整章40分钟限时练一含答案高中物理选修32电磁感应.docx
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整章40分钟限时练一含答案高中物理选修32电磁感应
高中物理专题复习选修3-2
电磁感应单元过关检测
考试范围:
单元测试;满分:
100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人
得分
一、单选题
1.如图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图。
铜盘水平放置,磁场竖直向下穿过铜盘,图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内,从上往下看逆时针匀速转动铜盘,下列说法正确的是()
A.回路中电流大小变化,,方向不变
B.回路中电流方向不变,且从b导线流进灯泡,再从a流向旋转的铜盘
C.回路中有大小和方向作周期性变化的电流
D.回路中没有磁通量变化,没有电流
2.(单选)在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场,将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中,规定线圈中感应电流方向如图6甲所示的方向为正。
当磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图6乙所示时,图6丙中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是
3.(单选)如图所示,水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R,导体棒ab长为l且与导轨接触良好,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,现使导体棒ab匀速向右运动,下列说法正确的是
A.导体棒ab两端的感应电动势越来越小
B.导体棒ab中的感应电流方向是a→b
C.导体棒ab所受安培力方向水平向右
D.导体棒ab所受合力做功为零
4.(单选)下列装置中利用电磁感应原理工作的是()
A.电动机B.发电机C.电磁铁D.电磁继电器
5.(单选)如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。
现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。
为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应电动势随时间的变化率
的大小应为()
A.
B.
C.
D.
6.(单选)如图所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面.一直角三角形闭合导线框abc位于纸面内,框的ab边与bc边互相垂直.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t=0时刻开始,线框匀速穿过两个磁场区域,速度方向与bc边平行,并垂直于磁场边界.以逆时针方向为线框中电流i的正方向,以下四个i-t关系示意图中正确的是:
()
7.如图10所示的甲、乙、丙图中,MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。
导体棒ab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。
导体棒和导轨间接触良好且摩擦不计,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ab一个向右的初速度v0,在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的最终运动状态是( )
图10
A.甲、丙中,棒ab最终将以相同速度做匀速运动;乙中ab棒最终静止
B.甲、丙中,棒ab最终将以不同速度做匀速运动;乙中ab棒最终静止
C.甲、乙、丙中,棒ab最终均做匀速运动
D.甲、乙、丙中,棒ab最终都静止
8.如图所示,光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈冲入一匀强磁场,线圈全部进入磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场宽度大于线圈宽度,那么( )
A.线圈恰好在刚离开磁场的地方停下
B.线圈在磁场中某位置停下
C.线圈在未完全离开磁场时即已停下
D.线圈完全离开磁场以后仍能继续运动,不会停下来
评卷人
得分
二、多选题
9.如图所示,电阻不计的平行导轨竖直固定,上端接有电阻R,高度为h的匀强磁场与导轨平面垂直。
一导体棒从磁场上方的A位置释放,用x表示导体棒进入磁场后的位移,i表示导体棒中的感应电流大小,
表示导体棒的速度大小,EK表示导体棒的动能,a表示导体棒的加速度大小,导体棒与导轨垂直并接触良好。
以下图象可能正确的是()
10.(单选)矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直低面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向,下列各图中正确的是()
11.(多选)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均为L.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,在零时刻由静止开始沿斜面下滑.t1时ab边刚越过GH进入磁场I区,此时线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2时ab边下滑到.JP与MN的中间位置,此时线框又恰好以速度v2做匀速直线运动.重力加速度为g.则下列说法中正确的有()
A.t1时,通过线框的电流强度I=BLv1/R
B.线框两次匀速直线运动的速度之比v1:
v2=2:
1
C.从t1到t2的过程中,线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量
D.从t1到t2的过程中,有
mgLsinθ+
m(v12−v22)的机械能转化为电能
12.(多选题)如图所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面。
一正方形导线框abcd位于纸面内,ab边与磁场的边界P重合,导线框与磁场区域的尺寸如图所示。
从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域,以a→b→c→d→a为线框中的电流i的正方向,向左为导线框所受安培力的正方向,以下i–t
2,4,6
和F-t关系示意图中正确的是()
评卷人
得分
三、计算题
13.如图所示,U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直,导线MN和PQ足够长,间距为L=0.5m,横跨在导线框上的导体棒ab的质量m=0.1kg,电阻r=1.0Ω,接在NQ间的电阻R=4.0Ω,电压表为理想电表,其余电阻不计。
若导体棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做匀速直线运动,不计导体棒与导线框间的摩擦。
求:
(1)通过导体棒ab的电流大小和方向;
(2)电压表的示数;
(3)若某一时刻撤去水平外力,则从该时刻起,在导体棒的运动的过程中,回路中产生的热量。
14.如图所示,两根光滑水平导轨与一个倾角为
的金属框架abcd连接(连接处呈圆弧形)。
磁感应强度B跟框架面垂直,框架边ab、cd长均为L,电阻均为2R,框架其余部分电阻不计。
有一根质量为m、电阻为R的金属棒MN平行于ab放置,让它以初速度v0冲上框架,在到达最高点的过程中,框架边ab发出的热量为Q.试求:
(1)金属棒MN刚冲上框架时ab部分的发热功率。
(2)金属棒MN上升的最大高度。
(3)金属棒MN到达最高点后,在外力作用下匀加速滑到框架边ab处且速度也为v0,则外力随时间的关系式,并讨论外力的方向。
评卷人
得分
一、单选题
1.B
2.B
3.D
4.
5.C
6.ABCD
解析:
A
BCD、线框刚进入磁场时磁通量向外增加,感应磁场向里,因此感应电流方向为顺时针,电流i应为负,故BCD错误;
A、随着线框的运动,导线切割磁感线长度增加,感应电流增加,由于bc边的长度为L,故电流反向增加的时间为:
,由于左边磁场宽度为2L,故当线框全部进入至进入右边磁场之前,这段时间内磁通量不变,故没有感应电流,进入右边磁场之后,由楞次定律可知,磁通量向外减小,故感应电流的磁场应该向外,故感应电流为逆时针,且逐渐增加,时间为
;当线框全部进入右边后至出磁场之前,这段时间内磁通量不变,故没有感应电流,时间为
;出磁场的过程中,磁通量向内减小,故感应电流的磁场向内,可知感应电流为顺时针,符合这个规律只有A,故A正确。
故选A。
7.ABCD
解析:
选B 甲图中ab棒产生的感应电动势对电容器C充电,C两极板间电势差与感应电动势相同时,电路中没有电流,ab棒做向右的匀速直线运动;乙图中导体棒在初速度作用下,切割磁感线,产生电动势,出现安培力,阻碍其向前运动,其动能转化为热能,最终会静止;而丙图虽在初速度作用下向右运动,但却受到向左的安培力,则杆向右减速运动,然后还要向左运动。
当金属杆切割磁感线产生电动势与电源的电动势相等时,电路中没有电流,所以金属杆最终处于向左的匀速直线运动。
由此得选项B正确,A、C、D错误。
8.D
解析:
解析:
线圈冲入匀强磁场时,产生感应电流,线圈受安培力作用做减速运动,动能也减少.同理,线圈冲出匀强磁场时,动能减少,进、出时减少的动能都等于克服安培力做的功.由于进入时的速度大,故感应电流大,安培力大,安培力做的功也多,减少的动能也多,线圈离开磁场过程中,损失动能少于它在磁场外面时动能的一半,因此线圈离开磁场仍继续运动.
答案:
D
评卷人
得分
二、多选题
9.ABCD
解析:
AC
由于导体棒距离磁场上边界有一定高度,所以导体棒到达磁场上边界时获得一定大小的速度
,若速度
较小,切割磁感线产生的感应电流较小,金属棒受到的安培力小于其自身的重力,金属棒做加速运动,当速度增大到一定值,满足安培力等于重力时,金属棒做匀速运动,离开磁场后做自由落体运动。
若速度
较大,切割磁感线产生的感应电流较大,金属棒受到的安培力大于其自身的重力,金属棒做减速运动,当速度减小到一定值,满足安培力等于重力时,金属棒做匀速运动,离开磁场后做自由落体运动。
选项A符合此种情况;选项B中的0-h段不应该是直线,故B错误;选项D中h以后,金属棒做自由落体运动,速度增大,D错误。
若速度
刚好满足安培力等于重力,则金属棒做匀速运动,离开磁场后做自由落体运动。
选项C符合此种情况。
本题应选AC。
10.D
11.AD
12.AC
评卷人
得分
三、计算题
13.
(1)感应电动势为E=BLv=0.2V(1分)
感应电流为
(1分)
由右手定则判断通过导体棒的电流方向为b到a(2分)
(2)电压表的示数为:
U=IR=0.16V(3分)
(3)撤去水平拉力后,导体棒作减速运动
根据能量守恒,Q=
=0.2J(3分)
回路中产生的热量为0.2J
14.
(1)
总电阻
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(2)
ab棒发热为Q,则cd棒也为Q,MN棒为2Q,根据能量守恒有:
(2分)
(2分)
(3)ab棒在外力F(设向下为正方向)的作用下匀加速度运动,则加速度为
(1分)
根据牛顿第二定律,有:
(1分);
;
(1分)
(1分)
讨论:
①当
,F的方向沿框架向上。
(1分)
②当
,F的方向沿框架向下。
(1分)
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