高中物理试题：电磁感应、交流电

万州实验中学高三物理单元检测第 1 页共 8 页单元检测电磁感应 交流电一、在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得 6 分，选不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分1如图 1 所示，平行导轨间距为 d，一端跨接一个电阻为 R，匀强磁场的磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成 角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度 v 滑行时，通过电阻 R 的电流强度是（ ）A dvRB sindvRCcosD sin2如图 2，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个电阻为零、自感系数为 L 的线圈外，其他部分与甲图都相同，导体 AB 以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同，则 （ ）A甲图中外力做功多B两图中外力做功相同C乙图中外力做功多D无法判断3如图 3 所示，在光滑水平面上的直线 MN 左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度 v 向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是 1:2.则拉出过程中下列说法中正确的（ ）A所用拉力大小之比为 2:1 B通过导线某一横截面的电荷量之比是 1:1C拉力做功之比是 1:4 D线框中产生的电热之比为 1:2R vabd图 1图 2 甲 图 2 乙MNvB图 3万州实验中学高三物理单元检测第 2 页共 8 页4如图 5 所示，条形磁铁用细线悬挂在 O 点。O 点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是 （ ）A在磁铁摆动一个周期内，线圈内感应电流的方向改变 2 次B磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用C磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力5甲、乙两个完全相同中的理想变压器接在电压恒定的交流电路中，如图 6 所示。已知两变压器负载电阻的阻值之比为 R 甲 ：R 乙 =2：1，设甲变压器原线圈两端的电压为 U 甲 ，副线圈上通过的电流为 I/甲 ；乙变压器原线圈两端电压为 U 乙 ，副线圈上通过的电流为 I/乙 ，则下列说法正确的是 （ ）AU 甲 =U 乙 ，I /甲 =I/乙BU 甲 =2U 乙 ，I /甲 =2I/乙CU 甲 =U 乙 ，2I /甲 =I/乙DU 甲 =2U 乙 ，I /甲 =I/乙6如图 7 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10:1，b 是原线圈的中心抽头。电压表 V 和电流表 A 均为理想电表，除 R 以外其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 )(10sin21Vtu，下列说法中正确的是（ ）A st60时，ac 两点间的电压瞬时值为 110V.B 1时，电压表的读数为 22V.SNO图 5U 甲U 乙 R 乙R甲I/甲I/乙图 6AVabc n1 n2R图 7万州实验中学高三物理单元检测第 3 页共 8 页C滑动变阻器触头向上移，电压表和电流表的示数均变大。D单刀双掷开关由 a 搬向 b，电压表和电流表的示数均变小。7如图 8 所示，a、b 是同种材料的等长导体棒，静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上，b 棒的质量是 a 棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给 a 棒以 4.5J 的初动能，使之向左运动，不计导轨的电阻，则整个过程 a 棒产生的最大热量是（ ）A2J B 1.5J C3J D4.5J8如图 10 所示 ， 在 磁 感 应 强度为 B 的匀强磁场中有固定的金属框架 ABC，已知B=，导体棒 DE 在框架上从 B 点开始在外力作用下，沿垂直 DE 方向以速度 v 匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为 R，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻。关于回路中的电流 I 和电功率 P 随时间 t 变化的下列四个图中可能正确的是 （ ）9 （18 分）如图 18 所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置，把一个很小的测量线圈A 放在待测处，线圈与测量电量的冲击电流计 G 串联，当用双刀双掷开关 S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表 G 测出电量Q，就可以算出线圈所在处的磁感应强度 B。已知测量线圈共有 N 匝，直径为 d，它和表 G 串联电路的总电阻为 R，则被测处的磁感强度 B 为多大？v0a b图 8DA B C DACBE v图 10GAS图 18万州实验中学高三物理单元检测第 4 页共 8 页10 （16 分）在磁感应强度 B=0.5T 的匀强磁场中有一个正方形金属线圈 abcd，边长L=0.2m。线圈的 ad 边与磁场的左侧边界重合，如图 14 所示，线圈的电阻 R=0.4.用外力把线圈从磁场中移出有两种方法：一种是用外力把线圈从左侧边界匀速平移出磁场；另一种是以 ad 边为轴，用力使线圈匀速转动移出磁场，两种过程所用时间都是 t=0.1s。求（1）线圈匀速平移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。（2）线圈匀速转动移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。La bcdB图 14万州实验中学高三物理单元检测第 5 页共 8 页11 （18 分）如图 19 所示，磁场的方向垂直于 xy 平面向里。磁感强度 B 沿 y 方向没有变化，沿 x 方向均匀增加 ,每经过 1cm 增加量为 1.0104 T，即cmTB/10.4。有一个长 L=20cm，宽 h=10cm 的不变形的矩形金属线圈，以v=20cm/s 的速度沿 x 方向运动。问：（1）线圈中感应电动势 E 是多少？（2）如果线圈电阻 R=0.02，线圈消耗的电功率是多少？（3）为保持线圈的匀速运动，需要多大外力？机械功率是多少？OxyvhL图 19万州实验中学高三物理单元检测第 6 页共 8 页12(20 分) 如图所示，倾斜的金属导轨和水平的金属导轨接在一起，各自的两条平行轨道之间距离都为 d，倾斜导轨与水平面间的夹角为 30，在倾斜导轨的区域有垂直于轨道平面斜向上的匀强磁场，在水平导轨的区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小都为 B，倾斜导轨上放有金属棒 a，在紧靠两导轨连接处的水平导轨上放有金属棒b，a、b 都垂直于各自的轨道，质量均为 m，a、b 与水平的金属导轨间的动摩擦因数是，倾斜的金属导轨光滑倾斜轨道间接有电阻 R，a 、b 的电阻值都是 R，其余电阻不计开始时 a 固定，b 静止，且 a 距水平导轨平面的高度为 h，现释放 a，同时给 a 一个平行于倾斜导轨向下的初速度，a 就在倾斜导轨上做匀速运动，经过两导轨的连接处时速度大小不变，在此过程中 b 仍然静止，滑上水平导轨后即与 b 金属棒粘在起在水平导轨上运动距离 L 后静止求： (1)a 在倾斜导轨上匀速运动的速度 v0 大小？(2)a 在倾斜导轨上运动的过程中，电阻 R 上产生的热量 Q1 是多大?(3)a、b 一起在水平导轨上运动的过程中，电阻 R 上产生的热量 Q2 是多大?万州实验中学高三物理单元检测第 7 页共 8 页万州实验中学高 2006 级单元检测电磁感应 交流电答案1.D 2.A 3.D 4.C 5.D 6.B 7.A 8.AD 9解：当双刀双掷开关 S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可得：tdBNtE2)/( （5 分）由欧姆定律得： REtQI （5 分）由上述二式可得： 2.d （6 分）10解：（1）使线圈匀速平动移出磁场时，bc 边切割 磁感线而产生恒定感应电动势E=BLv.而 v=L/t. （2 分）外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即 01.421RtLBWJ （4 分）(2)线圈以 ad 边为轴匀速转出磁场时，线圈中产生的感应电动势和感应电流都是按正弦规律变化的，感应电动势和感应电流的最大值为: tBSEm2, （4分）外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即 012.8242RtLBtEWmJ （4 分）11解：(1)设线圈向右移动一距离 S，则通过线圈的磁通量变化为：xSh，而所需时间为 vSt， （2 分）根据法拉第电磁感应定律可感应电动势力为 5104xBhLtEV.（3 分）万州实验中学高三物理单元检测第 8 页共 8 页(2)根据欧姆定律可得感应电流 8102REIA， （3 分）电功率 P=IE= 810W （4 分）(3)电流方向是沿逆时针方向的，导线 dc 受到向左的力，导线 ab 受到向右的力。线圈做匀速运动，所受合力应为零。根据能量守恒得机械功率 P 机 =P= 810W.（4 分）12解：(1)设在倾斜导轨上运动的过程中，感应电动势为 E，其中的电流强度为 Ia，受到的磁场力为 F，则 0EBdvR 总 = 32Ia=E/R 总 023aBdvIRaI20Bdv由于 a 在倾斜导规上做匀速运动，所以所受的合外力为零，则： 0sin3Fmg解得： 0234mgvd(2)a 在倾斜导轨上运动的过程申，设 a、b 和电阻 R 中的电流强度分别是 Ia、I b 和 IR，产生的热量分别是 Qa、Q b 和 Q1，则 2aRIRI由： t 得 14a 1bQ根据能量守恒有： bmgh 16mgh或解：a 在倾斜导轨上运动的过程中，设电阻