整章一轮复习专题练习六含答案高中物理选修32电磁感应.docx
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整章一轮复习专题练习六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.(单选)如图所示,竖直放置的平行金属导轨EF和GH两部分导轨间距为2L,IJ和MN两部分导轨间距为L。
整个装置处在水平向里的匀强磁场中,金属杆ab和cd的质量均为m,可在导轨上无摩擦滑动,且与导轨接触良好。
现对金属杆ab施加一个竖直向上的作用力F,使其匀速向上运动,此时cd处于静止状态,则力F的大小为
A.mgB.2mgC.3mgD.4mg
2.(单选)矩形导线框abcd放在分布均匀的磁场中,磁场区域足够大,磁感线方向与导线框所在平面垂直,如图(甲)所示。
在外力控制下线框处于静止状态。
磁感应强度B随时间变化的图象如图(乙)所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里。
在0~4s时间内,导线框ad边所受安培力随时间变化的图象(规定向左为安培力正方向)应该是下图中的()
3.(单选)如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L3与L4之间存在匀强磁场,磁感应强度大小均为1T,方向垂直于虚线所在平面向里.现有一矩形线圈abcd,宽度cd=L=0.5m,质量为0.1kg,电阻为2Ω,将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合),速度随时间的变化关系如图乙所示,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,t2~t3之间图线为与t轴平行的直线,t1~t2之间和t3之后的图线均为倾斜直线,已知t1~t2的时间间隔为0.6s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向.(重力加速度g取10m/s2).则
A.在o~t1时间内,通过线圈的电荷量为2.5C
B.线圈匀速运动的速度大小为8m/s
C.线圈的长度为1m
D.0~t3时间内,线圈产生的热量为4.2J
4.(单选)如图所示,在光滑绝缘的水平面上方,有两个方向相反的水平方向匀强磁场,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大,磁感应强度的大小分别为B1=B、B2=2B。
一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框,以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为v/2,则下列结论中正确的是()
(A)此过程中通过线框截面的电量为
(B)此过程中回路产生的电能为0.5mv2
(C)此时线框的加速度为
(D)此时线框中的电功率为
5.(单选)如图所示,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。
一电阻为r,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。
PQ与导轨间无摩擦、PQ左侧有两个固定于水平面的光滑立柱。
导轨bc段电阻为R,长为L,其他部分电阻不计。
空间存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,运动中PQ对两个光滑立柱的总压力大小为
,则下列选项正确的是
A.
与
成正比
B.
与
成正比
C.F与
成正比
D.F与t成正比
6.(单选)如图所示,电源的电动势为E、内阻为r,L1、L2为两个相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,与灯泡L1连接的是一只理想二极管D.下列说法中正确的是()
A.闭合开关S稳定后L1、L2亮度相同
B.断开S的瞬间,L2会逐渐熄灭
C.断开S的瞬间,L1中电流方向向左
D.断开S的瞬间,a点的电势比b点高
7.(单选题)电磁炉热效率高达90%,炉面无明火,无烟无废气,电磁“火力”强劲,安全可靠.如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图,下列说法正确的是()
A.当恒定电流通过线圈时,会产生恒定磁场,恒定磁场越强,电磁炉加热效果越好
B.电磁炉通电线圈加交流电后,在锅底产生涡流,进而发热工作
C.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅,主要原因这些材料的导热性能较差
D.在锅和电磁炉中间放一纸板,则电磁炉不能起到加热作用
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,水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点。
棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好。
下列说法正确的是()
A.拉力的大小在运动过程中保持不变
B.棒通过整个圆环所用的时间为
C.棒经过环心时流过棒的电流为
D.棒经过环心时所受安培力的大小为
10.(多选题)如图所示,导体棒AB可以沿光滑且足够长的竖直导轨滑动,水平匀强磁场垂直导轨平面,导体棒与竖直导轨接触良好,除电阻R外,其它电阻均忽略不计、在AB棒由静止下落的过程中,下列说法正确的是()
A、由于AB棒下落时,重力和安培力做功,所以机械能不守恒
B、AB棒速度稳定以前,减少的重力势能全部转化为R的内能
C、AB棒速度稳定以后,减少的重力势能全部转化为R的内能
D、AB棒速度稳定以后,合力做功为零,电阻R不再发热
11.(多选)如图甲所示,面积为S=1m2的导体圆环内通有垂直于圆平面向里的磁场,磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所所示(B取向里方向为正),
以下说法中正确的是:
A.环中产生逆时针方向的感应电流
B.环中产生顺时针方向的感应电流
C.环中产生的感应电动势大小为1V
D.环中产生的感应电动势大小为2V
12.(多选)一个矩形金属框MNPQ置于xOy平面内,平行于x轴的边NP的长为d,如图(a)所示。
空间存在磁场,该磁场的方向垂直于金属框平面,磁感应强度B沿x轴方向按图(b)所示规律分布,x坐标相同各点的磁感应强度相同。
当金属框以大小为v的速度沿x轴正方向匀速运动时,下列判断正确的是()
A.若d=l,则线框中始终没有感应电流
评卷人
得分
三、计算题
13.如图所示,两根相距为d的足够长的光滑平行金属导轨位于xoy竖直面内,一端接有阻值为R的电阻。
在y>0的一侧存在沿x轴均匀的垂直纸面的磁场,沿y轴大小
。
一质量为m的阻值为r的金属直杆与金属导轨垂直,在导轨上滑动时接触良好,当t=0时位于y=0处,速度为v0,方向沿y轴的正方向。
在运动过程中,有一大小可调节的外力F作用于金属杆以保持金属杆的加速度恒定,大小为a,方向沿y轴的负方向。
设导轨电阻忽略不计,空气阻力不计,重力加速度为g。
问:
(1)该回路中的感应电流持续的时间多长?
(2)当金属杆的速度大小为v0/2时,回路中的感应电动势为多大?
(3)在何时感应电流最大?
最大值为多少?
(4)请写出施加于金属杆上的外力F和时间t的关系式。
14.一圆柱形小永久磁铁中点为O,OX为磁铁的轴线(如图甲)、坐标为x处半径为a的环形线圈的磁通量可以表示为Φ=π(1-βx)a2B0,其中B0为已知常数,β为待定常数(线圈平面垂直于X轴、圆心在轴线上)。
(1)若磁铁静止,线圈从O点开始沿OX轴以速度v0匀速运动,请写出线圈磁通量与时间t的函数关系式(β视为已知)。
(2)接
(1),若测得此时线圈内的电动势大小恒为E0,求β的表达式。
(3)上述原理可以用于测量磁体运动的速度。
将上述线圈用N匝线圈代替并固定不动,半径仍为a,阻值为r。
将阻值为R的电阻串联在线圈上,如图乙。
当小磁铁沿线圈轴线穿过线圈时,测得电阻R的电压为U。
设小磁铁作匀速运动,求此速度的大小(结果不能含待定常数β)。
评卷人
得分
一、单选题
1.C
2.D
3.B
4.C
5.B
6.D
7.ABCD
解析:
B
AB、锅体中的涡流是由变化的磁场产生的,所加的电流是交流,不是直流,故A错误B正确;
C、金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅的,陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料,里面不会产生涡流,故C错误;高考资源网
D、在锅和电磁炉中间放一纸板,不会影响电磁炉的加热作用,故D错误。
故选B。
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.D
10.ABCD
解析:
AC
A、在下落过程中,安培力做功把机械能转化为电能,所以机械能不守恒,故A正确;
B、速度稳定前,减小的重力势能转化为动能和内能,故B错误;
C、速度稳定以后,动能不再增加,减小的重力势能转化为内能,故C正确;
D、速度稳定后,合力不做功,但是安培力做负功,电阻还发热,故D错误。
11.AC
12.ACD
评卷人
得分
三、计算题
13.
(1)(2分)感应电流持续的时间为从开始到棒再次回到出发点的时间,即:
(2分)
(2)(3分)当金属杆的速度大小为v0/2时:
此时的位移为:
(1分)
此时的磁场:
(1分)
此时的感应电动势:
(1分)
(3)(5分)设速度为
时电流有最大值,考虑到
,不妨设
则位移为:
此时的磁场:
此时的感应电动势:
感应电流为:
………………
由
式可知:
当
或
时,即:
时,感应电流有最大值。
即
时,有感应电流最大值,此时的时间为
(备注:
可以用其他方法求极值,只要正确就可以得到y或v两解2分,得到t两解2分,如果是只有一个解共得2分)
感应电流最大值为
(1分)
(4)(4分)施加于金属杆上的外力F随时间t的变化为:
当
,以向上为正方向
(2分)
(
)(2分)
当
,与t无关。
(备注:
如果
情况中分段写,每段2分;若不写
情况不扣分;若不写定义域,扣1分)
14.
(1)由力的平衡可得
(2分)
代入数据可解得
(2分)
(2)当A球到达NQ位置时,设系统的速度为v1,由动能定理得
整理可得
m/s>0,物体继续向上运动
之后A离开电场,设能继续沿斜面上升d,有
(2分)
解得
m。
(1分)
(3)
(2分)
联立并代入数据解得
当
,即
时,
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