届高考物理一轮总复习章末检测卷第九章 电磁感应Word文件下载.docx
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A.两表均无读数
B.两表均有读数
C.电流表有读数,电压表无读数
D.电流表无读数,电压表有读数
当c、d以相同的速度向右运动时,穿过回路的磁通量没变,故无感应电流产生,所以电流表和电压表中的电流均为零,故选项A正确.
A
3.(2016·
大连模拟)如图甲所示,面积为0.1m2的10匝线圈EFG处在某磁场中,t=0时,磁场方向垂直于线圈平面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示.已知线圈与右侧电路接触良好,电路中的电阻R=4Ω,电容C=10μF,线圈EFG的电阻为1Ω,其余部分电阻不计.则当开关S闭合,电路稳定后,在t=0.1s至t=0.2s这段时间内( )
A.电容器所带的电荷量为8×
10-5C
B.通过R的电流是2.5A,方向从b到a
C.通过R的电流是2A,方向从b到a
D.R消耗的电功率是0.16W
线圈EFG相当于电路的电源,电动势E=nS=10×
×
0.1V=10V.由楞次定律得,电动势E的方向是顺时针方向,故流过R的电流是a→b,I==A=2A,PR=I2R=22×
4W=16W;
电容器UC=UR,所带电荷量Q=C·
UC=10×
10-6×
2×
4C=8×
10-5C,选项A正确.
4.(2017·
西安模拟)在如图所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为电阻可忽略不计的自感线圈,E为电源,S为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是( )
A.合上开关,a先亮,b后亮;
断开开关,a、b同时熄灭
B.合上开关,b先亮,a后亮;
断开开关,a先熄灭,b后熄灭
C.合上开关,b先亮,a后亮;
D.合上开关,a、b同时亮;
断开开关,b先熄灭,a后熄灭
由于L是自感线圈,当合上S时,自感线圈L将产生自感电动势,阻碍电流的增加,故有b灯先亮,而a灯后亮;
当S断开时,L、a、b组成回路,L产生自感电动势阻碍电流的减弱,由此可知,a、b同时熄灭,C正确.
5.(2016·
东营模拟)如图所示,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( )
A.导体框中产生的感应电流方向相反
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
根据右手定则可知,导体框中产生的感应电流均是沿顺时针方向,选项A错误;
导体框中产生的焦耳热等于克服安培力做的功,设导线框的边长为l,当以速度v匀速拉出时,Q1=F安l=·
l=∝v,所以导体框中产生的焦耳热不同,选项B错误;
当以速度v匀速拉出时,cd边切割磁感线产生感应电动势,cd边相当于电源,导体框ad边两端电势差U1=Blv,当以速度3v匀速拉出时,ad边切割磁感线产生感应电动势,ad边相当于电源,导体框ad边两端电势差等于路端电压,其大小为U2=Bl·
3v=Blv,选项C错误;
两个过程中,通过导体框截面的电荷量均为q==,选项D正确.
D
6.(2016·
宝鸡模拟)如图所示,两根水平放置的相互平行的金属导轨ab、cd,表面光滑,处在竖直向上的匀强磁场中,金属棒PQ垂直于导轨放在上面,以速度v向右做匀速运动,欲使棒PQ停下来,下面的措施可行的是(导轨足够长,棒PQ有电阻)( )
A.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根同样的金属棒
B.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根质量和电阻均比棒PQ大的金属棒
C.将导轨的a、c两端用导线连接起来
D.将导轨的a、c两端和b、d两端分别用导线连接起来
在PQ棒右侧放金属棒时,回路中产生感应电流,使金属棒加速,PQ棒减速,当获得共同速度时,回路中感应电流为零,两棒都将匀速运动,A、B错误;
当一端或两端用导线连接时,PQ的动能将转化为内能而最终静止,C、D正确.
CD
7.(2017·
荆州模拟)如图所示,MN、PQ是与水平面成θ角的两条平行光滑且足够长的金属轨道,其电阻忽略不计.空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B.导体棒ab、cd垂直于轨道放置,且与轨道接触良好,每根导体棒的质量均为m,电阻均为r,轨道宽度为L,与轨道平行的绝缘细线一端固定,另一端与ab棒中点连接,细线承受的最大拉力Tm=2mgsinθ.今将cd棒由静止释放,则细线被拉断时,cd棒的( )
A.速度大小是
B.速度大小是
C.加速度大小是2gsinθ
D.加速度大小是0
由静止释放后cd棒沿斜面向下做加速运动,随着速度的增大,E=BLv变大,I=也变大,F=BIL也变大,对ab棒,当T=2mgsinθ=mgsinθ+BIL时细线刚好被拉断,此时v=,cd棒这时向上的安培力与沿斜面向下的重力的分力平衡,加速度大小是0,故选项A、D正确,选项B、C错误.
AD
二、非选择题(本题共5小题,共52分.按题目要求作答,解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)
8.(10分)(2015·
江苏卷)做磁共振检查时,对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流.某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响,将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈,线圈的半径r=5.0cm,线圈导线的横截面积A=0.80cm2,电阻率ρ=1.5Ω·
m,如图所示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减小为零,求(计算结果保留一位有效数字):
(1)该圈肌肉组织的电阻R;
(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E;
(3)0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q.
(1)由电阻定律R=ρ,(2分)
解得R=6×
103Ω.(1分)
(2)感应电动势E=πr2,(2分)
解得E=4×
10-2V.(1分)
(3)由焦耳定律得Q=Δt,(3分)
解得Q=8×
10-8J.(1分)
(1)6×
103Ω
(2)4×
10-2V (3)8×
10-8J
9.(10分)(2015·
海南卷)如图所示,两平行金属导轨位于同一水平面上,相距l,左端与一电阻R相连;
整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向下.一质量为m的导体棒置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动,滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,导轨和导体棒的电阻均可忽略.求:
(1)电阻R消耗的功率;
(2)水平外力的大小.
(1)导体切割磁感线运动产生的电动势为
E=Blv,(2分)
根据欧姆定律,闭合回路中的感应电流为I=,(1分)
电阻R消耗的功率为P=I2R.(1分)
联立可得P=.(1分)
(2)对导体棒受力分析,受到向左的安培力和向左的摩擦力,向右的外力,三力平衡,
故有F安+μmg=F,(2分)
F安=BIl=B·
·
l.(2分)
解得F=+μmg.(1分)
(1)P=
(2)F=+μmg
10.(12分)(2016·
唐山模拟)如图甲所示,不计电阻的平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R=3Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落过程中始终与导轨保持良好接触,杆下落过程中的v-t图象如图乙所示(取g=10m/s2).求:
(1)磁感应强度B;
(2)杆在磁场中下落0.1s过程中电阻R产生的热量.
(1)由图象知,杆自由下落0.1s进入磁场后以
v=1.0m/s做匀速运动.
产生的电动势E=BLv,(2分)
杆中的电流I=,(2分)
杆所受安培力F安=BIL,(2分)
由平衡条件得mg=F安,(2分)
解得B=2T.(1分)
(2)电阻R产生的热量Q=I2Rt=0.075J.(3分)
(1)2T
(2)0.075J
11.(12分)如图所示,间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内.在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37°
的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R=0.3Ω、质量m1=0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上,S杆的两端固定在b1、b2点,K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=0.05kg的小环.已知小环以a=6m/s2的加速度沿绳下滑,K杆保持静止,Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长.取g=10m/s2,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8.求:
(1)小环所受摩擦力的大小;
(2)Q杆所受拉力的瞬时功率.
(1)设小环受到的摩擦力大小为Ff,由牛顿第二定律,有m2g-Ff=m2a,(3分)
代入数据,得Ff=0.2N.(1分)
(2)设通过K杆的电流为I1,K杆受力平衡,有
Ff=B1I1l,(1分)
设回路总电流为I,总电阻为R总,有I=2I1,
R总=R.(2分)
设Q杆下滑速度大小为v,产生的感应电动势为E,有
I=,E=B2lv,F+m1gsinθ=B2Il,(3分)
拉力的瞬时功率P=Fv.(1分)
联立以上各式,代入数据得P=2W.(1分)
(1)0.2N
(2)2W
12.(14分)如图所示,水平放置的平行金属导轨宽度为d=1m,导轨间接有一个阻值为R=2Ω的灯泡,一质量为m=1kg的金属棒跨接在导轨之上,其电阻为r=1Ω,且和导轨始终接触良好.整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使金属棒从静止开始向右运动.求:
(1)若金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.2,施加的水平恒力为F=10N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?
(2)若金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.2,施加的水平力功率恒为P=6W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?
(3)若金属棒与导轨间是光滑的,施加的水平力功率恒为P=20W,经历t=1s的过程中灯泡产生的热量为QR=12J,则此时金属棒的速度v3是多少?
(1)由I=和F安=BId,(2分)
可得F安=,(1分)
根据平衡条件可得F=μmg+F
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