高考物理二轮专题复习 专题五 电路和电磁感应52课后作业（含解析）.doc

2014年高考物理二轮专题复习课后作业：专题五电路和电磁感应5-21(2013课标全国)在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是()a奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系b安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说c法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流d楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化答案abd解析电流能产生磁场，说明电和磁之间存在联系，a项正确；为解释磁现象的电本质，安培根据螺线管和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，b项正确；恒定电流附近的固定导线框，不会产生感应电流，c项错误；楞次通过实验，得出了楞次定律，d项正确。2.(2013上海浦东新区调研)如图所示，匝数为n、半径为r1的圆形线圈内有匀强磁场，匀强磁场在半径为r2的圆形区域内，匀强磁场的磁感应强度b垂直于线圈平面。通过该线圈的磁通量为()abrbbrcnbr dnbr答案b解析通过线圈的磁通量bsbr，a错误，b正确；磁通量与线圈的匝数无关，c、d错误。3(2013北京理综)如图，在磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆mn在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动， mn中产生的感应电动势为e1；若磁感应强度增为2b，其他条件不变，mn中产生的感应电动势变为e2。则通过电阻r的电流方向及e1与e2之比e1:e2分别为()a ca,2:1 b ac,2:1c ac,1:2 d ca,1:2答案c解析由右手定则，可判断金属杆中的电流方向为nm，则电阻r中的电流方向为ac。根据eblv，可得e1e212，选项c正确。4(2013浙江理综)磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其et关系如下图所示。如果只将刷卡速度改为，线圈中的et关系图可能是() 答案d解析从et图象可以看出，刷卡速度为v0时，产生感应电动势的最大值为e0，所用时间为t0；当刷卡速度变为时，根据eblv可知，此时产生感应电动势的最大值e，由于刷卡器及卡的长度未变，故刷卡时间变为2t0，故选项d正确。5(2013云南一模)如图甲所示，在列车首节车厢下面安装一电磁铁，电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场，首节车厢经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈产生的电脉冲信号传到控制中心图乙为某时控制中心显示屏上的电脉冲信号，则此时列车的运动情况是()a匀速运动 b匀加速运动c匀减速运动 d变加速运动答案c解析ut图象反映了线圈进入磁场、在磁场中、出磁场时两端的电压和时间的关系，在线圈进入磁场、出磁场的过程中，电压都在随时间均匀减小，根据电磁感应定律得ublvbl(v0at)，则列车做匀减速运动，c正确。6(2013山东理综)将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面(纸面)内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度b随时间t变化的图象如图乙所示。用f表示ab边受到的安培力，以水平向右为f的正方向，能正确反映f随时间t变化的图象是()答案b解析根据楞次定律，在前半个周期内，圆环内产生的感应电流方向为顺时针，即通过ab边的电流方向为由b指向a，再根据左手定则判断，ab边受到的安培力为水平向左，即负方向。根据法拉第电磁感应定律，前半个周期内ab中的电流为定值，则所受安培力也为定值。结合选项可知b正确。7.如图所示，一个闭合三角形导线框abc位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中()a导线框中感应电流方向依次为acbaabcaacbab导线框的磁通量为零时，感应电流却不为零c导线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上d导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动答案ab解析根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框abc在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当增大到bc边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当增大到a点与导线重合时，达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，所以根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向内，再向外，最后向内，所以导线框中感应电流方向依次为acbaabcaacba，选项a正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，选项b正确；根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，选项cd错误。8.(2013广东汕头一模)如图，正方形线框的边长为l，电容器的电容量为c。正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场以k的变化率均匀减弱时，则()a线圈产生的感应电动势大小为kl2b电压表没有读数ca点的电势高于b点的电势d电容器所带的电荷量为零答案bc解析根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势el2，a错误；由于回路是非闭合的，回路中无电流，所以电压表无示数，b正确；设回路是闭合的，根据楞决定律可知处于磁场部分的电流方向由ba，而在电源内部，电流由低电势流向高电势，故c正确；电容器所带的电荷量qcekcl2，d错误。9(2013河北衡水中学一模)有一半径为r，电阻率为，密度为d的均匀圆环落入磁感应强度b的径向磁场中，圆环的截面的半径为r(rr)。如图所示，当圆环在加速下落时某一时刻的速度为v，则()a此时整个圆环的电动势e2bvrb忽略电感的影响，此时圆环中的电流ic此时圆环的加速度ad如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度vm答案bd解析此时整个圆环垂直切割径向磁感线，电动势e2bvr，a错误；此时圆环中的电流i，b正确；对圆环根据牛顿第二定律得mgf安ma，f安bi2r，mdr22r，则ag，c错误；如果径向磁场足够长，当a0时圆环的速度最大，即g0，则vm，d正确。10.(2013山东日照一模)在光滑的绝缘水平面上方，有磁感应强度大小为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场，pq为磁场边界。一个半径为a、质量为m、电阻为r的金属圆环垂直磁场方向放置于磁场中a处，现给金属圆环一水平向右的初速度v。当圆环运动到直径刚好与边界线pq重合时的速度为，则下列说法正确的是()a此时圆环中的电功率为b此时圆环的加速度为c此过程中通过圆环截面的电荷量为d此过程回路中产生的电能为0.75mv2答案bc解析当圆环运动到直径刚好与边界线pq重合时，圆环中产生的感应电动势为eb2abav，此时圆环中的电功率为p，a错误；圆环所受安培力f安2bia2ba，此时圆环的加速度为a，b正确；此过程中通过圆环截面的电荷量为qitt，c正确；根据能量守恒，回路中产生的焦耳热为qmv2m()20.375mv2，d错误。11(2013重庆理综)小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示。在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为g1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。直铜条ab的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为r。若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为g2，铜条在磁场中的长度为l。(1)判断铜条所受安培力的方向，g1和g2哪个大？(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小。答案(1)安培力方向竖直向上，g2g1(2)安培力的大小fg2g1磁感应强度的大小b解析(1)根据楞次定律，导体棒向下运动时，受的安培力必然向上，由牛顿第三定律知，导体棒对装置的反作用力竖直向下，所以g2大。(2)测力计增加的读数即为安培力的大小，g2g1bilbl，得b12.(2013安徽黄山屯溪一中等三校联考)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨mn、pq间距离为l。其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面成角，两根用细线连接的金属杆ab、cd分别垂直导轨放置，平行斜面向上的外力f作用在杆ab上，使两杆静止，已知两金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，两金属杆的电阻都为r，并且和导轨始终保持良好接触，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为b。某时刻将细线烧断，保持杆ab静止不动，求：(1)细线烧断后外力f的最小值和最大值；(2)设细线烧断后cd杆到达最大速度前杆ab产生的电热为q，求cd杆到达最大速度前经过的位移s。答案(1)mgsin3mgsin(2)解析(1)细线烧断瞬间，外力f取得最小值f1，研究杆ab：f1mgsincd杆到达最大速度vm时。外力f取得最大值f2，研究杆ab：f2mgsinf安研究cd杆，因其匀速运动，则f安2mgsin显然f安f安代入可得：f23mgsin(2)两杆电阻相等，故产生电热相等。cd杆到达最大速度前电路产生的总电热为2q，由能量守恒可知2mgsins(2m)v2q联立得s13(2013江苏单科)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数n100，边长ab1.0m、bc0.5m，电阻r2，磁感应强度b在01s内从零均匀变化到0.2t。在15s内从0.2t均匀变化到0.2t，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求：(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小e和感应电流的方向；(2)在15s内通过线圈的电荷量q；(3)在05s内线圈产生的焦耳热q。答案(1)10v；方向为adcba(2)10c(3)100j解析(1)感应电动势en，磁通量的变化1b1s解得en，代入数据得e10v，感应电流的方向为adcba(2)同理可得en，感应电流i2，电量qi2t2解得qn，代入数据得q10c(3)01s内的焦耳热q1irt1，且i1，15s内的焦耳热，q2irt2由qq1q2，代入数据得q100j14(2013安徽名校联盟联考)如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，与水平面间的夹角为37，两导轨之间距离为l0.2m，导轨上端m、n之间通过导线连接，有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上，虚线ef为磁场边界，磁感应强度为b2.0t。一质量为m0.05kg的光滑金属棒ab从距离磁场边界0.75m处由静止释放，金属棒两轨道间的电阻r0.4，其余部分的电阻忽略不计，ab、ef均垂直导轨。(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)ab棒最终在磁场中匀速运动时的速度；(2)ab棒运动过程中的最大加速度。答案(1)0.75m/s(2)18m/s2方向沿导轨斜面向上解析(1)当ab棒在磁场中匀速运动时，分析ab棒的受力，根据受