关S的瞬间( )
A．两个金属环都向左运动
B．两个金属环都向右运动
C．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
D．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向
2.(2021·福建厦门市3月质检)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，不计空气
阻力，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>
3.(2021·湖南长沙市模拟)如图所示，阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v、v 的速度沿光滑导轨(电阻
1 2
不计)匀速滑到a′b′位置，若v∶v＝1∶2，则在这两次过程中( )
1 2A．回路电流I∶I＝1∶2
1 2
B．产生的热量Q∶Q＝1∶4
1 2
C．通过任一截面的电荷量q∶q＝1∶2
1 2
D．外力的功率P∶P＝1∶2
1 2
4.(2021·河北唐山一模)如图所示，单匝金属线圈半径为r，电阻为R，内部存在一圆形区域匀强磁场，磁场
1
区域半径为r ，磁感应强度随时间的变化规律为B＝kt(k>0)，磁场方向垂直纸面向外，下列说法正确的是(
2
)
A．线圈中感应电流的方向为逆时针方向
B．线圈具有收缩趋势
C．线圈中感应电流的大小为
D．线圈中感应电动势的大小为πkr2
1
5.(2021·江苏扬州高邮高三下学期调研)如图所示，两灯泡A 、A 相同，A 与一理想二极管D连接，线圈L
1 2 1
的直流电阻不计。下列说法正确的是( )
A．闭合开关S后，A 会逐渐变亮
1
B．闭合开关S稳定后，A、A 亮度相同
1 2
C．断开S的瞬间，a点的电势比b点低
D．断开S的瞬间，A 会逐渐熄灭
1
6.(2021·河北石家庄市检测)如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为R的导
体棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好．导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直．t＝0
时，将开关S由1掷向2，分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加
速度大小，则下列的图象中正确的是( )7. (2021·湖北武汉市检测)如图(a)所示，在倾角θ＝37°的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在
垂直斜面向上的匀强磁场(未画出)中，磁感应强度的大小按如图(b)所示的规律变化．释放圆环后，在t＝8t
0
和t＝9t 时刻，圆环均能恰好静止在斜面上．假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝
0
0.6，则圆环和斜面间的动摩擦因数为( )
A. B.
C. D.
8.(2021·陕西宝鸡中学第三次模拟)如图甲所示，光滑水平桌面上静置一边长为L、电阻为R的单匝正方形
线圈abcd，线圈的一边通过一轻杆与固定的传感器相连。现加一随时间均匀变化、方向垂直桌面向下的匀
强磁场，从t＝0时刻开始，磁场的磁感应强度均匀减小，线圈的一半处于磁场中，另一半在磁场外，传感
器显示的力随时间变化规律如图乙所示。F 和t 已知，则磁感应强度变化率的大小为( )
0 0
A. B. C. D.
9.(2021·四川成都市第二次诊断)如图所示，方向竖直向上的匀强磁场中固定着两根位于同一水平面内的足
够长平行金属导轨，导轨上静止着与导轨接触良好的两根相同金属杆 1和2，两杆与导轨间的动摩擦因数
相同且不为零，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用平行于导轨的恒力F拉金属杆2使其开始运动，在足
够长时间内，下列描述两金属杆的速度v随时间t变化关系的图象中，可能正确的是( )10.(2021·河南九师联盟质检)如图所示，一长为L＝1 m、质量为m＝1 kg的导体棒ab垂直放在固定的足够
长的光滑U形导轨底端，导轨宽度和导体棒等长且接触良好，导轨平面与水平面成θ＝30°角，整个装置处
在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝0.5 T．现给导体棒沿导轨向上的初速度v ＝4
0
m/s，经时间t ＝0.5 s，导体棒到达最高点，然后开始返回，到达底端前已做匀速运动．已知导体棒的电阻
0
为R＝0.05 Ω，其余电阻不计，重力加速度g取10 m/s2，忽略电路中感应电流之间的相互作用，则( )
A．导体棒到达导轨平面底端时，流过导体棒的电流为5 A
B．导体棒到达导轨平面底端时的速度大小为1 m/s
C．导体棒从开始运动至到达顶端的过程中，通过导体棒的电荷量为3 C
D．导体棒从开始运动到返回底端的过程中，回路中产生的电能为15 J
11.(2021·云南民族大学附属中学高三上学期期末)如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线
L 、L 、L 、L ，在L 、L 之间，L 、L 之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1 T，方向垂直于虚线所
1 2 3 4 1 2 3 4
在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置由静止
释放(cd边与L 重合)，线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，t 时刻cd边与L 重合，t 时刻ab边与L 重
1 1 2 2 3
合，t 时刻ab边与L 重合，已知t ～t 的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向(重
3 4 1 2
力加速度g取10 m/s2)。则( )
A．在0～t 时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C
1
B．线圈匀速运动的速度大小为8 m/s
C．线圈的长度为1 m
D．0～t 时间内，线圈产生的热量为1.8 J
3
12.(2021·山东临沂市上学期期末)如图所示，水平面上有相距为L的两光滑平行金属导轨，导轨上静止放置
着金属杆a和b(杆a、b均与导轨垂直)，两杆均位于匀强磁场的左侧，让杆a以速度v向右运动，当杆a与
杆b发生弹性碰撞后，两杆先后进入右侧的磁场中，当杆 a刚进入磁场时，杆b的速度刚好为a的一半．
已知杆a、b的质量分别为2m和m，接入电路的电阻均为R，其他电阻忽略不计，设导轨足够长，磁场足
够大，则( )A．杆a与杆b碰撞后，杆a的速度为，方向向右
B．杆b刚进入磁场时，通过b的电流为
C．从b进入磁场至a刚进入磁场时，该过程产生的焦耳热为mv2
D．杆a、b最终具有相同的速度，大小为
第Ⅱ卷(非选择题，共62分)
二、计算论述题(本题共4小题，共62分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只
写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位)
13.（12分）(2021·江苏苏北四市第一次调研)如图所示，竖直放置的光滑金属导轨水平间距为L，导轨下端
接有阻值为R 的电阻。质量为m、电阻为r的金属细杆ab与竖直悬挂的绝缘轻质弹簧相连，弹簧上端固定。
整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中。现使细杆从弹簧处于原长位置由
静止释放，向下运动距离为h时达到最大速度v 此时弹簧具有的弹性势能为E 。导轨电阻忽略不计，细
m, p
杆与导轨接触良好，重力加速度为g，求：
(1)细杆达到最大速度v 时，通过R的电流大小I；
m
(2)细杆达到最大速度v 时，弹簧的弹力大小F；
m
(3)上述过程中，R上产生的焦耳热Q。
14.（12分）(2021·江西南昌市第二次联考)如图所示，在倾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的
匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度B的大小为5 T，磁场宽度d＝0.55 m，有一边长L＝0.4 m、质量m ＝
1
0.6 kg、电阻R＝2 Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为 m ＝0.4 kg
2的物体相连，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，将线框从图示位置由静止释放，物体到定滑轮的距离足
够长．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
(1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力为多少？
(2)当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大？
(3)在(2)问中的条件下，若cd边恰离开磁场边界PQ时，速度大小为2 m/s，求整个运动过程中ab边产生的
热量为多少？
15．（18分）(2020·天津市河西区3月调研)如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直
方向磁场区域足够长，磁感应强度B＝1 T，每一条条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为 d
＝0.5 m，现有一边长l＝0.2 m、质量m＝0.1 kg、电阻R＝0.1 Ω的正方形导线框MNOP以v＝7 m/s的初速
0
度从左侧磁场边缘水平进入磁场，求：
(1)线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F；
(2)线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q；
(3)线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n.
16.（20分）(2021·北京市普通高中学业水平等级考试，20)某试验列车按照设定的直线运动模式，利用计算
机控制制动装置，实现安全准确地进站停车。制动装置包括电气制动和机械制动两部分。图甲所示为该列车在进站停车过程中设定的加速度大小a 随速度v的变化曲线。
车
甲
乙
(1)求列车速度从20 m/s降至3 m/s经过的时间t及行进的距离x；
(2)有关列车电气制动，可以借助图乙模型来理解。图中水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中，回
路中的电阻阻值为R，不计金属棒MN及导轨的电阻。MN沿导轨向右运动的过程，对应列车的电气制动过
程，可假设MN棒运动的速度与列车的速度、棒的加速度与列车电气制动产生的加速度成正比。列车开始
制动时，其速度和电气制动产生的加速度大小对应图甲中的P点。论证电气制动产生的加速度大小随列车
速度变化的关系，并在图甲中画出图线。
(3)制动过程中，除机械制动和电气制动外，列车还会受到随车速减小的空气阻力。分析说明列车从100
m/s减到3 m/s的过程中，在哪个速度附近所需机械制动最强？
(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明)
