高三物理一轮复习 第9章 电磁感应阶段考查.doc

阶段考查(九)电磁感应第卷选择题，共48分一、选择题(本大题共8小题，每小题6分，共48分)图911(2015山东青岛测试)多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”磁单极子是指只有s极或只有n极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布如图91所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路设想有一个n极磁单极子沿abcd轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是()a回路中无感应电流b回路中形成持续的abcda流向的感应电流c回路中形成持续的adcba流向的感应电流d回路中形成先abcda流向后adcba的感应电流解析：n极磁单极子的磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布，由楞次定律知，回路中形成方向沿adcba流向的感应电流，由于回路为超导材料做成的，电阻为零，故感应电流不会消失，c项正确答案：c图922(多选题)(2014江苏卷)如图92所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()a增加线圈的匝数b提高交流电源的频率c将金属杯换为瓷杯d取走线圈中的铁芯解析：当线圈上通交流电时，金属杯由于发生电磁感应现象，杯中有感应电流，对水加热，若要增大感应电流，则需要增大感应电动势或者减小杯体的电阻增加线圈的匝数，使得穿过金属杯的磁场增强，感应电动势增大，选项a正确；提高交流电的频率，使得磁通量的变化率增大，感应电动势增大，选项b正确；若将金属杯换为瓷杯，则不会产生感应电流，选项c错误；取走线圈中的铁芯，磁场会大大减弱，感应电动势减小，选项d错误答案：ab图933(多选题)如图93所示，m1n1与m2n2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，导轨间距为l，磁感应强度为b的匀强磁场与导轨所在平面垂直，ab与ef为两根金属杆，与导轨垂直且可在导轨上滑动，金属杆ab上有一电压表，除电压表外，其他部分电阻可以不计，则下列说法正确的是()a若ab固定，ef以速度v滑动时，电压表读数为blvb若ab固定，ef以速度v滑动时，ef两点间电压为零c当两杆以相同的速度v同向滑动时，电压表读数为零d当两杆以相同的速度v同向滑动时，电压表读数为2blv答案：ac4(多选题)如图94所示的电路中，电容器的电容为c、带电荷量为q，线圈匝数为n、横截面积为s、电阻为r，线圈处于一个磁感应强度均匀减小的磁场中，磁感应强度方向水平向右且与线圈平面垂直，电路中两个定值电阻的阻值分别为r和2r.则下列说法正确的是()图94a电容器上极板带正电b电容器下极板带正电c磁感应强度随时间的变化率为d磁感应强度随时间的变化率为解析：由题图可知，向右的磁场均匀减小，根据楞次定律，外电路r的电流自右向左，所以电容器下极板带正电，a错，b对；由c得：电容器两端的电压即电源的路端电压u，又由闭合电路欧姆定律可知：感应电动势e2u，根据法拉第电磁感应定律有ens，联立得：，c错，d对答案：bd图955(多选题)如图95所示，一金属棒ac在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过o点)匀速转动，oa2oc2l，磁感应强度大小为b、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为、电阻为r，内、外两金属圆环分别与c、a良好接触并各引出一接线柱与外电阻r相接(没画出)，两金属环圆心皆为o且电阻均不计，则()a金属棒中有从a到c的感应电流b外电阻r中的电流为ic当rr时，外电阻消耗功率最小d金属棒ac间电压为解析：由右手定则可知金属棒相当于电源且a是电源的正极，即金属棒中有从c到a的感应电流，a错；金属棒转动产生的感应电动势为eb(2l)2bl2，即回路中电流为i，b对；由电源输出功率特点知，当内、外电阻相等时，外电路消耗功率最大，c错；uacir，d对答案：bd图966如图96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，线圈上下边的距离很短，上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，线圈所受到的磁场力的大小分别为fb、fc和fd ，则()afdfcfbbfcfdfbcfcfbfd dfcfbfd解析：本题考查导体切割磁感线时感应电动势及安培力的计算线圈自由下落，到b点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，线圈继续加速，到d点出磁场时受到安培力作用，由f知，安培力和线圈的速度成正比，d项对答案：d图977(多选题)(2015江西协作体联考)如图97所示，在水平面内直角坐标系xoy中有一光滑金属导轨aoc，其中曲线导轨oa满足方程ylsinkx，长度为的直导轨oc与x轴重合，整个导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中现有一长为l的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为r0，除金属棒的电阻外其余部分电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动至ac的过程中()a感应电动势的瞬时值为ebvlsinkvtb感应电流逐渐减小c闭合回路消耗的电功率逐渐增大d通过金属棒的电荷量为解析：设从图示位置开始导体棒运动时间为t时，速度大小为v，磁感应强度为b.根据感应电动势公式ebvybvlsinkvt，a正确；由闭合电路欧姆定律得i，i不变故b错误；回路电阻lr0sinkvt，消耗的电功率p，可知t增大，sinkvt增大，p不断增大，故c正确；通过回路的电荷量qit，d正确答案：acd图988(多选题)(2015山东青岛测试)如图98所示，两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中，磁场和导轨平面垂直，金属杆ab与导轨接触良好可沿导轨滑动，开始时电键s断开，当ab杆由静止下滑一段时间后闭合s，则从s闭合开始计时，ab杆的速度v与时间t的关系图象可能正确的是() a b c d图99解析：若ab杆速度为v时，s闭合，则ab杆中产生的感应电动势eblv，ab杆受到的安培力f，如果安培力等于ab杆的重力，则ab杆匀速运动，a项正确；如果安培力小于ab杆的重力，则ab杆先加速最后匀速，c项正确；如果安培力大于ab杆的重力，则ab杆先减速最后匀速，d项正确；ab杆不可能匀加速运动，b项错答案：acd第卷非选择题，共52分二、实验题(本大题共2小题，共15分)9(5分)电流表指针偏转方向与电流流入方向的关系如图910甲所示，现将此电流表与竖直放置的线圈连成图910乙电路，并将磁铁从上方插入线圈，请在图910乙的表头内画出磁铁插入线圈过程中指针的大体位置图910答案：如图911所示图91110(10分)一般情况下，金属都有电阻电阻是导体的属性之一当条件发生改变时，其属性也会发生改变(1)实验表明，某些金属当温度降低到某一定值时，其电阻突然降为零，这种现象叫做_现象图912(2)图912所示为磁悬浮现象，将某种液态物质倒入金属盘后，能使金属盘达到转变温度，在金属盘上方释放一永磁体，当它下落到盘上方某一位置时即产生磁悬浮现象试根据下表列出的几种金属的转变温度和几种液态物质的沸点数据，判断所倒入的液态物质应是_，金属盘的材料应是_.金属转变温度/k液态物质沸点/k铱0.14液氦4.1锌0.75液氮77.0铝1.20液氧90.0锡3.72液态甲烷111.5铅7.20液态二氧化碳194.5(3)试分析说明磁悬浮现象的原因(4)利用上述现象，人们已设计出磁悬浮高速列车列车车厢下部装有电磁铁，运行所需槽形导轨底部和侧壁装有线圈，用以提供_这种列车是一般列车运行速度的34倍，能达到这样高速的原因是_答案：(1)超导(2)液氦铅(3)金属盘上方下落的永磁体，在金属盘中感应出电流，由于金属盘是超导体，所以该电流很大，产生强大磁场，与上方下落的永磁体互相排斥当永磁体受到的这个强磁力平衡了自身的重力时，就会处于悬浮状态(4)强磁场消除了摩擦三、计算题(本大题共2小题，共37分)11(17分)如图913所示，水平面内有两根足够长的平行导轨l1、l2，其间距d0.5 m，左端接有c2 000 f的电容器质量m20 g的导体棒可在导轨上无摩擦滑动，导体棒和导轨的电阻不计整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度b2 t现用一沿导轨方向向右的恒力f10.44 n作用于导体棒，使导体棒从静止开始运动，经t时间后到达b处，速度v5 m/s.此时，突然将拉力方向变为沿导轨向左，大小变为f2，又经2t时间后导体棒返回到初始位置a处，整个过程电容器未被击穿求：图913(1)导体棒运动到b处时，电容c上的电量；(2)t的大小；(3)f2的大小解析：(1)当棒运动到b处时，电容器两端电压为ubdv，此时电容器的带电量qcu1102 c.(2)棒在f2作用下，有f1bidma1，又i，a1，联立解得：a120 m/s2.t0.25 s.(3)由(2)可知棒在f2作用下，运动的加速度a2，方向向左，又a1t2a1t2ta2(2t)2将相关数据代入解得f20.55 n.答案：(1)1102 c(2)0.25 s(3)0.55 n12(20分)(2015浙江省协作校联考)如图914甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框， ab边长为l0.2 m，线框质量m0.1 kg、电阻r0.1 ，在水平向右的外力f作用下，以初速度v01 m/s匀加速进入磁场，外力f大小随时间t变化的图线如图914乙所示以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：甲乙图914(1)匀强磁场的磁感应强度b(2)线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；(3)若线框进入磁场过程中f做功为wf0.27 j，求在此过程中线框产生的焦耳热q. 解析：(1)由f t图象可知，线框全部进入磁场后，f0.2 n，