【志鸿优化设计】（广东专用）2014届高考物理第一轮复习 第十章电磁感应单元检测

1 单元检测十单元检测十 电磁感应电磁感应 时间 60 分钟 满分 100 分 一 单项选择题 共 4 小题 每题 4 分 共 16 分 1 如图所示 阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v1 v2的速度沿光滑导轨 电 阻不计 匀速滑到a b 位置 若v1 v2 1 2 则在这两次过程中 A 回路电流I1 I2 1 2 B 产生的热量Q1 Q2 1 4 C 通过任一截面的电荷量q1 q2 1 2 D 外力的功率P1 P2 1 2 2 如图甲所示 长直导线与闭合线框位于同一平面内 长直导线中的电流i随时间t 的变化关系如图乙所示 在 0 时间内 长直导线中电流向上 则线框中感应电流的方向 T 2 与所受安培力情况是 A 0 T时间内 线框中感应电流方向为顺时针方向 B 0 T时间内 线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向 C 0 T时间内 线框受安培力的合力向左 D 0 时间内 线框受安培力的合力向右 T时间内 线框受安培力的合力向左 T 2 T 2 3 如图所示 有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域 其直角边长为l 磁场方向垂 直纸面向外 磁感应强度大小为B 一边长为l 总电阻为R的正方形导线框abcd 从图 示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域 取沿a b c d a的感应电流为 正 则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是 2 4 如图所示 连接两个定值电阻的平行金属导轨与水平面成 角 R1 R2 2R 匀 强磁场垂直穿过导轨平面 有一导体棒ab质量为m 棒的电阻为 2R 棒与导轨之间的动摩 擦因数为 导体棒ab沿导轨向上滑动 当上滑的速度为v时 定值电阻R2消耗的电功 率为P 下列说法正确的是 A 此时重力的功率为mgvcos B 此装置消耗的机械功率为 mgvcos C 导体棒受到的安培力的大小为 6P v D 导体棒受到的安培力的大小为 8P v 二 双项选择题 共 5 小题 每题 6 分 共 30 分 5 如图所示 让线圈由位置 1 通过一个匀强磁场区域运动到位置 2 下列说法中正确 的是 A 线圈进入匀强磁场区域的过程中 线圈中有感应电流 而且进入时的速度越大 感 应电流越大 B 整个线圈在匀强磁场中匀速运动时 线圈中有感应电流 而且感应电流是恒定的 C 整个线圈在匀强磁场中加速运动时 线圈中有感应电流 而且感应电流越来越大 D 线圈加速穿出匀强磁场区域的过程中 线圈中有感应电流 而且感应电流越来越 大 6 如图所示的电路中 A1和 A2是完全相同的灯泡 线圈L的电阻可以忽略不计 下 列说法中正确的是 3 A 合上开关 S 接通电路时 A2先亮 A1后亮 最后一样亮 B 合上开关 S 接通电路时 A1和 A2始终一样亮 C 断开开关 S 切断电路时 A2立即熄灭 A1过一会儿熄灭 D 断开开关 S 切断电路时 A1和 A2都要过一会儿才熄灭 7 如图所示 矩形线圈长为L 宽为h 电阻为R 质量为m 在空气中竖直下落一段 距离后 空气阻力不计 进入一宽为h 磁感应强度为B的匀强磁场中 线圈进入磁场时 的动能为Ek1 穿出磁场时的动能为Ek2 这一过程中产生的焦耳热为Q 线圈克服安培力 做的功为W1 重力做的功为W2 线圈重力势能的减少量为 Ep 则以下关系中正确的是 A Q Ek1 B Q W2 W1 C Q W1 D W2 W1 Ek2 Ek1 8 用一根横截面积为S 电阻率为 的硬质导线做成一个半径为r的圆环 ab为圆 环的一条直径 如图所示 在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场 磁场垂直圆环所在 平面 方向如图 磁感应强度大小随时间的变化率 k k 0 则 B t A 圆环中产生逆时针方向的感应电流 B 圆环具有扩张的趋势 C 圆环中感应电流的大小为 krS 2 D 图中a b两点间的电势差Uab k r2 1 4 9 如图所示的电路中 两根光滑金属导轨平行放置在倾角为 的斜面上 导轨下端 接有电阻R 导轨电阻不计 斜面处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中 电阻可 略去不计的金属棒ab质量为m 受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用 金属棒 沿导轨匀速下滑 则它在下滑h高度的过程中 以下说法正确的是 4 A 作用在金属棒上各力的合力做功为零 B 重力做功将机械能转化为电能 C 重力与恒力F做功的代数和等于电阻R上产生的焦耳热 D 金属棒克服安培力做功等于重力与恒力F做的总功与电阻R上产生的焦耳热之和 三 计算题 共 3 小题 每题 18 分 共 54 分 10 如图所示 水平放置的导体框架 宽L 0 50 m 接有电阻R 0 20 匀强磁 场垂直框架平面向里 磁感应强度B 0 40 T 一导体棒ab垂直框边跨放在框架上 并能 无摩擦地在框架上滑动 框架和导体棒ab的电阻均不计 当ab以v 4 0 m s 的速度向右 匀速滑动时 求 1 ab棒中产生的感应电动势大小 2 维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小 3 若将外力F突然减小到F 简要论述导体棒ab以后的运动情况 11 如图所示 两足够长平行光滑的金属导轨MN PQ相距为l 导轨平面与水平面夹 角 30 导轨上端跨接一定值电阻R 导轨电阻不计 整个装置处于方向竖直向上的 匀强磁场中 长为l的金属棒cd垂直于MN PQ放置在导轨上 且与导轨保持电接触良好 金属棒的质量为m 电阻为r 重力加速度为g 现将金属棒由静止释放 当金属棒沿导轨 下滑距离为s时 速度达到最大值vm 求 1 金属棒开始运动时的加速度大小 2 匀强磁场的磁感应强度大小 3 金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中 电阻R上产生的电热 12 如图所示 间距l 0 3 m 的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面 内 在水平面a1b1b2a2区域内和倾角 37 的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度 B1 0 4 T 方向竖直向上和B2 1 T 方向垂直于斜面向上的匀强磁场 电阻R 0 3 质量m1 0 1 kg 长为l的相同导体杆K S Q分别放置在导轨上 S杆的两端固定 在b1 b2点 K Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好 一端系于K杆中点的轻绳平行 于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂 绳上穿有质量m2 0 05 kg 的小环 已知小环以a 6 m s2的加速度沿绳下滑 K杆保持静止 Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速 运动 不计导轨电阻和滑轮摩擦 绳不可伸长 取g 10 m s2 sin 37 0 6 cos 37 0 8 求 5 1 小环所受摩擦力的大小 2 Q杆所受拉力的瞬时功率 6 参考答案参考答案 1 A 2 A 3 C 解析 解析 在l与 2l之间 bc边切割磁感线的有效长度增大 产生的感应电动势 逐渐增大 最大值为E Blv 因而感应电流从零均匀增加 最大值为 方向为 Blv R a b c d a 在 2l与 3l之间 ad边切割磁感线 产生的感应电流也从零均匀增加 最大值也为 但方向变为a d c b a 故选项 C 正确 Blv R 4 C 解解析 析 根据功率计算公式 则此时重力的功率为mgvsin 即选项 A 不正确 由于摩擦力Ff mgcos 故因摩擦而消耗的热功率为 mgvcos 由法拉第电磁感 应定律得E Blv 回路总电流I 导体棒滑动时受到安培力F BIl 故整个 E 3R B2l2v 3R 装置消耗的机械功率为 mgcos v 即选项 B 不正确 由于R1 R2 2R 棒 B2l2v 3R 的电阻也为 2R 当上滑的速度为v时 定值电阻R2消耗的电功率为P 则定值电阻R1消耗 的电功率也为P 根据电路的基本特点 此时导体棒ab消耗的电功率应该为 4P 故整个电 路消耗的电功率为 6P 即安培力做功的功率为 6P 所以导体棒受到的安培力的大小为F 即选项 C 正确 而选项 D 错误 6P v 5 AD 6 AD 7 CD 解析 解析 安培力做的负功等于其他能转化的电能 电能最后变成热能 故 C 对 A B 错 由动能定理得W2 W1 Ek2 Ek1 即W2 W1 Ek2 Ek1 D 正确 8 BD 解析 解析 根据楞次定律可知 磁通量减小 产生顺时针方向的感应电流 A 选项 不正确 圆环面积有扩张的趋势 B 选项正确 产生的感应电动势为 则电流 t k r2 2 大小为 C 选项不正确 Uab等于k r2的绝对值 D 选项正确 kSr 4 1 4 9 AC 解析解析 由于金属棒匀速下滑 故作用在棒上的各个力的合力做功为零 故 A 正确 克服安培力做功将机械能转化为电能 故 B 错误 列出动能定理方程WG WF W安 0 变形可得WG WF W安 可知 C 正确 D 错误 10 答案 答案 1 0 8 V 2 0 8 N 3 见解析 解析 解析 1 ab棒切割磁感线 故 E BLv 0 40 0 50 4 0 V 0 8 V 2 回路电流 I A 4 A E R 0 80 0 20 故F安 BIL 0 40 4 0 50 N 0 8 N 因导体棒匀速运动 则 F F安 0 8 N 3 当F突然减小为F 时 F安 F 导体棒ab所受合外力方向向左 导体棒做 减速运动 由F合 F安 F F ma知 棒ab做加速度减小的减速运动 当 B2L2v R a 0 时 导体棒做匀速直线运动 速度为v F R B2L2 11 答案 答案 1 gsin 2 1 l 2mg R r 3vm 3 mR gs v2 m 2 R r 解析 解析 1 金属棒开始运动时的加速度大小为a 由牛顿第二定律有 7 mgsin ma 解得 a gsin 2 设匀强磁场的磁感应强度大小为B 则金属棒达到最大速度时 产生的电动势 E Blvmcos 回路中产生的感应电流I E R r 金属棒所受安培力 F BIl cd棒所受合外力为零时 下滑的速度达到最大 则Fcos mgsin 由 式解得 B 1 l 2mg R r 3vm 3 设电阻R上产生的电热为Q 整个电路产生的电热为Q总 则 mgssin mv Q总 1 22 m Q Q总 R R r 由 式解得Q mR gs v2 m 2 R r 12 答案 答案 1