2013高考物理复习 高效学习方略 章末综合检测9 电磁感应

1 20132013 高考复习高考复习 高效学习方略高效学习方略 章末综合检测章末综合检测 检测范围 第九章 时间 60 分钟 满分 100 分 一 选择题 每小题 4 分 共 40 分 1 下列说法正确的是 A 感应电流的磁场方向总与外磁场方向相同 B 感应电流的磁场方向只由磁通量的变化是增还是减来决定 C 线圈中的磁通量变化越大 产生的感应电动势越大 D 电路中产生感应电流的过程就是其他形式能转化成电能的过程 解析 BD 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 增反减同 所以 A 项错误 B 项正确 感应电动势为E n 与磁通量变化快慢有关 C 项错误 总能量守恒 D 项 t 正确 2 如图所示 线圈内有条形磁铁 将磁铁从线圈中拔出来时 A a b B a a 所以电阻中电流方 向由b到a B D 项正确 3 在等边三角形的三个顶点a b c处 各有一条长直导线垂直穿 过纸面水平放置 导线中通有大小相等的恒定电流 方向如图 过c点 的导线所受安培力的方向 A 与ab边平行 竖直向上 B 与ab边平行 竖直向下 C 与ab边垂直 指向左边 D 与ab边垂直 指向右边 解析 A 导线a在c处产生的磁场方向由安培力则可判断 即垂直ac指向左下 方 同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc指向左上方 则由平行四边形定则 过c点 的合磁场方向垂直于ab水平向左 根据左手定则可判断导线c受到的安培力方向平行于 ab边 指向上方 故选项 A 正确 4 等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场 另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒 2 定的速度沿如图所示方向穿过磁场 关于线框中的感应电流 以下说法中正确的是 A 开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向 B 开始进入磁场时感应电流最大 C 开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向 D 开始穿出磁场时感应电流最大 解析 BC 由楞次定律可判断 A 错 C 正确 刚进入磁场时 切割磁感线有效长 度最长 故 B 正确 D 错误 5 MN GH为光滑的水平平行金属导轨 ab cd为跨在导轨上的两根金属杆 匀强磁 场垂直穿过MN GH所在的平面 如图所示 则 A 若固定ab 使cd向右滑动 则abdc回路有电流 电流方向由a b d c B 若ab cd以相同的速度一起向右滑动 则abdc回路有电流 电流方向由 c d b a C 若ab向左 cd向右同时运动 则abdc回路电流为零 D 若ab cd都向右运动 且两棒速度vcd vab 则abdc回路有电流 电流方向由 c d b a 解析 D 由右手定则可判断出 A 项情景下应产生顺时针的电流 故 A 错 若 ab cd同向且速度大小相同 ab cd所围的线圈面积不变 磁通量不变 故不产生感应 电流 故 B 错 若ab向左 cd向右 则abdc中有顺时针电流 故 C 错 若ab cd向右 运动 但vcd vab 则abdc所围面积发生变化 磁通量也发生变化 故由楞次定律可判断 出产生由c到d的电流 故 D 正确 6 如图所示 两个 型金属线框放在光滑水平面上 虚线范围内是一个匀强磁场 若线框A向B运动 刚能进入B 有接触而无摩擦 当A B接触的短暂时间内A的运动情 况是 A 加速向B B 加速离开B 3 C 减速向B D 静止不动 解析 C A B接触形成闭合回路 又因A运动使穿过回路的磁通量变化 所以 回路中产生感应电流 感应电流的效果阻碍A的运动 A做减速运动 C 正确 7 一环形线圈放在匀强磁场中 设第 1 s 内磁感线垂直线圈平面 即垂直于纸面 向里 如图甲所示 若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示 那么第 3 s 内线圈中感应 电流的大小与其各处所受安培力的方向是 A 大小恒定 沿顺时针方向与圆相切 B 大小恒定 沿着圆半径指向圆心 C 逐渐增加 沿着圆半径离开圆心 D 逐渐增加 沿逆时针方向与圆相切 解析 B 由题图乙知 第 3 s 内磁感应强度B逐渐增大 变化率恒定 故感应电 流的大小恒定 再由楞次定律 线圈各处受安培力的方向都使线圈面积有缩小的趋势 故 沿半径指向圆心 8 照明电路中 为了安全 一般在电能表后面电路上安接一漏电保护器 如图所示 当漏电保护器的ef两端没有电压时 脱扣开关 K 能始终保持接通 当ef两端有电压时 脱扣开关 K 立即断开 下列说法正确的是 A 连接火线的线圈匝数和连接零线的线圈匝数相等 B 当输入电压过低或用户电流超过一定值时 脱扣开关会自动断开 即有低压或过流 保护作用 C 当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时 双线触电 脱扣开关会 自动断开 即有触电保护作用 D 脱扣开关控制器 的线圈匝数越少 触电保护越灵敏 解析 A 漏电保护器中连接火线的线圈匝数和连接零线的线圈匝数相等 这样当 线路中经过火线和零线的电流一样时 与脱扣开关串联的线圈内没有磁通量变化 则ef两 端没有电压 当线路中经过火线和零线的电流不一样时 如电路中某处接地 与脱扣开关 4 串联的线圈内有磁通量变化 则ef两端有电压 只有 A 正确 9 如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路 L两端并联一只电压表 用来测自感线圈的直流电压 在测量完毕后 将电路拆开时应先 A 断开 S1 B 断开 S2 C 拆除电流表 D 拆除电阻R 解析 B 当 S1 S2均闭合时 电压表与线圈L并联 当 S2闭合而 S1断开时 电 压表与线圈L串联 所以在干路断开前后自感线圈L中电流方向相同而电压表中电流方向 相反 只要不断开 S2 线圈L与电压表就会组成回路 在断开干路时 L中产生与原来电 流同方向的自感电流 使电压表中指针反向转动而可能损坏电压表 正确答案为 B 10 如图所示 竖直平面内有平行放置的光滑导轨 导轨间距为 l 0 2 m 电阻不计 导轨间有水平方向的匀强磁场 磁感应强度大小为 B 2 T 方向如图所示 有两根质量均为m 0 1 kg 长度均为l 0 2 m 电阻均为R 0 4 的导体棒ab和cd与导轨接触良好 当用竖直向 上的力F使ab棒向上做匀速运动时 cd棒刚好能静止不动 则下列说法正确的是 取 g 10 m s2 A ab棒运动的速度是 5 m s B 力F的大小为 1 N C 在 1 s 内 力F做的功为 5 J D 在 1 s 内 cd棒产生的电热为 2 5 J 解析 AD 考查电磁感应问题 对导体棒cd由Bl mg 得到v 5 m s 选项 Blv 2R A 正确 再由F mg F安 2 N 知选项 B 错 在 1 s 内由W Fvt 10 J 选项 C 错 Q 2Rt 2 5 J 选项 D 正确 Blv 2R 二 非选择题 共 60 分 11 8 分 如图所示 是 研究电磁感应现象 的实验装置 1 将图中所缺导线补充完整 2 如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下 那么合上开关后 将原线 5 圈迅速插入副线圈中 电流计指针将 3 原线圈插入副线圈后 将滑动变阻器滑片迅速向左移动时 电流计指针将 答案 1 如图所示 2 向右偏 3 向左偏 12 8 分 如图所示 长为L的金属棒ab 绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速 度 匀速转动 磁感应强度为B 则a b两端的电势差为 解析 解法 1 棒上各处速率不等 故不能直接用公式E BLv求 由v r可 知 棒上各点线速度跟半径成正比 故可用棒的中点的速度作为平均切割速度代入公式计 算 由 有E BL BL2 v r 2v 1 2 解法 2 设经过 t时间ab棒扫过的扇形面积为 S 则 S L tL L2 t 1 2 1 2 变化的磁通量为 B S BL2 t 1 2 所以E n B BL2 n 1 t S t 1 2 所以 a b两端的电势差为BL2 1 2 答案 BL2 1 2 13 9 分 如图所示 在光滑绝缘水平面上 有一半径r 10 cm 电阻R 0 01 质量m 0 02 kg 的金属圆环以v0 10 m s 的速度向一足够大 磁感应强度B 0 3 T 的匀 强磁场滑去 当圆环刚好有一半进入磁场时 圆环的加速度为a 158 4 m s2 求此过程圆 环增加的内能 6 解析 设圆环一半进入磁场时的速度为v I E R B 2r v R 环的加速度a F m 2BIr m 4B2r2v mR 所以v 8 8 m s maR 4B2r2 环增加的内能 E mv mv2 0 23 J 1 22 0 1 2 答案 0 23 J 14 10 分 如图所示 两根足够长的光滑金属导轨 相距为L 10 cm 竖直放置 导轨上端连接着电阻R1 1 质量为m 0 01 kg 电阻 为R2 0 2 的金属杆ab与导轨垂直并接触良好 导轨电阻不计 整个 装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B 1 T 的匀强磁场中 ab杆由 静止释放 经过一段时间后达到最大速率 取g 10 m s2 求此时 1 杆的速率 2 ab间的电压 3 电阻R1消耗的电功率 解析 1 对ab杆受力分析知 当杆达到最大速度时 a 0 即mg BIL 又I E BLv E R1 R2 解以上三式得 v 12 m s 2 Uab IR1 1 V 3 P1 I2R1 1 W 答案 1 12 m s 2 1 V 3 1 W 15 10 分 如图所示 两个同心金属环 大环半径为a 小环半径为b 两环间的半 径方向均匀连接n根相同的直导线 每根直导线上都接一个阻值恒为R的相同小灯泡 在 两环间存在一个固定的 形状和面积都与相邻两直导线间隔相同的匀强磁场 磁感应强度 为B 环在外力作用下绕垂直两环中心的轴匀速转动 设转动周期为T 且每个小灯泡都能 发光 除了灯泡电阻外其他电阻均不计 7 1 求产生的感应电动势的大小 2 求所有小灯泡的总功率 解析 1 金属环转动的角速度 每个时刻一定有一直导线在做切割磁感 2 T 线运动 等效电路图如图所示 产生的感应电动势为 E Ba2 Bb2 a2 b2 1 2 1 2 B T 2 灯泡 导线组成的闭合回路的总电阻为 R总 R R R n 1 n n 1 故所有灯泡的总功率 P总 E2 R总 n 1 2B2 a2 b2 nRT2 答案 1 a2 b2 2 B T n 1 2B2 a2 b2 2 nRT2 16 15 分 2012 德州模拟 法拉第曾提出一种利用河流发电的设想 并进行了实验 研究 实验装置如图所示 两块长为l 高为h的矩形金属板 平行 正对 竖直地全部 浸在河水中 间距为d 水流的速度大小为v方向水平向左且处处相同 金属板与水流方向 平行 地磁场磁感应强度竖直向下的分量为B 水的电阻率为 水面上方有一阻值为R 的电阻通过绝缘导线和电