江西万载二中届高三一轮总复习物理选修32能力提.docx
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江西万载二中届高三一轮总复习物理选修32能力提
江西万载二中2017届高三一轮总复习人教版物理选修3-2第一章电磁感应能力提升检测试卷
第I卷选择题
一、选择题(每小题4分,共40分)。
1、利用如图所示的试验装置可以测量磁场的磁感应强度的大小;用绝缘轻质细线把底边长为L、电阻为R、质量为m的U形线框竖直悬挂在力敏传感器的挂钩上,将线框置于待测磁场中(可视为匀强磁场),线框平面与磁场方向垂直,用轻质导线在连接线框与直流电源,电源电阻不计,电动势可调,导线的电阻忽略不计;当外界拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时,力敏传感器会显示拉力的大小为F;当线框接电动势为E1时,力敏传感器显示拉力的大小为F1;当线框接电动势为E2时,力敏传感器显示拉力的大小为F2;下列说法正确的是()
A.当线框接电动势为E1的电源时所受安培力的大小为F1
B.当线框接电动势为E2的电源时力敏传感器显示的拉力大小为线框所受安培力大小与重力大小之差
C.待测磁场的磁感应强度为
D.待测磁场的磁感应强度为
2、如图所示,矩形线圈由位置A开始下落,如果在磁场中受到的磁场力总是小于重力,则它通过A,B,C,D四个位置时(B,D位置恰使线圈面积有一半在磁场中),加速度的关系为()
A.
B.
C.
D.
3、如图所示,一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧,与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场。
下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离()
4、如图所示,一个n匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感应的轴OO’匀速运动,转动周期为T0。
线圈产生的电动势的最大值为Em,则()
A.线圈产生的电动势的有效值为
B.线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为
C.线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为Em
D.经过2T0的时间,通过线圈电流的方向改变2次
5、如图1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2所示。
以图1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,则图3中能正确表示线圈中感应电流i随时间t变化规律的是()
6、图6是用电流传感器(电流传感器相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路,电源的电动势为E,内阻为r,自感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻值大于灯泡D的阻值,在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开开关S。
在图7所示的图象中,可能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是()
7、如图所示的电路中,A和B是两个完全相同的小灯泡,L是一个自感系数很大、直流电阻很小的电感线圈。
当S闭合与断开的瞬时,对A、B的发光情况判断正确的是()
A.S闭合的瞬时,A、B同时发光,且一样亮
B.S闭合的瞬时,B发光,A逐渐变亮
C.S闭合足够长时间后再断开,A、B立即熄灭
D.S闭合足够长时间后再断开,B闪亮一下再熄灭
8、如图所示,一质量为m,长为L的金属杆ab,以一定的初速度
从一光滑平行金属轨道的底端向上滑行,轨道平面与水平面成
角,轨道平面处于磁感应强度为B、方向垂直轨道平面向上的磁场中,两导轨上端用一阻值为R的电阻相连,轨道与金属杆ab的电阻均不计,金属杆向上滑行到某一高度后又返回到底端,则金属杆()
A.在上滑过程中的平均速度小于
B.在上滑过程中克服安培力做的功大于下滑过程中克服安培力做的功
C.在上滑过程中电阻R上产生的焦耳热等于减少的动能
D.在上滑过程中流过电阻R的电荷量大于下滑过程中流过电阻R的电荷量
9、如图所示,一面积为S,电阻为R的N匝矩形线圈处于一个交变的磁场中,磁感应强度的变化规律为B=B0sinωt.下列说法正确的是( )
A.线框中会产生交变电流
B.在t=
时刻,线框中感应电流达到最大值
C.从t=0到t=
这一过程中通过导体横截面积的电荷量为
D.若只增大变化磁场的频率,则线框中感应电流的频率也将增加,但电流的有效值不变
10、近日,一些电梯楼的电梯频频出现故障,严重时电梯会坠落,让许多人在乘坐电梯时担惊受怕.为此有同学设想了一个电梯应急安全装置:
在电梯的轿厢上安装上永久磁铁,电梯的井壁上铺设点线圈,以便在电梯突然坠落时减小对人员造成的伤亡,其原理如图所示.关于该装置下列说法正确的是()
A.若电梯突然坠落,将线圈闭合可起到应急避险作用
B.若电梯突然坠落,将线圈闭合可以使电梯悬浮在空中
C.当电梯坠落至如图位置时,闭合线圈A、B中电流方向相同
D.当电梯坠落至如图位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落
第II卷非选择题
二、填空题(每小题5分,共20分)
11、在赤道附近的地磁场可看做是由南向北的匀强磁场,磁感应强度的大小是0.5×10﹣4T.如果赤道上有一根沿东西方向的直导线,长20m,通有从东向西的电流,电流强度为30A,则地磁场对这根导线的作用力大小为 N,方向 (填“竖直向上”或“竖直向下”).
12、如图所示,两根平行光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒ab和cd跨放在导轨上,ab电阻大于cd电阻.当cd在外力F2作用下匀速向右滑动时,ab在外力F1作用下保持静止,则ab两端电压Uab和cd两端电压Ucd相比,Uab Ucd,外力F1和F2相比,F1 F2(填“>”、“=”或“<”).
13、如图所示,先后以不同速度v1、v2匀速把正方形金属线圈abcd向右拉出有界匀强磁场区域,且v1:
v2=1:
2,则在先后两种情况下线圈中的感应电流之比I1∶I2=,线圈中产生的焦耳热之比Q1:
Q2=,流过线圈的电荷量之比q1:
q2=。
14、某兴趣小组的一同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的原线圈A、副线圈B、电流计及开关按图示方式连接来研究电磁感应现象.
(1)将原线圈A插入副线圈B中,闭合开关瞬间,副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向 (选填“相同”或“相反”).
(2)该同学发现:
在原线圈A放在副线圈B中的情况下,将开关接通的瞬间电流计指针向右偏转,则开关闭合后将变阻器的滑动片P快速向接线柱C移动过程中,电流计指针将 (选填“左偏”、“右偏”或“不偏”).
(3)若要看到电流计的指针向右偏转,请你说出两种具体做法:
①
② .
三、计算题(每小题10分,共40分)
15、如图所示,将一根长为L=0.5m的直导线垂直于磁感线方向放入水平匀强磁场中,当导线通过以I1=2A的电流时,导线受到的安培力F1=1.0×10﹣4N
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小
(2)若该导线中通以I2=3A的电流,试求此时导线所受安培力的大小F2,并判断安培力的方向.
16、在如图1所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2.螺线管导线电阻r=0.60Ω,R1=4.0Ω,R2=6.0Ω.穿过螺线管的磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图2所示.求:
(1)螺线管中产生的感应电动势E;
(2)电路中的总电流I;
(3)电阻R1、R2消耗的总电功率P.
17、判断金属棒MN中感应电流的方向;
(2)求bc棒释放瞬间的加速度大小;
(3)求bc棒所能达到的最大速度;
(4)由静止开始释放bc后的某过程中,已知MN产生的焦耳热为Q,框架克服摩擦力做功为W,求该过程中bc棒动能的增加量.
18、如图(a)示为磁悬浮列车模型,质量M=1kg的绝缘板底座静止在动摩擦因数μ1=0.1的粗糙水平地面上.位于磁场中的正方形金属框ABCD为动力源,其质量m=1kg,边长为1m,电阻为
Ω.与绝缘板间的动摩擦因数μ2=0.4,OO′为AD、BC的中线.在金属框内有可随金属框同步移动的磁场,OO′CD区域
内磁场如图(b)示,CD恰在磁场边缘以外;OO′BA区域内磁场如图(c)所示,AB恰在磁场边缘以内(g=10m/s2).若绝缘板足够长且认为绝缘板与地面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
(1)若金属框固定在绝缘板上,则金属框从静止释放后,其整体加速度为多少?
(2)若金属框不固定,金属框的加速度又为多少?
此时绝缘板是否静止,若不静止,其加速度又是多少?
参考答案
1.D
2.B
3.A
4.B
5.C
6.B
7.B
8.AB
9.AB
10.AD
11.3×10﹣2N,竖直向下
12.=,=.
13.1:
2;1:
4;1:
1
14.
(1)相反,
(2)右偏,(3)①滑动变阻器滑片向右滑动,②闭合开关瞬间.
15.
(1)当导线中通以I1=2A的电流时,则该磁场的磁感应强度的大小1×10﹣4T.
(2)若该导线中通以I2=3A的电流,此时导线所受安培力大小1.5×10﹣4N,方向向上
解:
(1)直导线垂直于磁感线方向放入水平匀强磁场中,由B=
代入数据得:
B=1×10﹣4T
故磁场的磁感应强度为1×10﹣4T.
(2)由F=BIL
代入数据得:
F=1.5×10﹣4N
磁场的方向向里,而电流的方向向右,由左手定则可知,安培力的方向向上.
答:
(1)当导线中通以I1=2A的电流时,则该磁场的磁感应强度的大小1×10﹣4T.
(2)若该导线中通以I2=3A的电流,此时导线所受安培力大小1.5×10﹣4N,方向向上.
16.
(1)螺线管中产生的感应电动势1.2V;
(2)电路中的总电流0.4A;
(3)电阻R1、R2消耗的总电功率0.384W
解:
(1)根据法拉第电磁感应定律
=n
解得:
E=1.2V
(2)根据全电路欧姆定律:
I=
由并联电阻特点,则R12=
=2.4Ω
解得:
I=0.4A
(3)根据P=I2R12
解得:
P=0.384W
答:
(1)螺线管中产生的感应电动势1.2V;
(2)电路中的总电流0.4A;
(3)电阻R1、R2消耗的总电功率0.384W.
17.
(1)金属棒MN中感应电流的方向从M流向N;
(2)bc棒释放瞬间的加速度大小为(1﹣μ)g;
(3)bc棒所能达到的最大速度为
;
(4)由静止开始释放bc后的某过程中,已知MN产生的焦耳热为Q,框架克服摩擦力做功为W,该过程中bc棒动能的增加量为得
.
解:
(1)根据右手定则可知,金属棒MN中感应电流的方向从M流向N;
(2)释放bc棒的瞬间,棒中感应电流为0,不受安培力作用
整个框架由牛顿第二定律有mg﹣μmg=ma
解得:
a=(1﹣μ)g;
(3)当框架整体所受合力为0时,bc速度最大,由平衡条件有
mg﹣BIL﹣μ(mg+BIL)=0
即mg﹣
﹣μ(mg+
)=0
解得vm=
;
(4)任意瞬间,摩擦力f=μ(mg+FA),在bc下落极小位移△h的过程中
克服摩擦力做功△W=f△h=μmg△h+μFA△h
bc下落h的过程中,克服安培力做功WA=∑(FA△h)=2Q
因此W=∑△W=μmgh+2Q
解得h=
由动能定理有
mgh+(﹣W)+WA=△Ek
解得△Ek=
.
答:
(1)金属棒MN中感应电流的方向从M流向N;
(2)bc棒释放瞬间的加速度大小为(1﹣μ)g;
(3)bc棒所能达到的最大速度为
;
(4)由静止开始释放bc后的某过程中,已知MN产生的焦耳热为Q,框架克服摩擦力做功为W,该过程中bc棒动能的增加量为得
.
18.
(1)若金属框固定在绝缘板上,则金属框从静止释放后,其整体加速度为3m/s2.
(2)若金属框不固定,金属框的加速度又为4m/s2此时绝缘板不静止,其加速度又是2m/s2
解:
(1)若金属框固定在绝缘板上,由题意得:
E=
?
SABCD=1×
×1×1V=0.5V,
则电流为:
I=
=8A,
那么安培力为:
FAB=B2IL=8N,
取绝缘板和金属框整体进行受力分析,由牛顿第二定律有:
FAB﹣μ1(M+m)g=(M+m)a,
解得:
a=3m/s2.
(2)若金属框不固定,对金属框进行受力分析,假设其相对绝缘板滑动,有:
Ff1=μ2mg=0.4×1×10N=4N,
对金属框应用牛顿第二定律得:
FAB﹣Ff1=ma1,a1=4m/s2;
对绝缘板应用牛顿第二定律得:
Ff1﹣Ff2=Ma2,Ff2=μ1(M+m)g=2N,
解得:
a2=2m/s2,
a1>a2,假设正确.
金属框、绝缘板的加速度分别为4m/s2、2m/s2.
答:
(1)若金属框固定在绝缘板上,则金属框从静止释放后,其整体加速度为3m/s2.
(2)若金属框不固定,金属框的加速度又为4m/s2此时绝缘板不静止,其加速度又是2m/s2
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