【优化方案】高考物理总复习 第九章第二节知能演练强化闯关 新人教版选修32.doc

知能演练强化闯关1(2011高考广东卷)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()a感应电动势的大小与线圈的匝数无关b穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析：选c.本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律，考查考生对影响感应电动势大小因素的理解及楞次定律的应用线圈平面与磁场方向垂直，因此en，感应电动势的大小与线圈的匝数及磁通量的变化率有关，匝数越多，磁通量变化越快，感应电动势就越大若磁场的磁感应强度在减小，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，若磁场的磁感应强度在增大，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，c正确2(2010高考大纲全国卷)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105 t，一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是()a电压表记录的电压为5 mvb电压表记录的电压为9 mvc河南岸的电势较高d河北岸的电势较高解析：选bd.本题考查感应电动势、右手定则等知识点，意在考查考生应用法拉第电磁感应定律和右手定则分析判断感应电动势大小和感应电流方向的能力、考查考生构建模型的能力可以将海水视为垂直河岸方向放置的导体平动切割地磁场的磁感线产生感应电动势，由eblv9 mv，b正确；由右手定则可知，感应电流方向由南向北，故河北岸的电势较高，d正确3(2010高考江苏卷)一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()a.b1c2 d4解析：选b.根据法拉第电磁感应定律e，设初始时刻磁感应强度为b0，线框面积为s0，则第一种情况下的感应电动势为e1b0s0；则第二种情况下的感应电动势为e2b0s0，所以两种情况下线框中的感应电动势相等，比值为1，故b正确4(2010高考北京卷)在如图9212所示的电路中，两个相同的小灯泡l1和l2分别串联一个带铁芯的电感线圈l和一个滑动变阻器r.闭合开关s后，调整r，使l1和l2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为i.然后，断开s.若t时刻再闭合s，则在t前后的一小段时间内，正确反映流过l1的电流i1、流过l2的电流i2随时间t变化的图象是() 图9212图9213解析：选b.本题考查线圈的自感现象、电磁感应中的电流图象由题中给出的电路可知，电路由l与l1和l2与r两个支路并联，在t时刻，l1支路的电流因为有l的自感作用，所以i1由0逐渐增大，l2支路为纯电阻电路，i2不存在逐渐增大的过程，也不会减小到零，所以b正确5在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，b0.2 t，有一水平放置的光滑框架，宽度为l0.4 m，如图9214所示，框架上放置一质量为0.05 kg，电阻为1 的金属杆cd，框架电阻不计若cd杆以恒定加速度a2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，则图9214(1)在5 s内平均感应电动势是多少？(2)第5 s末，回路中的电流多大？(3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大？解析：(1)5 s内的位移：xat225 m5 s内的平均速度5 m/s(也可用求解)故平均感应电动势bl0.4 v.(2)第5 s末：vat10 m/s此时感应电动势：eblv则回路电流为：ia0.8 a.(3)杆匀加速运动，则ff安ma即fbilma0.164 n.答案：(1)0.4 v(2)0.8 a(3)0.164 n一、选择题1(2012安徽六校联考)图9215中ad所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量随时间t变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是()图9215a图a中回路产生的感应电动势恒定不变b图b中回路产生的感应电动势一直在变大c图c中回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势d图d中回路产生的感应电动势先变小再变大解析：选d.在t图象中，曲线的斜率表示，与电动势成正比，由此可判断d正确2(2012江苏南通一模)电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物下列相关的说法中正确的是()a锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关b电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作c金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物d电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗解析：选a.涡流是高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，故选项a正确、b错误；电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，锅体用金属制成利用涡流加热食物，故选项c、d错误3如图9216中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场b中，绕o轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻r的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)() 图9216a由c到d，ibr2/rb由d到c，ibr2/rc由c到d，ibr2/(2r)d由d到c，ibr2/(2r)解析：选d.金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r的导体棒绕o点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为ebr2/2，由右手定则可知其方向由外指向圆心，故通过电阻r的电流ibr2/(2r)，方向由d到c，故选d项4(2012江门模拟)如图9217所示，电路中a、b是完全相同的灯泡，l是一带铁芯的线圈，开关s原来闭合，则开关s断开的瞬间() 图9217al中的电流方向改变，灯泡b立即熄灭bl中的电流方向不变，灯泡b要过一会儿才熄灭cl中的电流方向改变，灯泡a比b熄灭慢dl中的电流方向不变，灯泡a比b熄灭慢解析：选d.当开关s断开时，l与灯泡a组成回路，由于自感，l中的电流由原来数值逐渐减小，电流方向不变，a灯熄灭要慢，b灯电流瞬间消失，立即熄灭，正确的选项为d.5(2012苏锡常镇四市调研)图9218中l是绕在铁芯上的线圈，它与电阻r、r0及开关和电池e构成闭合回路开关s1和s2开始都处在断开状态设在t0时刻，接通开关s1，经过一段时间，在tt1时刻，再接通开关s2，则能较准确表示电阻r两端的电势差uab随时间t变化的图线是() 图9218图9219解析：选a.闭合开关s1，线圈阻碍电流的突然变大，uab不会突然变大，d错误；开关达到稳定后，再闭合开关s2，由于线圈的作用，原有电流慢慢变小，uab也从原来的数值慢慢减小，a正确6(2012湖南部分中学调研)图9220中ef、gh为平行的金属导轨，其电阻可不计，r为电阻，c为电容器，ab为可在ef和gh上滑动的导体横杆有匀强磁场垂直于导轨平面若用i1和i2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆ab() 图9220a匀速滑动时，i10，i20b匀速滑动时，i10，i20c加速滑动时，i10，i20d加速滑动时，i10，i20解析：选d.当横杆ab匀速滑动时，电路中产生恒定的感应电动势，即电路中i10，i20，a、b都错误；当横杆ab加速滑动时，根据法拉第电磁感应定律，电路中产生的感应电动势在持续增大，这时电路中的电流i10，i20，c错误，d正确7如图9221所示，两块距离为d的金属板水平放置，将其用导线和电键与一个匝数为n的线圈连接，线圈所处的空间有方向竖直向上且大小变化的磁场b，两金属板间放一台压力传感器，传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的小球s断开时传感器上有示数，s闭合时传感器上示数为2mg，则线圈中的磁场b的变化情况和磁通量变化率分别是()图9221a正在增加， b正在减弱，c正在减弱， d正在增加，解析：选b.根据平衡条件可得，小球受到向下的电场力等于mg，因为小球带正电，则下板为负极板，根据楞次定律可知，磁场在减弱，由qmg，根据法拉第电磁感应定律un，联立可得b正确8如图9222所示，匀强磁场的磁感应强度为b ，方向竖直向下在磁场中有一个边长为l的正方形刚性金属框，ab边的质量为m，电阻为r，其他三边的质量和电阻不计cd边上装有固定的水平轴，将金属框自水平位置由静止释放，不计一切摩擦，重力加速度为g，则第一次转到竖直位置的过程中，下列说法正确的是() 图9222a通过ab边的电流方向为babab边经过最低点时的电动势为eblca、b两点间的电压始终不变d整个过程金属框转动越快，通过ab边的电荷量越少解析：选a.由右手定则知，选项a正确在线框转动过程中，穿过线框的磁通量变化，线框中产生感应电流，有内能产生，根据能量转化和守恒定律，线框经过最低点的速度v满足mglmv2，即v，ab边经过最低点时的电动势ebl，选项b错误，线框非匀速转动，a、b两点间的电压变化，选项c错误由qn知q与时间t无关，即与线框转动快慢无关，选项d错误9(2012郑州质检)如图9223所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒ab、cd的质量之比为21.用一沿导轨方向的恒力f水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后() 图9223a金属棒ab、cd都做匀速运动b金属棒ab上的电流方向是由b向ac金属棒cd所受安培力的大小等于2f/3d两金属棒间距离保持不变解析：选bc.对两金属棒ab、cd进行受力和运动分析可知，两金属棒最终将做加速度相同的匀加速直线运动，且金属棒ab的速度小于金属棒cd的速度，所以两金属棒间距离是变大的，由楞次定律判断金属棒ab上的电流方向是由b到a，a、d错误，b正确；以两金属棒整体为研究对象有：f3ma，隔离金属棒cd分析：ff安ma，可求得金属棒cd所受安培力的大小f安f，c正确；因此答案选bc.10如图9224，垂直矩形金属框的匀强磁场磁感应强度为b.导体棒ab垂直线框两长边搁在框上，ab长为l.在t时间内，ab向右以速度v匀速滑过距离d，则() 图9224a因右边面积减少ld，左边面积增大ld，则b2ld，eb因右边面积减少ld，左边面积增大ld，两边抵消，0，e0cbld，所以ed导体棒ab切割磁感线，eblv解析：选cd.本题考查电磁感应定律，意在考查考生对两种求感应电动势方法的理解左右两边可看成两个并联的回路根据法拉第电磁感应定律，每个回路产生的感应电动势为：e，由于两个是并联电路，总感应电动势也为e，c正确；根据导体棒切割磁感线产生感应电动势的公式eblv，d正确二、非选择题11如图9225所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率k，k为负的常量，用电阻率为、横截面积为s的硬导线做成一边长为l的方框，将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中，求：图9225(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率解析：(1)导线框的感应电动势为el2b导线框中的电流为i式中r是导线框的电阻，根据电阻定律有r联立式，将k代入得i.(2)导线框所受磁场的作用力的大小为fbil它随时间的变化率为il由式得.答案：(1)(2)12如图9226所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻r.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为b.对杆施加一个大小为f、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场