2019版高考物理大第10单元电磁感应测评手册.docx

第10单元 电磁感应单元小结卷(十)考查范围:第十单元时间 / 45分钟分值 / 100分一、选择题(每小题8分,共48分,14小题为单选,56小题为多选)1.2017哈尔滨师范附中模拟 下列没有利用涡流的是()A.金属探测器B.变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯C.用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D.车站的安检门2.如图D10-1所示,一个闭合三角形导线框位于竖直平面内,其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且相距很近(但不重叠)的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流.不计阻力,线框从实线位置由静止释放至运动到直导线下方虚线位置过程中()图D10-1A.线框中的磁通量为零时其感应电流也为零B.线框中感应电流方向先为顺时针后为逆时针C.线框受到的安培力方向始终竖直向上D.线框减少的重力势能全部转化为电能3.如图D10-2所示,导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下,绕O点沿以O为圆心、半径为r的光滑半圆形金属导轨在匀强磁场中以一定的角速度转动,磁场的磁感应强度为B,A、O间接有阻值为R的定值电阻,导体杆和导轨的电阻不计,回路中的电功率为P,则()图D10-2A.外力的大小为2BrB.外力的大小为BrC.导体杆转动的角速度大小为D.导体杆转动的角速度大小为4.如图D10-3所示,在光滑的水平面上有一竖直向下的匀强磁场,该磁场分布在宽为L的区域内.现有一个边长为a(aL)的正方形闭合导线圈以初速度v0垂直于磁场边界滑过磁场后,速度变为v(vv0),则()图D10-3A.线圈完全进入磁场时的速度大于B.线圈完全进入磁场时的速度等于C.线圈完全进入磁场时的速度小于D.以上情况A、B均有可能,而C是不可能的5.如图D10-4所示,在边长为a的正方形区域内有匀强磁场,磁感应强度为B,其方向垂直于纸面向外,一个边长也为a的正方形导线框EFGH正好与上述磁场区域的边界重合.现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动,经过导线框转到图中虚线位置,则在这时间内()图D10-4A.平均感应电动势大小等于B.平均感应电动势大小等于C.顺时针方向转动时感应电流方向为EFGHED.逆时针方向转动时感应电流方向为EHGFE6.如图D10-5所示,将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上,另一个金属环套在杆上且与线圈共轴.当开关闭合瞬间,线圈中产生磁场,金属环就可被加速弹射出去.现在线圈左侧同一位置处先后放置形状、大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成),且铝的电阻率大于铜的电阻率,闭合开关S的瞬间,下列描述正确的是()图D10-5A.从左侧看,环中感应电流沿顺时针方向B.线圈沿轴向有伸长的趋势C.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力D.若金属环出现断裂,不会影响其向左弹射二、非选择题(共52分,要求解答过程有必要的文字说明)7.(14分)如图D10-6所示,一对光滑的平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内,导轨足够长且间距为L,左端接有阻值为R的电阻,一质量为m、长度为L的金属棒MN放置在导轨上,棒的电阻为r,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B.棒在水平向右的外力作用下由静止开始做加速运动,运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好.已知外力的功率恒为P,经过时间t导体棒做匀速运动.求:(1)导体棒匀速运动时的速度大小;(2)t时间内回路中产生的焦耳热.图D10-68.(18分)2018长沙雅礼中学月考 如图D10-7所示,光滑平行金属导轨MN、PQ固定于同一水平面内,导轨相距L=0.2 m,导轨左端接有规格为“0.6 V,0.6 W”的小灯泡,磁感应强度B=1 T的匀强磁场垂直于导轨平面,导体棒ab与导轨垂直并接触良好,在水平拉力作用下沿导轨向右运动,此过程中小灯泡始终正常发光.已知导轨MN、PQ与导体棒的材料相同,每米长度的该材料电阻r=0.5 ,其余导线电阻不计,导体棒的质量m=0.1 kg,导体棒到左端MP的距离为x.(1)求导体棒ab的速度v与x的关系式;(2)求导体棒从x1=0.1 m处运动到x2=0.3 m处的过程中水平拉力所做的功.图D10-79.(20分)2018安徽淮北一中周考 如图D10-8甲所示,斜面上存在一有理想边界的匀强磁场,磁场方向与斜面垂直.在斜面上离磁场上边界0.36 m处由静止释放一矩形金属线框,金属线框与斜面间的动摩擦因数为0.5,整个线框进入磁场的过程中,机械能E和位移s之间的关系如图乙所示.已知E0-E1=0.09 J,线框的质量为0.1 kg,电阻不能忽略,斜面倾角=37,磁场区域的宽度d=0.43 m,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8.求:(1)线框刚进入磁场时的速度大小v1;(2)线框从开始进入至完全进入磁场所用的时间t. 图D10-8测评手册单元小结卷(十)1.B解析 金属探测器和安检门都利用了涡流;用来冶炼合金钢的真空冶炼炉利用炉内的金属中产生涡流,涡流产生的热量使金属熔化;变压器的铁芯用互相绝缘的硅钢片叠压而成,是为了减小涡流,故B正确.2.C解析 根据右手定则,通电直导线上方的磁场方向向外,下方的磁场方向向里,离导线近的地方磁感应强度大,离导线远的地方磁感应强度小.线框从上向下靠近导线的过程,穿过线框的磁通量向外增加,根据楞次定律,线框中产生顺时针方向的电流;经过导线时,向外的磁通量和向里的磁通量叠加,磁通量先向外减小至零,之后变成向里,并逐渐增大,直至最大,根据楞次定律,线框中产生逆时针方向的电流;磁通量向里变成最大后,线框继续向下运动,磁通量又逐渐减小,这时线框中的电流方向又变成了顺时针,且这一过程是连续的,线框中始终有感应电流存在,故A、B错误.根据楞次定律,感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动,所以安培力的方向始终竖直向上,故C正确.根据能量守恒定律,线框从实线位置由静止释放至运动到虚线位置过程中,减少的重力势能转化为电能和自身动能,故D错误.3.C解析 设导体杆转动的角速度为,则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势E=Br2,电流I=,回路中的电功率P=EI,设维持导体杆匀速转动的外力为F,则有P=F,v=r,联立解得F=Br,=,选项C正确,选项A、B、D错误.4.B解析 设线圈电阻为R,完全进入磁场时的速度为vx.线圈在穿过磁场的过程中所受的合外力为安培力.对于线圈进入磁场的过程,根据动量定理可得-Ft=-Ba=mvx-mv0,对于线圈穿出磁场的过程,据动量定理可得-Ft=-Ba=mv-mvx,联立可得vx=,选项B正确.5.AD解析 由题意可知,导线框从开始至转过,磁通量减少量为=4B,故平均感应电动势E=,选项A正确,选项B错误;由楞次定律知,无论导线框转动方向如何,穿过导线框的磁通量都减少,电流方向都是EHGFE,选项C错误,选项D正确.6.AC解析 线圈中通电瞬间,由安培定则可知,磁场方向向左,通过金属环的磁通量增加,从左侧看,环中有顺时针方向的感应电流,A正确;同向电流相互吸引,故线圈有收缩的趋势,B错误;因铜环的电阻小,故铜环中感应电流大,受到的安培力大,C正确;若金属环出现断裂,就不能构成闭合回路,环中有感应电动势,但无感应电流,不受安培力作用,是不会被向左弹出的,D错误.7.(1)(2)Pt-解析 (1)导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv回路中电流I=导体棒所受安培力F安=BILP=Fv匀速运动时,有F=F安联立可得v=.(2)导体棒由静止开始加速过程,根据动能定理得WF+W安=mv2其中WF=Pt回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功,即Q=-W安联立可得Q=Pt-.8.(1)v=(5x+3.5) m/s(2)0.49 J解析 (1)导体棒接入回路的电阻R0=Lr=0.20.5 =0.1 灯泡正常发光,由P=UI得,回路中电流I=1 A灯泡电阻R灯=0.6 导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势E=BLv由闭合电路欧姆定律有I=联立得v=(5x+3.5) m/s(2)由速度与位移关系v=(5x+3.5) m/s得当x1=0.1 m时,速度v1=4 m/s当x2=0.3 m时,速度v2=5 m/s根据动能定理可得W拉+W安=其中安培力所做的功W安=-BIL(x2-x1)解得W拉=0.49 J9.(1)1.2 m/s(2)0.125 s解析 (1)金属线框进入磁场的过程中,减小的机械能等于克服摩擦力和安培力所做的功,由图像知机械能随位移均匀减小,因此安培力为恒力,线框匀速进入磁场.在进入