2012高考物理大一轮361度全程复习 第9章－第2节 知能 训练

用心 爱心 专心1 课时课时 知能知能 训练训练 时间 40 分钟 满分 100 分 一 单项选择题 本题共 5 小题 每小题 5 分 共计 25 分 每小题只有一个选项符合 题意 1 2010 江阴模拟 如图 9 2 12 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 9 2 12 A L中的电流方向改变 灯泡 B 立即熄灭 B L中的电流方向不变 灯泡 B 要过一会儿才熄灭 C L中的电流方向改变 灯泡 A 比 B 熄灭慢 D L中的电流方向不变 灯泡 A 比 B 熄灭慢 2 如图 9 2 13 所示 矩形金属框置于匀强磁场中 ef为一导体棒 可在ab和cd 间滑动并接触良好 设磁感应强度为B ac长为L 在 t时间内向左匀速滑过距离 d 由法拉第电磁感应定律E n可知 下列说法正确的是 t 图 9 2 13 A 当ef向左滑动时 左侧面积减少L d 右侧面积增加L d 因此E 2BL d t B 当ef向左滑动时 左侧面积减少L d 右侧面积增加L d 互相抵消 因此 E 0 C 在公式E n中 在切割磁感线情况下 B S S应是导体棒切割磁 t 感线扫过的面积 因此E BL d t D 在切割磁感线的情况下 只能用E BLv计算 不能用E n计算 t 3 为了诊断病人的心脏功能和动脉血液黏稠情况 需测量血管中血液的流量 如图 9 2 14 所示为电磁流量计示意图 将血管置于磁感应强度为B的磁场中 测得血管两侧 a b两点间电压为U 已知血管的直径为d 则血管中血液的流量Q 单位时间内流过的体 用心 爱心 专心2 积 为 图 9 2 14 A B C D U Bd dU B dU 4B d2U 4B 4 如图 9 2 15 所示 OO 为一金属转轴 只能转动不能移动 M为与OO 固定连 接且垂直于OO 的金属杆 当OO 转动时 M的另一端在固定的金属环N上滑动 并保持 良好的接触 整个装置处于一匀强磁场中 磁场方向平行于OO 轴 磁感应强度的大小为 B0 图中 V 为一理想电压表 一端与OO 接触 另一端与环N连接 已知当OO 的角速度 0时 电压表读数为U0 如果将磁场变为磁感应强度为nB0的匀强磁场 而要电压表 的读数为mU0时 则OO 转动的角速度应变为 图 9 2 15 A n 0 B m 0 C 0 D 0 n m m n 图 9 2 16 5 在水平放置的光滑导轨上 沿导轨固定一个条形磁铁如图 9 2 16 所示 现有铜 铝和有机玻璃制成的滑块甲 乙 丙 使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑 去 各物块在碰上磁铁前的运动情况将是 A 都做匀速运动 B 甲 乙做加速运动 C 甲 乙做减速运动 D 乙 丙做匀速运动 二 多项选择题 本题共 4 小题 每小题 7 分 共计 28 分 每小题有多个选项符合题 意 全部选对的得 7 分 选对但不全的得 4 分 错选或不答的得 0 分 用心 爱心 专心3 图 9 2 17 6 如图 9 2 17 所示为新一代炊具 电磁炉 无烟 无明火 无污染 不产生有 害气体 无微波辐射 高效节能等 是电磁炉的优势所在 电磁炉是利用电流通过线圈产 生磁场 当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时 即会产生无数小涡流 使锅体本身自行高 速发热 然后再加热锅内食物 下列相关说法中正确的是 A 锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的 B 恒定磁场越强 电磁炉的加热效果越好 C 锅体中的涡流是由变化的磁场产生的 D 提高磁场变化的频率 可提高电磁炉的加热效果 图 9 2 18 7 2010 济南模拟 如图 9 2 18 所示 垂直纸面的正方形匀强磁场区域内 有一 位于纸面的 电阻均匀的正方形导体框abcd 现将导体框分别朝两个方向以v 3v速度匀 速拉出磁场 不计导体框重力的影响 则导体框从两个方向移出磁场的两过程中 A 导体框中产生的感应电流方向相同 B 导体框中产生的焦耳热相同 C 导体框ad边两端电势差相同 D 通过导体框截面的电荷量相同 8 一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中 如图 9 2 19 所示 线圈平面与磁场方向成 30 角 磁感应强度随时间均匀变化 下列方法中可使感应电流增 加一倍的是 图 9 2 19 A 把线圈匝数增加一倍 B 把线圈面积增加一倍 C 把线圈半径增加一倍 D 改变线圈与磁场方向的夹角 用心 爱心 专心4 图 9 2 22 9 2011 无锡检测 如图 9 2 22 所示 在存在右边界的垂直纸面向里 磁感应强 度为B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框 现用外力使线框以 恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动 运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行 已知 AB BC l 线框导线的总电阻为R 则线框离开磁场的过程中 A 线框中的电动势随时间均匀增大 B 通过线框截面的电荷量为 Bl2 2R C 线框所受外力的最大值为 2B2l2v R D 线框中的热功率与时间成正比 三 非选择题 本题共 3 小题 共 47 分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计 算的要注明单位 图 9 2 21 10 14 分 如图 9 2 21 所示 水平放置的两平行金属导轨相距L 0 50 m 左端接 一电阻R 0 20 磁感应强度B 0 40 T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下 长也为 0 50 m 的导体棒ac垂直放在导轨上 并能无摩擦地沿导轨滑动 导轨和导体棒的电阻均 可忽略不计 当ac棒以v 4 0 m s 的速度水平向右匀速滑动时 求 1 ac棒中感应电动势的大小 2 回路中感应电流的大小 3 维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小和方向 11 16 分 一根粗细均匀的金属棒弯折成一个左端封闭的导轨MNPQ 水平放置在桌面 上 如图 9 2 22 所示 MN平行于PQ 间距为d MN与NP之间的夹角为 45 整个轨 道处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中 磁场的方向竖直向下 另有一根材料 粗细都 与轨道相同的金属杆ab 垂直于导轨放在导轨上 并与一根轻弹簧的右端相连 弹簧的左 端固定 现将ab杆拉至距P点的距离为x的位置 如图所示 由静止释放 之后ab杆向左 加速运动 运动过程中ab杆始终与PQ垂直 当到达P点时速度大小为v0 之后恰好以速 用心 爱心 专心5 度v0匀速通过PN段轨道 已知ab杆及导轨单位长度的电阻均为r 试求 图 9 2 22 1 在ab杆运动到P点瞬间 a b两点间的电势差Uab多大 2 ab杆在匀速通过PN段轨道过程中流过ab杆的电流多大 12 17 分 一有界匀强磁场区域如图 9 2 23 甲所示 质量为m 电阻为R的矩形线 圈abcd边长分别为L和 2L 线圈一半在磁场内 一半在磁场外 开始时磁感应强度为 B t 0 时刻磁场开始均匀减小 线圈中产生感应电流 在安培力作用下运动 其v t图 象如图乙所示 图中斜向虚线为过O点速度图线的切线 数据由图中给出 不考虑重力影 响 求 图 9 2 23 1 磁场的磁感应强度的变化率 2 t2时刻回路的电功率 用心 爱心 专心6 答案及解析 1 解析 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 答案 D 2 解析 本题中由于导体棒是匀速切割磁感线 所以产生的感应电动势是恒定的 因而任一时刻产生的瞬时感应电动势等于平均感应电动势 因此感应电动势有两种求法 1 由E BLv BL 2 由法拉第电磁感应定律知E 式子中 S d t t B S t BL d t 为导体棒移动中扫过的面积 故 C 正确 答案 C 3 解析 由题意可以建立导体棒切割磁感线模型 如图所示 由U Bdv S d2 1 4 Q vS 可得出血管中血液的流量Q 故选 C dU 4B 答案 C 4 解析 电压表为理想电压表 故电压表读数为金属杆M转动切割磁感线时产生 的感应电动势的大小 U0 B0 0r2 mU0 nB0 r2 r为金属杆的长度 则 0 故 1 2 1 2 m n D 正确 答案 D 5 解析 铜块 铝块向磁铁靠近时 穿过它们的磁通量发生改变 在其内部会产生感应电流 I 涡流 如图所示 感应电流的效果对产生它的原因总起阻碍作用 所以铜块 铝块向磁 铁的运动会受阻而减速 有机玻璃为非金属材料 不产生涡流 做匀速运动 答案 C 6 解析 由电磁感应原理可知 锅体中的涡流是由变化的磁场产生的 且提高磁 用心 爱心 专心7 场变化的频率 产生的感应电动势变大 故可提高电磁炉的加热效果 故 C D 正确 答案 CD 7 解析 由楞次定律知 A 正确 根据E BLv知 两次拉导体框速度不同 感应电 动势不同 向右拉出时Uda E1 向上拉出时Uad E2 所以 C 错误 又 3 4 9BLv 4 1 4 BLv 4 I 线框电阻一样 所以电流不同 而q It 因此两次通过导体框截面 E R BLv R L v BL2 R 电荷量相同 D 正确 根据Q t 知导体框中产生的焦耳热不相同 E2 R B2L2v2 R L v B2L3v R 答案 AD 8 解析 设导线的电阻率为 横截面积为S0 线圈的半径为r 则I E R sin 可见将r增加 1 倍 I增加 1 倍 C 对 将 n t R n r2 B tsin n 2 r S0 S0r 2 B t 线圈与磁场方向的夹角改变时 sin 可以由原来 变为 1 电流增大 1 倍 D 正确 若将 1 2 线圈的面积增加 1 倍 半径r增加了 1 倍 电流增加了 1 倍 B 错 I与线圈匝 22 数无关 A 错 答案 CD 9 解析 三角形线框向外匀速运动的过程中 由于有效切割磁感线的长度L vt 所 以线框中感应电动势的大小E BLv Bv2t 故选项 A 正确 线框离开磁场的运动过程中 通过线圈的电荷量Q It t 选项 B 正确 当线框恰好刚要完全离开磁场 tR Bl2 2R 时 线框有效切割磁感线的长度最大 则F BIl 选项 C 错误 线框的热功率为P Fv BIvt v 选项 D 错误 B2l2v R B2v4t2 R 答案 AB 10 解析 1 ac棒垂直切割磁感线 产生的感应电动势的大小为 E BLv 0 40 0 50 4 0 V 0 80 V 由右手定则知 感应电流由c流向a 2 回路中感应电流大小为I A 4 0 A E R 0 80 0 20 3 ac棒受到的安培力大小为 F BIL 0 40 4 0 0 50 N 0 80 N 由左手定则知 安培力方向向左 由于导体棒匀速运动 水平方向受力平衡 则F外 F安 0 80 N 方向水平向右 用心 爱心 专心8 答案 1 0 80 V 2 4 0 A 3 0 80 N 方向水平向右 11 解析 1 ab向左运动到P点时 回路中产生的电动势为E Bdv0 所以ab两点间的电势差 U E d 2d r 2dr 2dr 1 2 Bdv0 2 2 根据右手定则 ab中电流方向为从a到b 即b点电势高于a点 所以 Uab 1 2 Bdv0 2 2 2 从ab杆到达P点作为计时起点 在t时刻导轨与ab杆组成的回路中电动势为 Et B d v0t v0 此时回路的总电阻为 Rt 2 d v0t r 2 所以通过ab杆中的电流大小为 I Et Rt Bv0 2 2 r 答案 1 2 1 2 Bdv0 2 2 Bv0 2 2 r 12 解析 1 由v t图可知道 t 0 时刻 线圈加速度为 a v0 t1 此时线圈的感应电动势E