届高考一轮总复习章末检测卷第九章 电磁感应物理试题.docx
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届高考一轮总复习章末检测卷第九章电磁感应物理试题
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2018届高考一轮总复习章末检测卷:
第九章 电磁感应物理试题
试卷副标题
考试范围:
xxx;考试时间:
38分钟;命题人:
xxx
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
题号
一
二
三
四
总分
得分
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)
评卷人
得分
一、选择题(题型注释)
1、静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载《春秋纬 考异邮》中有玳瑁吸衣若之说,但下列不属于静电现象的是( )
A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引
C.小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流
D.从干燥的地毯走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉
2、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;断开开关,a、b同时熄灭
D.合上开关,a、b同时亮;断开开关,b先熄灭,a后熄灭
3、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
4、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
5、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
6、如图所示,a、b是平行的金属导轨,匀强磁场垂直导轨平面,c、d是分别串有电压表和电流表的金属棒,它们与导轨接触良好,当c、d以相同的速度向右运动时,下列说法正确的是( )
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
评卷人
得分
二、多选题(题型注释)
7、某同学将一条形磁铁放在水平转盘上,如图甲所示,磁铁可随转盘转动,另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边.当转盘(及磁铁)转动时,引起磁感应强度测量值周期性地变化,该变化的周期与转盘转动周期一致.经过操作,该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象.该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈,当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时.按照这种猜测( )
A.在t=0.1s时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
B.在t=0.15s时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
C.在t=0.1s时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
D.在t=0.15s时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
8、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
第II卷(非选择题)
评卷人
得分
三、计算题(题型注释)
9、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.
10、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.
11、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.
12、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.
评卷人
得分
四、简答题(题型注释)
13、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?
参考答案
1、C
2、C
3、CD
4、D
5、A
6、A
7、AC
8、AD
9、
(1)2T
(2)0.075J
10、
(1)6×103Ω
(2)4×10-2V(3)8×10-8J
11、
(1)
(2)
12、
(1)0.2N
(2)2W
13、
(1)6m/s;
(2)v2=1.5m/s;(3)2m/s.
【解析】
1、梳过头发的塑料梳子吸起纸屑,是因为梳子与头发摩擦起电,静电吸引轻小物体,故A属于静电现象,所以A错误;带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引,是因为先感应起电,然后静电作用力,故B错误;小线圈接近通电线圈过程中,消息安全中产生感应电流是电磁感应现象,不是静电现象,所以C正确;从干燥的地毯走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉,是因为摩擦起电,所以D错误。
【学科网考点】静电现象
【方法技巧】本题主要是识记静电现象,知道几种常见的起电方式:
摩擦、接触、感应,以及电磁感应现象
2、试题分析:
当开关接通和断开的瞬间,流过线圈的电流发生变化,产生自感电动势,阻碍原来电流的变化,根据楞次定律来分析两灯亮暗顺序.
解:
由图可以看出,a、b灯泡在两个不同的支路中,对于纯电阻电路,不发生电磁感应,通电后用电器立即开始正常工作,断电后停止工作.但对于含电感线圈的电路,在通电时,线圈产生自感电动势,对电流的增大有阻碍作用,使a灯后亮,则合上开关,b先亮,a后亮.当断开电键时,线圈中产生自感电动势,由a、b及电感线圈组成一个回路,两灯同时逐渐熄灭.故C正确.
故选C.
【点评】对于线圈要抓住这个特性:
当电流变化时,线圈中产生自感电动势,相当于电源,为回路提供瞬间的电流.
3、在棒PQ右侧放金属棒时,回路中会有感应电流,使金属棒加速,棒PQ减速,当两者获得共同速度时,回路中感应电流为零,两棒都将做匀速运动,A、B项错误.当一端或两端用导线连接时,棒PQ的动能将转化为内能而最终静止,C、D两选项正确.
4、A、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;B、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
,当以速度
匀速拉出时,
,所以导体框中产生的焦耳热不同,选项B错误;
C、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
,当以速度
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
,选项C错误;
D、两个过程中,通过导体框截面的电荷量均为
,选项D正确。
点睛:
解决本题的关键掌握感应电动势的两个公式:
,
,以及会用楞次定律或右手定则判定电流的方向。
5、A、根据法拉第电磁感应定律:
,电阻R两端的电压:
,电容器两端的电压等于电阻R两端的电压
,电容器所带的电荷量
,故A正确;
B、通过R的电流
,由楞次定律通过R的电流方向从a到b,故BC错误;
D、R消耗的功率:
,故D错误;
点睛:
本题考查了法拉第电磁感应定律、欧姆定律、楞次定律的基本运用,会运用法拉第电磁感应定律求解感应电动势,以及会运用楞次定律判断感应电流的方向是解决本题的关键。
6、当c、d以相同速度向右运动时,回路的面积不变,穿过回路的磁通量不变,没有感应电流产生,则两个电表都无示数,故A正确,BCD错误.
点睛:
本题首先要能根据产生感应电流的条件,判断出回路中有无感应电流,其次要掌握电压表的核心是电流表,没有电流就没有读数。
7、A、在
时刻,线圈内磁场最强,磁通量最大,接着磁通量会变小,但磁场方向没变,所以根据楞次定律得知,线圈内产生感应电流的方向发生变化,故A正确;
B、在
时刻,线圈内B为零,磁通量为零,接着磁通量会变大,由于磁场方向发生变化,所以根据楞次定律得知产生感应电流的方向不会发生变化,故B错误;
C、在
时刻,线圈内磁场最强,图线的斜率最大,故磁感应强度的变化率最大,此时磁通量变化率最大,产生的感应电动势最大,感应电流则最大,故C正确;
D、在
时刻,图线的斜率是最小,故此时磁感应强度的变化率是最小,磁通量变化率是最小,产生的感应电动势是最小,感应电流的大小达到最小,故D错误。
点睛:
利用楞次定律的“增反减同”来确定感应电流的方向,由图象可知磁感应强度的变化,从而得出感应磁场方向,再由安培定则来确定感应电流方向,法拉第电磁感应定律可得出在磁通量变化率最大时,电流最强。
8、A、据题知,细线被拉断时,拉力达到
,根据平衡条件得:
对ab棒:
,则得ab棒所受的安培力大小为
;由于两棒的电流相等,所受的安培力大小相等,由
、
,
,则得
联立解得,cd棒的速度为
,故A正确,B错误;
C、对cd棒:
根据牛顿第二定律得:
,代入得
,故C错误,D正确。
点睛:
细线被拉断时,拉力达到最大值
,根据平衡条件和安培力的表达式,求出此时cd棒的速度大小,根据牛顿第二定律求解加速度的大小。
9、试题分析:
1)由图象知,杆自由下落0.1s进入磁场以v="1.0"m/s作匀速运动
产生的电动势
(1分)
杆中的电流
(1分)
杆所受安培力
(1分)
由平衡条件得
(1分)
代入数据得B=2T(2分)
(2)电阻R产生的热量
(2分)
考点:
导体切割磁感线时的感应电动势;
点评:
本题比较简单考查了导体切割磁感线产生电动势E=BLv的理解和应用,注意公式的适用条件以及公式中各个物理量的含义.
10、
(1)由电阻定律
,解得R=6×103Ω
(2)感应电动势
,解得E=4×10-2V
(3)由焦耳定律得:
,解得:
Q=8×10-8
【学科网考点】考查感应电动势
【方法技巧】本题主要是公式及计算,理解法拉第电磁感应定律
,磁通量的变化可以是磁感应强度的变化引起的,也可以是面积的变化引起的,另外要注意计算的正确性。
11、试题分析:
(1)电阻R消耗的功率:
PR=E2/R
感应电动势:
E=BLv
得:
PR="("BLv)2/R
(2)由平衡知识可知:
F=f+FA
f=μmg
而I=BLv/R
解得:
FA="BIL="B2L2v2/R
得:
F="μmg"+B2L2v2/R
考点:
法拉第电磁感应定律;物体的平衡
12、试题分析:
(1)以小环为研究对象,在环沿绳下滑过程中,受重力m2g和绳向上的摩擦力f,由牛顿第二定律知m2g-f=m2a.
代入数据解得f=m2(g-a)=0.05×(10-6)N=0.2N.
(2)根据牛顿第二定律知,小环下滑过程中对绳的反作用力大小f′=f=0.2N,所以绳上的张力FT=0.2N.设导体棒K中的电流为IK,则它所受安培力FK=B1IKl,对导体棒K,由平衡条件知FT=FK,所以电流IK=
A.
因为导体棒Q运动切割磁感线而产生电动势,相当于电源.等效电路如图所示,因K、S、Q相同,所以导体棒Q中的电流IQ=2IK=
A
设导体棒Q运动的速度大小为v,则E=B2lv
由闭合电路的欧姆定律知IQ=
解得v=5m/s
导体棒Q沿导轨向下匀速下滑过程中,受安培力FQ=B2IQl
由平衡条件知F+m1gsin37°=FQ
代入数据解得F=0.4N
所以Q杆所受拉力的瞬时功率
P=F·v=0.4×5W=2W.
考点:
本题考查了电磁综合应用
点评:
此题是电磁感应、运动学和能量的综合运用,考查同学们的综合分析解答能力,对学生的要求较高,此类题目属难度较大的压轴题,对于高考中能否得高分至关重要,在学习中需要多作练习.
13、
(1)由
和F安=BId
可得F安
根据平衡条件可得F=μmg+F安
联立解得v1=6m/s
(2)稳定后
且P=Fv2
联立解得v2=1.5m/s
(3)金属棒和灯泡串联,由Q=I2Rt得灯泡和金属棒产生的热量比
根据能量守恒
解得v3=2m/s
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