新人教高三物理电磁感应交流电单元验收试题（有答案）

1 / 13 新人教高三物理电磁感应交流电单元验收试题（有答案） 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 物理单元验收试题（ 9）【新人教】 命题范围：电磁感应交流电 第 卷为选择题，共 50分；第 卷为非选择题共 50分。满分 100分，考试时间为 90分钟。 第 卷（选择题，共 50分） 一、选择题：本卷共 10小题，每小题 5 分，共 50分，每小题有一个或多个选项正确，全部选对得 5 分，选不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分。 1如图所示，水平放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，下列说法中正确的是（ ） A穿过弹性圆环的磁通量增大 B从左往右看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流 c弹性圆环中无感应电流 D弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外 2（ XX全国高考 ）如图所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界 b 和下边界 d 水平在竖直面内有一矩形金属线圈，2 / 13 线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面 a 开始下落已知磁场上下边界之间的距离大于水平面 a、 b 之间的距离若线圈下边刚通过水平面 b、 c（位于磁场中）和 d 时，线圈受到的磁场力的大小分别为 Fb、 Fc和 Fd，则（ ） A FdFcFb B FcFdFbFdD FcFbi2，在 t1时刻将 S 断开，那么流过灯 泡的电流随时间变化的图象是（ ） 5等离子气流由左方连续以 v0射入 P1和 P2 两板间的匀强磁场中， ab 直导线与 P1、 P2 相连接，线圈 A 与直导线cd连接线圈 A 内有随图乙所示的变化磁场且磁场 B 的正方向规定为向左，如图甲所示，则下列叙述正确的是（ ） A 0 1s内， ab、 cd导线互相排斥 B 1 2s内， ab、 cd导线互相吸引 c 2 3s内， ab、 cd导线互相吸引 D 3 4s内， ab、 cd导线互相排斥 6用相同的导线绕制的边长分别为 L 和 2L的正方形闭合线框，以相 同的速度匀速进入右侧的匀强磁场，如图所示，在线框进入磁场的过程中 a、 b 和 c、 d 两点间的电压分别为 U甲和 U 乙， ab 边和 cd 边所受的安培力分别为 F 甲和 F 乙，则下列判断正确的是（ ） A U 甲 U 乙 B U 甲 2U乙 c F 甲 F 乙 D F 甲 F 乙 2 7如图所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为 By B0y c， y 为该点到地面的距4 / 13 离， c 为常数， B0为一定值，铝框平面与磁场垂直，直径 ab水平，（空气阻力不计）铝框由静止释放下落的过程中（ ） A铝框回路磁通量不变，感应电动势 为 0 B回路中感应电流为顺时针方向，直径 ab两点间电势差为0 c铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度 g D直径 ab 受安培力向上，半圆弧 ab 受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于 g 8如图所示，两条足够长的平行金属导轨水平放置，导轨的一端接有电阻和开关，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场的方向与导轨平面垂直，金属杆 ab置于导轨上当开关 S断开时，在杆 ab上作用一水平向右的恒力 F 使杆 ab向右运动进入磁场经过一段时间后，闭合开关并开始计时，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触 良好关于金属杆 ab的 vt图象不可能的是（ ） 9（ XX山东青岛）如图所示为几个有理想边界的磁场区域，相邻区域的磁感应强度大小相等、方向相反，区域的宽度均为 L现有一边长为 L 的正方形导线框由图示位置开始，沿垂直于区域边界的直线匀速穿过磁场区域，设逆时针方向为电流的正方向，下列各图能正确反映线框中感5 / 13 应电流的是（ ） 10如图（ a）所示，在光滑水平面上用恒力 F 拉质量 1kg的单匝均匀正方形铜线框，在 1 位置以速度 v0 3m/s 进入匀强磁场时开始计时 t 0，此时线框中感应电动 势为 1V，在 t 3s时刻线框到达 2 位置开始离开匀强磁场此过程中vt图象如图（ b）所示，那么（ ） A线框右侧的边两端 mN间电压为 0 25V B恒力 F 的大小为 1 0N c线框完全离开磁场的瞬间位置 3 速度为 2m/s D线框完全离开磁场的瞬间位置 3 速度为 1m/s 第 卷（非选择题，共 50分） 二、实验题：本题共 2 小题，共 12 分。把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答。 11（ 6 分）一正弦交变电流的电流 i 随时间 t 变化的规律如图所示。由图可知 （ 1）该交变电流的 有效值为 _A （ 2）该交变电流的频率为 _Hz （ 3 ） 该 交 变 电 流 的 瞬 时 值 表 达 式 为 i _A 6 / 13 （ 4）若该交变电流通过阻值 R 40 的白炽灯，则电灯消耗的功率是 _W 12（ 6 分）如图所示，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，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈 c、 d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 u1=220sin314t（ V），则 （ 1）当单刀双掷开关与 a 连接时，电压表的示 数 为 _V （ 2）当 t=s时， c、 d 间的电压为 _V （ 3）单刀双掷开关与 a 连接，在滑动变阻器触头 P 向上移动的过程中，电压表示数 _， 电流表示数 _（填 “ 变大 ” 、 “ 变小 ” 或 “ 不变 ” ） （ 4）当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，电压表示数 _，电流表示数 _（填 “ 变大 ” 、 “ 变小 ” 或 “ 不变 ” ） 三、计算题：本题共 3 小题，共 38 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案 中必须明确写出数值和单位。 13（ 10分）（ XX福建龙岩）如图甲所示，空间有一宽为 2L的匀强磁场区域，磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外 abcd是由均匀电阻丝做成的边长为 L 的正方形线框，总7 / 13 电阻值为 R线框以垂直磁场边界的速度 v 匀速通过磁场区域在运动过程中，线框 ab、 cd两边始终与磁场边界平行设线框刚进入磁场的位置 x 0， x 轴沿水平方向向右求： 甲 乙 （ 1） cd边刚进入磁场时， ab两端的电势差，并指明哪端电势高； （ 2）线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热； （ 3）在乙图中，画出 ab两端电势差 Uab随距离变化的图象，其中 U0 BLv 14（ 13分）如图所示，在水平面内有两条光滑轨道 mN、 PQ，其上放有两根静止的导体棒，质量分别为 m1、 m2设有一质量为 m 的永久磁铁，从轨道和导体棒组成的平面的正上方高为 h 的地方落下，当磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时磁铁的速度为 v，导体棒 ab 的动能为 Ek，此过程中两根导体棒、导体棒与磁铁之间没有发生碰撞，求： （ 1）磁铁在下落过程中受到的平均阻力； （ 2）磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量 15（ 15 分）（ XX上海模拟）如图（ a）所示，平行金属导轨 mN、 PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距 L 0 25m，电阻 R 0 5 ，导轨上停放一质8 / 13 量 m 0 1kg、电阻 r 0 1 的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度 B 0 4T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力 F 沿水平方向拉杆，使其由静止开始运动，理想电压表的示数 U 随时间 t 变化的关系如图（ b）所示试分析与求： 图（ a） 图（ b） （ 1）分析证明金属杆做匀加速直线运动； （ 2）求金属杆运动的加速度； （ 3）写出外力 F 随时间变化的表达式； （ 4）求第 2 5s末外力 F 的瞬时功率 参考答案 1 B 解析：弹性圆环均匀向外扩大，磁通量减小，由楞次定律，感应电流顺时针，安培力沿半径向里 2 D 解析：线圈从 a 运动到 b 做自由落体运动，在 b 点开始进入磁场受到安培力作用 Fb，由于线圈上下边的距离很短，进入磁场的过程时间很短，进入磁场后，由于磁通量不变，无感应电流产生，不受安培力作用，在 c 处 Fc 0，但线圈在 磁场中受重力作用，做加速运动，出磁场的过程在 d处受到的安培力比 b 处大故 D 项正确 3 c 解析：金属环中的原磁场方向竖直向下，由楞次定律，9 / 13 感应电流的磁场向上，电流方向是逆时针方向；由法拉第电磁感应定律，电动势大小 E BtS 铁芯 2 010 3V，故 c 项对 4 D 解析：在 t1时间内流过灯泡的电流为 i2，且方向为从左向右，当断开 S 时， i2立即消失，但由于自感作用，线圈L 产生自感电动势，与灯泡构成回路缓慢消失，此时流过灯泡的电流从 i1开始逐渐减小，方向自右向左，故 D 项正确 5 BD解析：由左手定则 可知正离子进入磁场后偏向 P1板，负离子进入磁场后偏向 P2 板， ab 中形成由 a 到 b 的电流，根据楞次定律可以判定， 0 2s内 cd中形成由 c到 d的电流，2 4s 内形成由 d 到 c 的电流，再由左手定则判定， 0 2s内两导线相互吸引， 2 4s内相互排斥， B、 D 两项对， A、 c两项错 6 D 解析：线框切割磁感线，电动势 E BLv， a、 b 或 c、 d两点间的电压 U 3E4， 2L 甲 L 乙，则 2U 甲 U 乙；安培力 F BIL B2L2vR B2L2v4LS B2LvS4 ，则 F甲 F 乙 2，故 D 项对 7 c 解析：铝框 下落，回路磁通量增大，产生的感应电流为顺时针方向，直径 ab 两点间电势差不为 0，直径 ab 受安培力向上，半圆弧 ab 受安培力向下，但两安培力的合力向上，则铝框的加速度大小一定小于重力加速度 g 8 D 解析：闭合开关时的速度为 v，当 FB2L2vR 时，金10 / 13 属杆做加速运动，如图 B；当 F B2L2vR 时，金属杆做匀速运动，如图 A；当 FB2L2vR 时，金属杆做减速运动，如图 c；则不可能的是图 D 9 D 解析：线框进入磁场中 0 至 L 的过程中，由右手定则知，感应电流的方向为顺时针，即负方向，感应电流 I BLvR，大小恒定，故 A、 B 两项不正确；线框进入磁场中 L 至 2L的过程中，由右手定则，可判断感应电流的方向为逆时针，即为正方向，感应电流 I 2BLvR， D 项正确 10 c 解析： mN边切割磁感线，相当于电源，其两端的电压是路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知，线框右侧的边两端 mN 间电压为 3E/4 0 75V， A 项不对；根据 1 2s 时间内线框做匀速直线运动可知，这段时间线框中没有感应电流，线框所受合力为 F，根据牛顿第二定律可知 F ma 0 5N，B 项错误；根据图线可知线圈进入磁场和离开磁场时的初速度和受力情况都一样，所 以线框离开磁场时的速度和 t0 时刻的相同，设该速度为 vx，那么 v0 vx Fm2t0，解之得 vx v0 2Fmt0 2m/s， c 项正确， D 项不对 11（ 6 分）解析：由图象可知该交变电流的最大值为 10A，周期为 410 2s，则其有效值为 5A，频率为 25Hz，角速度rad/s，其瞬时值表达式为 i 10sin（ 50t） A，当其通过 R 40 的白炽灯时， 2000W。 答案： 52510sin（ 50t） 2000 11 / 13 12（ 6 分）解析：交流电表读出的数值是有效值，由得U2=22V。当 t=s 时，触头 P 向上移动，电阻值变大，变压器的输出电压不变，电流表示数变小。当单刀双掷开关由 a扳向 b 时，变压器的输出电压变大，电压表和电流表的示数均变大。 答案： 22不变变小变大变大 13（ 10分）解析：（ 1） dc切割磁感线产生的感应电动势 E BLv 回路中的感应电流 I BLvR ab两端的电势差 U I14R 14BLv， b 端电势高 （ 2）设线框从 dc 边刚进磁场到 ab 边刚进磁场所用时间为t 由焦耳定律 Q 2I2Rt L vt联立解得 Q 2B2L3vR （ 3）如图所示 答案：（ 1） 14BLv， b 点电势高 （ 2） 2B2L3vR （ 3）如解析图所示 14（ 13分）解析：（ 1）设磁铁在下落过程中受的平均阻力为 F， 有：（ mg F） h 12mv2 得： F mg mv22h 12 / 13 （ 2）对导体棒 ab、 cd组成的系统动量守恒，设磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时它们的速度分别为 v1、v2，有 m1v1 m2v2 Ek 12m1v21 设磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量为 Q，由能量守恒有 mgh 12mv2 12m1v21 12m2v22 Q 由 可得： Q mgh 12mv2（ m1 m2m2） Ek 答案：（ 1） mg mv22h （ 2） mgh 12mv2（ m1 m2m2） Ek 15（ 15分）解析：（ 1）