2011—2012学年度高三物理上学期一轮复习 单元验收试题 电磁感应 交流电（9）

用心 爱心 专心 1 20112011 20122012 学年度上学期高三一轮复习学年度上学期高三一轮复习 物理单元验收试题 物理单元验收试题 9 9 新人教新人教 命题范围 电磁感应命题范围 电磁感应 交流电交流电 第 卷为选择题 共 50 分 第 卷为非选择题共 50 分 满分 100 分 考试时间为 90 分钟 第 卷 选择题 共 50 分 一 选择题 本卷共 10 小题 每小题 5 分 共 50 分 每小题有一个或多个选项正确 全部 选对得 5 分 选不全的得 3 分 有选错或不答的得 0 分 1 如图所示 水平放置的条形磁铁中央 有一闭合金属弹性圆环 条形磁铁中心线与弹性 环轴线重合 现将弹性圆环均匀向外扩大 下列说法中正确的是 A 穿过弹性圆环的磁通量增大 B 从左往右看 弹性圆环中有顺时针方向的感应电流 C 弹性圆环中无感应电流 D 弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外 2 2010 全国高考 如图所示 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 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 线圈受到的磁场力的大 小分别为 Fb Fc和 Fd 则 A Fd Fc Fb B Fc FdFb Fd D Fc Fbi2 在 t1时刻将 S 断开 那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是 5 等离子气流由左方连续以 v0射入 P1和 P2两板间的匀强磁场中 ab 直导线与 P1 P2相连 接 线圈 A 与直导线 cd 连接 线圈 A 内有随图乙所示的变化磁场 且磁场 B 的正方向 规定为向左 如图甲所示 则下列叙述正确的是 A 0 1 s 内 ab cd 导线互相排斥 B 1 2 s 内 ab cd 导线互相吸引 C 2 3 s 内 ab cd 导线互相吸引 D 3 4 s 内 ab cd 导线互相排斥 6 用相同的导线绕制的边长分别为 L 和 2L 的正方形闭合线框 以相同的速度匀速进入右侧 的匀强磁场 如图所示 在线框进入磁场的过程中 a b 和 c d 两点间的电压分别为 U 甲和 U乙 ab 边和 cd 边所受的安培力分别为 F甲和 F乙 则下列判断正确的是 A U甲 U乙 B U甲 2U乙 C F甲 F乙 D F甲 F乙 2 7 如图所示 一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中 场中各点的磁感应强度为 By y 为该点到地面的距离 c 为常数 B0为一定值 铝框平面与磁场垂直 直径 ab B0 y c 水平 空气阻力不计 铝框由静止释放下落的过程中 A 铝框回路磁通量不变 感应电动势为 0 B 回路中感应电流为顺时针方向 直径 ab 两点间电势差为 0 用心 爱心 专心 3 C 铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度 g D 直径 ab 受安培力向上 半圆弧 ab 受安培力向下 铝框下落加速度大小可能等于 g 8 如图所示 两条足够长的平行金属导轨水平放置 导轨的一端接有电阻和开关 导轨光 滑且电阻不计 匀强磁场的方向与导轨平面垂直 金属杆 ab 置于导轨上 当开关 S 断 开时 在杆 ab 上作用一水平向右的恒力 F 使杆 ab 向右运动进入磁场 经过一段时间后 闭合开关并开始计时 金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好 关于金属杆 ab 的 vt 图象不可能的是 9 2011 山东青岛 如图所示为几个有理想边界的磁场区域 相邻区域的磁感应强度大小 相等 方向相反 区域的宽度均为 L 现有一边长为 L 的正方形导线框由图示位置开始 沿垂直于区域边界的直线匀速穿过磁场区域 设逆时针方向为电流的正方向 下列各图 能正确反映线框中感应电流的是 10 如图 a 所示 在光滑水平面上用恒力 F 拉质量 1 kg 的单匝均匀正方形铜线框 在 1 位置以速度 v0 3 m s 进入匀强磁场时开始计时 t 0 此时线框中感应电动势为 1 V 在 t 3 s 时刻线框到达 2 位置开始离开匀强磁场 此过程中 vt 图象如图 b 所示 那么 A 线框右侧的边两端 MN 间电压为 0 25 V B 恒力 F 的大小为 1 0 N C 线框完全离开磁场的瞬间位置 3 速度为 2 m s D 线框完全离开磁场的瞬间位置 3 速度为 1 m s 第 卷 非选择题 共 50 分 二 实验题 本题共 2 小题 共 12 分 把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答 11 6 分 一正弦交变电流的电流i随时间t变化的规律如图所示 由图可知 123456 0 10 i A t 10 2 s 用心 爱心 专心 4 1 该交变电流的有效值为 A 2 该交变电流的频率为 Hz 3 该交变电流的瞬时值表达式为i A 4 若该交变电流通过阻值R 40 的白炽灯 则电灯消耗的功率是 W 12 6 分 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为 10 1 b是原线圈的中心抽头 电 压表和电流表均为理想电表 从某时刻开始在原线圈c d两端加上交变电压 其瞬时 值表达式为u1 2202sin314t V 则 1 当单刀双掷开关与a连接时 电压表的示数 为 V 2 当t 600 1 s 时 c d间的电压为 V 3 单刀双掷开关与a连接 在滑动变阻器触头 P 向上移动的过程中 电压表示数 电流表示数 填 变大 变小 或 不变 4 当单刀双掷开关由a扳向b时 电压表示数 电流表示数 填 变大 变小 或 不变 三 计算题 本题共 3 小题 共 38 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和重要的演 算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单 位 13 10 分 2011 福建龙岩 如图甲所示 空间有一宽为 2L 的匀强磁场区域 磁感应强 度为 B 方向垂直纸面向外 abcd 是由均匀电阻丝做成的边长为 L 的正方形线框 总电 阻值为 R 线框以垂直磁场边界的速度 v 匀速通过磁场区域 在运动过程中 线框 ab cd 两边始终与磁场边界平行 设线框刚进入磁场的位置 x 0 x 轴沿水平方向向 右 求 甲 乙 1 cd 边刚进入磁场时 ab 两端的电势差 并指明哪端电势高 2 线框穿过磁场的过程中 线框中产生的焦耳热 3 在乙图中 画出 ab 两端电势差 Uab随距离变化的图象 其中 U0 BLv A V a b c d u1 n1 n2 R P o o o 用心 爱心 专心 5 14 13 分 如图所示 在水平面内有两条光滑轨道 MN PQ 其上放有两根静止的导体棒 质量分别为 m1 m2 设有一质量为 M 的永久磁铁 从轨道和导体棒组成的平面的正上方 高为 h 的地方落下 当磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时磁铁的速度为 v 导体棒 ab 的动能为 Ek 此过程中两根导体棒 导体棒与磁铁之间没有发生碰撞 求 1 磁铁在下落过程中受到的平均阻力 2 磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量 15 15 分 2011 上海模拟 如图 a 所示 平行金属导轨 MN PQ 光滑且足够长 固定在同一水平面上 两导轨间距 L 0 25 m 电阻 R 0 5 导轨上停放一质量 m 0 1 kg 电阻 r 0 1 的金属杆 导轨电阻可忽略不计 整个装置处于磁感应强度 B 0 4 T的匀强磁场中 磁场方向竖直向下 现用一外力 F 沿水平方向拉杆 使其由静止开始运动 理想电压表的示数 U 随时间 t 变化的关系如图 b 所示 试分析与求 图 a 图 b 1 分析证明金属杆做匀加速直线运动 2 求金属杆运动的加速度 3 写出外力 F 随时间变化的表达式 4 求第 2 5 s末外力 F 的瞬时功率 用心 爱心 专心 6 参考答案 1 B 解析 弹性圆环均匀向外扩大 磁通量减小 由楞次定律 感应电流顺时针 安培力沿 半径向里 2 D 解析 线圈从 a 运动到 b 做自由落体运动 在 b 点开始进入磁场受到安培力作用 Fb 由 于线圈上下边的距离很短 进入磁场的过程时间很短 进入磁场后 由于磁通量不变 无感应电流产生 不受安培力作用 在 c 处 Fc 0 但线圈在磁场中受重力作用 做加 速运动 出磁场的过程在 d 处受到的安培力比 b 处大 故 D 项正确 3 C 解析 金属环中的原磁场方向竖直向下 由楞次定律 感应电流的磁场向上 电流方向 是逆时针方向 由法拉第电磁感应定律 电动势大小 E S铁芯 2 0 10 3 V 故 C B t 项对 4 D 解析 在 t1时间内流过灯泡的电流为 i2 且方向为从左向右 当断开 S 时 i2立即消 失 但由于自感作用 线圈 L 产生自感电动势 与灯泡构成回路缓慢消失 此时流过灯 泡的电流从 i1开始逐渐减小 方向自右向左 故 D 项正确 5 BD 解析 由左手定则可知正离子进入磁场后偏向 P1板 负离子进入磁场后偏向 P2板 ab 中形成由 a 到 b 的电流 根据楞次定律可以判定 0 2 s 内 cd 中形成由 c 到 d 的电流 2 4 s 内形成由 d 到 c 的电流 再由左手定则判定 0 2 s 内两导线相互吸引 2 4 s 内相互排斥 B D 两项对 A C 两项错 6 D 解析 线框切割磁感线 电动势 E BLv a b 或 c d 两点间的电压 U 2L甲 L乙 3E 4 则 2U甲 U乙 安培力 F BIL 则 F甲 故 D 项对 B2L2v R B2L2v 4L S B2LvS 4 F乙 2 7 C 解析 铝框下落 回路磁通量增大 产生的感应电流为顺时针方向 直径 ab 两点间电 势差不为 0 直径 ab 受安培力向上 半圆弧 ab 受安培力向下 但两安培力的合力向上 则铝框的加速度大小一定小于重力加速度 g 8 D 解析 闭合开关时的速度为 v 当 F 时 金属杆做加速运动 如图 B 当 F B2L2v R 时 金属杆做匀速运动 如图 A 当 F 时 金属杆做减速运动 如图 C 则 B2L2v R B2L2v R 不可能的是图 D 9 D 解析 线框进入磁场中 0 至 L 的过程中 由右手定则知 感应电流的方向为顺时针 即 负方向 感应电流 I 大小恒定 故 A B 两项不正确 线框进入磁场中 L 至 2L 的 BLv R 过程中 由右手定则 可判断感应电流的方向为逆时针 即为正方向 感应电流 I 用心 爱心 专心 7 D 项正确 2BLv R 10 C 解析 MN 边切割磁感线 相当于电源 其两端的电压是路端电压 根据闭合电路欧姆 定律可知 线框右侧的边两端 MN 间电压为 3E 4 0 75 V A 项不对 根据 1 2 s 时 间内线框做匀速直线运动可知 这段时间线框中没有感应电流 线框所受合力为 F 根 据牛顿第二定律可知 F ma 0 5 N B 项错误 根据图线可知线圈进入磁场和离开磁 场时的初速度和受力情况都一样 所以线框离开磁场时的速度和 t0时刻的相同 设该速 度为 vx 那么 v0 vx 2t0 解之得 vx v0 t0 2 m s C 项正确 D 项不对 F m 2F m 11 6 分 解析 由图象可知该交变电流的最大值为 10A 周期为 4 10 2s 则其有效值为 52A 频率为 25 Hz 角速度 50 2 T rad s 其瞬时值表达式为i 10sin 50 t A 当其通过R 40 的白炽灯时 RIP 2 2000 W 答案 52 25 10sin 50 t 2000 12 6 分 解析 交流电表读出的数值是有效值 由 1 2 1 2 n n U U 得U2 22V 当t 600 1 s 时 1 1 u 220 2 sin100 t 220 2 sin100110 2 600 V 触头P向上移动 电阻值变 大 变压器的输出电压不变 电流表示数变小 当单刀双掷开关由a扳向b时 变压器 的输出电压变大 电压表和电流表的示数均变大 答案 22 2110 不变 变小 变大 变大 13 10 分 解析 1 dc 切割磁感线产生的感应电动势 E BLv 回路中的感应电流 I BLv R ab 两端的电势差 U I R BLv b 端电势高 1 4 1 4 2 设线框从 dc 边刚进磁场到 ab 边刚进磁场所用时间为 t 由焦耳定律 Q 2I2Rt L vt 联立解得 Q 2B2L3v R 3 如图所示 答案 1 BLv b 点电势高 2 3 如解析图所示 1 4 2B2L3v R 14 13 分 解析 1 设磁铁在下落过程中受的平均阻力为 F 用心 爱心 专心 8 有 Mg F h Mv2 1 2 得 F Mg Mv2 2h 2 对导体棒 ab cd 组成的系统动量守恒 设磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的 平面内时它们的速度分别为 v1 v2 有 m1v1 m2v2 Ek m1v 1 22 1 设磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量为 Q 由能量守恒有 Mgh Mv2 m1v m2v Q 1 2 1 22 1 1 22 2 由 可得 Q Mgh Mv2 Ek 1 2 m1 m2 m2 答案 1 Mg 2 Mgh Mv2 Ek Mv2 2h 1 2 m1 m2 m2 15 15 分 解析 1 U E U v 因