版高考物理轮复习配套习题第九章 磁场 单元质量Word文件下载.docx
- 文档编号:16132449
- 上传时间:2022-11-20
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:105.38KB
版高考物理轮复习配套习题第九章 磁场 单元质量Word文件下载.docx
《版高考物理轮复习配套习题第九章 磁场 单元质量Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《版高考物理轮复习配套习题第九章 磁场 单元质量Word文件下载.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
实验中可能观察到的现象是( )
图2
A.用一节电池作电源小磁针不偏转,用十节电池作电源小磁针会偏转
B.线圈B匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针会偏转
C.线圈A和电池连接瞬间,小磁针会偏转
D.线圈A和电池断开瞬间,小磁针不偏转
解析 根据“磁生电”即电磁感应现象的产生条件,只有线圈B中磁通量变化时才能在线圈B中产生感应电流,因此无论线圈B匝数多少,线圈A中电池多少,都不能在线圈B中产生感应电流,选项A、B错误;
只有在线圈A和电池连接或断开的瞬间,线圈B中才能产生感应电流,电流产生磁场,使导线下面平行放置的小磁针发生偏转,选项C正确,D错误。
3.(2016·
石家庄调研)如图3所示电路中,A、B、C为完全相同的三个灯泡,L是一直流电阻不可忽略的电感线圈。
a、b为线圈L的左右两端点,原来开关S是闭合的,三个灯泡亮度相同。
将开关S断开后,下列说法正确的是( )
图3
A.a点电势高于b点,A灯闪亮后缓慢熄灭
B.a点电势低于b点,B、C灯闪亮后缓慢熄灭
C.a点电势高于b点,B、C灯闪亮后缓慢熄灭
D.a点电势低于b点,B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭
解析 本题考查自感现象及相关知识点。
电路稳定时,三个完全相同的灯泡亮度相同,说明流经三个灯泡的电流相等。
某时刻开关S断开,流经电感线圈的磁通量减小,其发生自感现象,相当于电源,产生和原电流方向相同的感应电流,故a点电势低于b点电势,三个灯不会闪亮只能缓慢熄灭,选项D正确。
答案 D
4.在绝缘圆柱体上a、b两位置固定有两个金属圆环,当两环通有如图4所示电流时,b处金属圆环受到的安培力为F1;
若将b处金属圆环移到位置c,则通有电流为I2的金属圆环受到的安培力为F2。
今保持b处金属圆环位置不变,在位置c再放置一个同样的金属圆环,并通有与a处金属圆环同向、大小为I2的电流,则在a位置的金属圆环受到的安培力( )
图4
A.大小为|F1+F2|,方向向左
B.大小为|F1+F2|,方向向右
C.大小为|F1-F2|,方向向左
D.大小为|F1-F2|,方向向右
解析 b处金属圆环受到的安培力F1即为两圆环间相互作用的安培力,由于电流方向相反,安培力为斥力,因此a处金属圆环同时也受到大小为F1、方向向左的安培力;
当b处圆环移到位置c时,F2也向左,且F1>F2;
若在c位置再放一个金属圆环,电流大小为I2而方向与I1相同,则c处电流对a处金属圆环的安培力大小为F2,方向向右。
所以a处金属圆环受到的安培力大小为|F1-F2|,方向向左,C项正确。
5.如图5所示,矩形线圈abcd位于匀强磁场中,磁场方向垂直线圈所在平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图6所示。
以图5中箭头所示方向为线圈中感应电流i的正方向,以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B的正方向,则下列选项中能正确表示线圈中感应电流i随时间t变化规律的是( )
图5 图6
解析 在0~1s内,原磁场的磁感应强度向里均匀增加,由楞次定律可知,感应电流的方向为逆时针,与电流正方向相反,故感应电流为负,且大小不变,故B、D错误;
在1~2s的时间内,原磁场的磁感应强度不变,故感应电流为0,在2~3s的时间内,原磁场磁感应强度先向里减小,后向外增加,由楞次定律可知,感应电流为正方向,又因为在这个时间内原磁场的磁感应强度变化率较大,是0~1s内变化率的2倍,故产生的感应电流大小也是0~1s内感应电流的2倍,故选项A错误,C正确。
二、多项选择题
6.法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机,如图7所示,紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个摇柄,边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴,用导线将电刷与两竖直导轨、电阻连接起来形成回路,一金属圆环L(不能转动)用细线悬挂在绝缘棒ab上,转动摇柄,使圆盘沿逆时针方向做ω增大的加速转动,导轨和铜盘电阻不计,则下列说法中正确的是( )
图7
A.回路中电流由b经电阻流向a
B.回路中电流由a经电阻流向b
C.圆环L有收缩的趋势
D.圆环L有扩张的趋势
解析 令匀强磁场磁感应强度为B,圆盘半径为r,由法拉第电磁感应定律知铜盘转动产生的感应电动势为E=
Bωr2,通过回路中的电流I=
=
,由右手定则知电流由b经电阻流向a,A正确,B错误;
随着ω的增大,E、I增大,圆环中产生垂直纸面向里的磁场增强,即圆环中向里的磁通量增加,由楞次定律知圆环将有收缩的趋势,C正确,D错误。
答案 AC
7.如图8所示,足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<
θ<
90°
),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。
金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的部分的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( )
图8
A.a点的电势高于b点的电势
B.ab棒中产生的焦耳热小于ab棒重力势能的减少量
C.下滑的位移大小为
D.受到的最大安培力大小为
sinθ
解析 由右手定则可知a点相当于电源的正极,b点相当于电源的负极,故A正确;
由能量守恒可知ab棒重力势能的减少量等于ab棒中产生的焦耳热与ab棒的动能之和,故B正确;
由q=
可得,下滑的位移大小为x=
,故C正确;
金属棒ab在这一过程中受到的安培力大小为F=BIL,I最大为
,故最大安培力大小为
,故D错误。
答案 ABC
8.如图9甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。
t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正。
则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是( )
图9
解析 0~2s时间内,负方向的磁场在减弱,产生正方向的恒定电流,cd边受向右且减小的安培力。
2~3s时间内,电流仍是正方向,且大小不变,此过程cd边受向左且增大的安培力。
3~6s时间内,电流沿负方向,大小不变,cd边受先向右后变为向左的安培力,故选A、C。
9.1831年,法拉第发明的圆盘发电机(图10甲)是利用电磁感应的原理制成的,是人类历史上第一台发电机。
图乙是这个圆盘发电机的示意图:
铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触,使铜盘转动,电阻R中就有电流通过。
若所加磁场为匀强磁场,方向水平向右,回路的总电阻恒定,从左往右看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,下列说法正确的是( )
图10
A.铜盘转动过程中,穿过铜盘的磁通量不变
B.电阻R中有正弦式交变电流流过
C.若不给铜盘施加任何外力,铜盘最终会停下来
D.通过R的电流方向是从a流向b
解析 铜盘切割磁感线产生感应电动势,铜盘相当于电源,从而在电路中形成方向不变的电流,内部电流方向是从负极(C点)到正极(D点)。
由于铜盘在运动中受到安培力的阻碍作用,故最终会停下来。
答案 ACD
三、计算题
10.(2016·
四川资阳诊断)如图11所示,无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53°
的光滑绝缘斜面上,轨道间距L=1m,底部接入一阻值为R=0.4Ω的定值电阻,上端开口。
垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。
一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好,ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,ab连入导轨间的电阻r=0.1Ω,电路中其余电阻不计。
现用一质量为M=2.86kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连。
由静止释放M,当M下落高度h=2.0m时,ab开始匀速运动(运动中ab始终垂直导轨,并接触良好)。
不计空气阻力,sin53°
=0.8,cos53°
=0.6,取g=10m/s2。
求:
图11
(1)ab棒沿斜面向上运动的最大速度vm;
(2)ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR和流过电阻R的总电荷量q。
解析
(1)由题意知,由静止释放M后,ab棒在绳拉力T、重力mg、安培力F和导轨支持力N及摩擦力f共同作用下沿导轨向上做加速度逐渐减小的加速运动直至匀速运动,当达到最大速度时,由平衡条件有
T-mgsinθ-F-f=0
N-mgcosθ=0
T=Mg
又f=μN
ab棒所受的安培力F=BIL
回路中的感应电流I=
联立以上各式,代入数据解得
最大速度vm=3m/s
(2)由能量守恒定律知,系统的总能量守恒,即系统减少的重力势能等于系统增加的动能、焦耳热及由于摩擦产生的内能之和,有
Mgh-mghsinθ=
(M+m)v
+Q+fh
电阻R产生的焦耳热QR=
Q
根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律有
流过电阻R的总电荷量q=
Δt
电流的平均值
感应电动势的平均值
磁通量的变化量ΔΦ=B·
(Lh)
联立以上各式,代入数据解得QR=26.3J,q=8C。
答案
(1)3m/s
(2)26.3J 8C
11.(2016·
全国卷Ⅲ,25)如图12,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻;
一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;
在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt,式中k为常量;
在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B0,方向也垂直于纸面向里。
某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在t0时刻恰好以速度v0越过MN,此后向右做匀速运动。
金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计。
图12
(1)在t=0到t=t0时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;
(2)在时刻t(t>
t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。
解析
(1)在金属棒未越过MN之前,穿过回路的磁通量的变化量为
ΔΦ=ΔBS=kΔtS①
由法拉第电磁感应定律有
E=
②
由欧姆定律得
I=
③
由电流的定义得
④
联立①②③④式得
|Δq|=
Δt⑤
由⑤式得,在t
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 版高考物理轮复习配套习题第九章 磁场 单元质量 高考 物理 复习 配套 习题 第九 单元 质量