物理选修3单元质量评估一文档格式.docx
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则下列操作与对应的描述正确的是()A.电路稳定时,流经R2的电流方向为abB.闭合S2时,流经电阻R2的电流方向为abC.断开S1时,流经电阻R2的电流方向为abD.先闭合S2,待电路稳定后,再断开S2时,有电流流过R29.如图甲所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域,其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B。
一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。
取沿abcd的感应电流为正,则图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像正确的是()10.(多选)(2013嘉兴高二检测)如图所示,一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处,使金属环在竖直线OO的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域,磁感线的方向水平,和绝缘细杆摆动的竖直面垂直。
若悬点摩擦和空气阻力不计,且摆动过程中金属环不翻转,则()A.金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流,完全进入磁场区域后无感应电流B.金属环进入磁场区域后越靠近OO线时速度越大,而且产生的感应电流越大C.金属环开始摆动后,摆角会越来越小,摆角小到某一值后不再减小D.金属环在摆动过程中,机械能将全部转化为金属环中的电能二、计算题(本大题共3小题,共40分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(12分)如图甲所示,一个500匝的线圈的两端跟R=99的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中,线圈的横截面积是20cm2,电阻为1,磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。
求磁场变化过程中通过电阻R的电流。
12.(14分)(2013德州高二检测)如图所示,在绝缘光滑的水平面上,有一个边长为L的单匝正方形线框abcd,在外力的作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域。
线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直,线框的ab边始终平行于磁场的边界。
已知线框的四个边的电阻值相等,均为R。
求:
(1)在ab边刚进入磁场区域时,线框内的电流大小。
(2)在ab边刚进入磁场区域时,ab边两端的电压。
(3)在线框被拉入磁场的整个过程中,线框产生的热量。
13.(14分)(2013玉溪高二检测)如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,质量m=0.2kg,电阻r=0.5的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面,导轨左端接阻值R=2的电阻,理想电压表并接在R两端,导轨电阻不计。
t=0时刻金属杆受水平拉力F的作用后由静止开始向右做匀加速运动,金属杆与导轨间的动摩擦因数=0.2。
第4s末,金属杆的速度v=1m/s,电压表示数U=0.4V。
取重力加速度g=10m/s2。
(1)在第4s末,金属杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大?
(2)若第4s末以后,金属杆做匀速运动,则在匀速运动阶段的拉力为多大?
整个过程中拉力的最大值为多大?
答案解析1.【解析】选A、B、D。
奥斯特发现了电流的磁效应,说明电和磁之间存在联系,选项A正确;
安培总结了电流周围磁场方向,根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说,选项B正确;
法拉第在实验中观察到,在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流,选项C错误;
楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项D正确。
2.【解析】选A。
线圈中通以恒定电流时,铜环a处磁场不变,穿过铜环的磁通量不变,铜环中不产生感应电流,A选项正确;
滑动变阻器的滑片移动或开关断开时,线圈中电流变化,铜环a处磁场变化,穿过铜环的磁通量变化,产生感应电流,B、C、D情况下会产生感应电流。
3.【解析】选A。
由右手定则知,通过导体棒的电流为NM,则通过R的电流为AB。
4.【解析】选C。
由安培定则可知通电线圈1产生的磁场方向自下而上穿过线圈1所包围的空间。
当线圈2从正上方下落至与线圈1平行的位置时,穿过线圈2的磁通量向上增加,根据楞次定律的“增反”可知,线圈2中感应电流产生的磁场方向向下,应用安培定则可以判断出感应电流的方向为顺时针(俯视);
当线圈2从与线圈1平行的位置继续下落至正下方时,穿过线圈2的磁通量向上减少,根据楞次定律的“减同”可知,线圈2中感应电流产生的磁场方向向上,应用安培定则可以判断出感应电流的方向为逆时针(俯视),故选项C正确。
【变式备选】一金属圆环水平固定放置。
现将一竖直的条形磁铁,在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放。
在条形磁铁穿过圆环的过程中,条形磁铁与圆环()A.始终相互吸引B.始终相互排斥C.先相互吸引,后相互排斥D.先相互排斥,后相互吸引【解析】选D。
条形磁铁释放后进入金属圆环时将使穿过金属圆环的磁通量增加,由楞次定律可知,金属圆环中将产生感应电流,感应电流的磁场将阻碍条形磁铁进入,故进入时是排斥;
同理,离开时,感应电流的磁场将阻碍条形磁铁离开,故后来是吸引,所以正确答案为D。
5.【解析】选A。
由题图乙可知,第2s内为定值,由E=S知,线圈中感应电动势为定值,所以感应电流大小恒定。
第2s内磁场方向向外,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向,A项正确。
6.【解析】选B。
ab边受磁场力竖直向上,由左手定则知,通过ab的电流方向是由a向b,由右手定则可知当线圈向左移出磁场时,bc边切割磁感线可产生顺时针方向的电流,当然也可以用楞次定律判断当线圈向左移出磁场时,磁通量减小,产生顺时针方向的感应电流,故A错误,B正确;
当以ab或ad为轴转动时,在图示位置,导线不切割磁感线,无感应电流产生,故C、D错。
7.【解析】选A、D。
电子向M板偏转,说明M、N两板的电势MN,即右侧螺线管中产生了流向M板的感应电流,由右手螺旋定则可知,右侧螺线管左端相当于N极;
左侧螺线管的磁场方向向右,要使右侧线圈产生上述感应电流,由楞次定律可知,左侧螺线管中磁场必须增大,即电流增大,故开关S闭合瞬间或滑动变阻器滑片P向左滑动满足条件,选项A、D正确。
8.【解析】选B、D。
由于自感线圈的阻值为0,电路稳定时线圈两端电压为0,即与之并联的电阻R2两端电压为0,流经R2的电流为0,A错;
闭合S2时,回路总电阻减小,电流增大,由于L的自感,使a端电势高于b端,流经电阻R2的电流方向为ab,B正确;
而断开S1时,b端电势高于a端,流经电阻R2的电流方向为ba,C错;
先闭合S2,待电路稳定后,再断开S2时,回路总电阻增大,电流减小,线圈产生自感电动势,R2两端电压不为0(b高a低),有电流流过R2,D正确。
9.【解题指南】分别画出线框bc边从L到2L、2L附近及2L到3L的位置示意图;
判断线框的哪部分切割磁感线,确定切割磁感线有效长度的变化特点,用公式E=BLv确定电流的变化情况;
用楞次定律或右手定则判定电流方向。
【解析】选C。
线框bc边从L到2L的过程中,bc边切割磁感线,且bc边的有效切割长度均匀增大,在2L处最大,故回路电流均匀增大,由右手定则判断电流方向为正方向;
在2L到3L,ad边切割磁感线,且有效切割长度增大,用右手定则判定电流方向为负方向,综上分析,C项正确。
10.【解析】选A、C。
金属环进入和离开磁场区域时,穿过金属环的磁通量发生变化,产生感应电流,当金属环完全进入磁场区域后,磁通量不再发生变化,则无感应电流产生,故选项A正确,B错误;
金属环进入和离开磁场区域的过程中产生感应电流,而感应电流要产生焦耳热,根据能量转化与守恒,金属环的机械能要减少,所以金属环上升的最大高度不断降低,摆角不断减小,最后恰好不穿出磁场区域,以某一恒定摆角做往复性运动永不停止,故选项C正确;
金属环最后的摆角不为零,即仍保留一部分机械能,并没有全部转化为金属环的电能,故选项D错误。
11.【解析】由题图乙知,线圈中磁感应强度B均匀增加,其变化率=T/s=10T/s(4分)由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为E=n=nS=500102010-4V=10V(4分)由闭合电路欧姆定律得通过电阻R的电流大小为I=A=0.1A。
(4分)答案:
0.1A12.【解析】
(1)ab边切割磁感线产生的电动势E=BLv(2分)所以通过线框的电流I=(2分)
(2)ab边两端电压为路端电压,Uab=I3R(3分)所以Uab=BLv(2分)(3)线框被拉入磁场的整个过程所用时间t=(2分)线框中电流产生的热量Q=I24Rt=(3分)答案:
(1)
(2)BLv(3)13.【解析】
(1)4s末的感应电流:
I=A=0.2A(2分)电动势:
E=I(R+r)=0.5V(2分)由E=BLv得BL=Tm=0.5Tm(2分)4s末金属杆受到的安培力:
F安=BIL=0.1N(2分)
(2)匀速运动阶段,金属杆受力平衡拉力F=mg+F安=0.5N(3分)加速到第4s末时拉力最大,Fmax=F安+mg+m=0.55N(3分)答案:
(1)0.5V0.1N
(2)0.5N0.55N关闭Word文档返回原板块
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