2013届高三物理一轮复习45分钟单元能力训练卷（9） 鲁科版

用心 爱心 专心1 4545 分钟单元能力训练卷分钟单元能力训练卷 九九 考查范围 第九单元 分值 120 分 一 选择题 每小题 6 分 共 48 分 1 在电磁学发展过程中 许多科学家作出了贡献 下列说法正确的是 A 法拉第发现了电流的磁效应 奥斯特发现了电磁感应现象 B 麦克斯韦发现了电磁感应现象 楞次发现了感应电流的产生条件 C 库仑发现了点电荷的相互作用规律 密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 D 安培发现了磁场对运动电荷的作用规律 洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律 2 某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后 自己制作了一个手动手电筒 如图 D9 1 所示是手电筒的简单结构示意图 左右两端是两块完全相同的条形磁铁 中间是一 根绝缘直杆 由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动 线圈两端接一灯 泡 晃动手电筒时线圈也来回滑动 灯泡就会发光 其中O点是两磁极连线的中点 a b 两点关于O点对称 下列说法中正确的是 图 D9 1 A 线圈经过O点时穿过的磁通量最大 B 线圈经过O点时受到的磁场力最大 C 线圈沿不同方向经过b点时所受的磁场力方向相反 D 线圈沿同一方向经过a b两点时其中的电流方向相同 3 如图 D9 2 甲所示 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中 磁感线的方向与导线框 所在平面垂直 规定磁场的正方向垂直纸面向里 磁感应强度B随时间t变化的规律如图 D9 2 乙所示 若规定顺时针方向为感应电流i的正方向 图 D9 3 中的i t图象正确的 是 甲 乙 图 D9 2 A B C D 图 D9 3 4 铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号 以确定火车的位置 有一种磁铁能 产生匀强磁场 被安装在火车首节车厢下面 如图 D9 4 所示 俯视图 当它经过安装在 用心 爱心 专心2 两铁轨之间的线圈时 便会产生一种电信号被控制中心接收到 当火车以恒定的速度通过 线圈时 表示线圈两端的电压随时间变化的关系是图 D9 5 中的 图 D9 4 A B C D 图 D9 5 5 在如图 D9 6 所示的实验装置中 处在磁极间的A盘和B盘分别是两个可绕不同固 定转轴灵活转动的铜盘 实验时用一根导线与A盘的中心和B盘的边缘接触 用另一根导 线与B盘的中心和A盘的边缘接触 摇动摇把 A盘顺时针转动 从上往下看 起来后 图 D9 6 A 因穿过A盘的磁通量不变 所以没有感应电流产生 B A盘上有感应电动势 A盘中心的电势比盘边缘高 C B盘逆时针转动 B盘中心的电势比盘边缘高 D B盘顺时针转动 B盘中心的电势比盘边缘低 6 一个闭合金属线框的两边接有电阻R1 R2 线框上垂直放置一根金属棒ab 棒与 线框接触良好 整个装置放在匀强磁场中 如图 D9 7 所示 当用外力使ab棒右移时 下 列判断中正确的是 A 穿过线框的磁通量不变 框内没有感应电流 B 框内有感应电流 电流方向沿顺时针方向绕行 C 框内有感应电流 电流方向沿逆时针方向绕行 D 框内有感应电流 左半边逆时针方向绕行 右半边顺时针方向绕行 图 D9 7 图 D9 8 7 如图 D9 8 所示的电路中 L是一个自感系数很大 直流电阻不计的线圈 D1 D2 和 D3是三个完全相同的灯泡 E是内阻不计的电源 在t 0 时刻 闭合开关 S 电路稳定 后在t1时刻断开开关 S 规定以电路稳定时流过 D1 D2的电流方向为正方向 分别用 I1 I2表示流过 D1和 D2的电流 则图 D9 9 中能定性描述电流I随时间t变化关系的是 用心 爱心 专心3 A B C D 图 D9 9 8 如图 D9 10 甲所示 面积S 0 2 m2 匝数n 630 总电阻r 1 0 的线圈处 在变化的磁场中 磁场方向与线圈平面垂直 设磁场垂直纸面向外为正方向 磁感应强度 B随时间t按图乙所示规律变化 图甲中传感器可看成标有 3 V 0 9 W 的纯电阻R 滑 动变阻器R0上标有 10 1 A 则下列说法正确的是 甲 乙 图 D9 10 A 电流表的电流方向向左 B 为了保证电路的安全 电路中允许通过的最大电流为 1 A C 线圈中产生的感应电动势随时间在变化 D 若滑动变阻器的滑片置于最左端 为了保证电路的安全 图乙中t0最小值为 40 s 二 计算题 共 72 分 9 22 分 如图 D9 11 所示 一根电阻为R0 12 的电阻丝做成一个半径为r 1 m 的圆形导线框 竖直放置在水平匀强磁场中 线框平面与磁场方向垂直 磁感应强度为 B 0 2 T 现有一根质量为m 0 1 kg 电阻不计的导体棒自圆形导线框最高点由静止起 沿线框下落 在下落过程中始终与线框良好接触 已知下落距离为 时 棒的速度大小为 r 2 v1 m s 下落到经过圆心时 棒的速度大小为v2 m s 取g 10 m s2 试求 8 3 10 3 1 下落距离为 时棒的加速度的大小 r 2 2 从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的热量 图 D9 11 10 24 分 如图 D9 12 所示 不计电阻的 U 形导轨水平放置 导轨宽d 0 5 m 左 端连接阻值为 0 4 的电阻R 在导轨上垂直于导轨放一电阻为 0 1 的导体棒MN 并用 水平轻绳通过定滑轮吊着质量m 2 4 g 的重物 图中L 0 8 m 开始时重物与水平地面 接触并处于静止 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中 磁感应强度B0 0 5 T 并且以 0 1 T s 的变化率在增大 不计摩擦阻力 求至少经过多长时间才能将重物吊起 g B t 取 10 m s2 图 D9 12 11 26 分 如图 D9 13 甲所示 水平虚面PQ上方两侧有对称的范围足够大的匀强磁 用心 爱心 专心4 场 磁场方向分别水平向左和水平向右 磁感应强度大小均为B0 2 T 用金属条制成的 闭合正方形框aa b b边长L 0 5 m 质量m 0 3 kg 电阻R 1 现让金属框平面 水平 aa 边 bb 边分别位于左 右两边的磁场中 且与磁场方向垂直 金属框由静止 开始下落 其平面在下落过程中始终保持水平 当金属框下落至PQ前一瞬间 加速度恰好 为零 以金属框下落至PQ为计时起点 PQ下方加一范围足够大的竖直向下的磁场 磁感 应强度B与时间t之间的关系图象如图乙所示 不计空气阻力及金属框的形变 g取 10 m s2 求 1 金属框经过PQ位置时的速度大小 2 金属框越过PQ后 2 s 内下落的距离 3 金属框越过PQ后 2 s 内产生的焦耳热 图 D9 13 4545 分钟单元训练卷 九 分钟单元训练卷 九 1 C 解析 奥斯特发现了电流的磁效应 法拉第发现了电磁感应现象并总结了感应 电流的产生条件 选项 A B 错误 安培发现了磁场对通电导体的作用规律 洛伦兹发现了 磁场对运动电荷的作用规律 选项 D 错误 2 C 解析 由两磁铁间的磁场分布可知 靠近两极处磁感应强度最大 O点处磁感 应强度最小 故线圈经过O点时穿过的磁通量最小 根据法拉第电磁感应定律 线圈经该 位置时的感应电流为零 其所受磁场力为零 故选项 A B 错误 根据楞次定律 线圈沿不 同方向经过b点时感应电流方向相反 其所受的磁场力方向也相反 选项 C 正确 线圈沿 同一方向经过a b两点时磁场方向相同 但其变化的方向相反 故电流方向相反 选项 D 错误 3 D 解析 磁感应强度均匀变化 产生恒定的感应电流 选项 A 错误 第 1 s 内 磁通量垂直于纸面向里且均匀增强 由楞次定律可以判定感应电流方向为逆时针 选项 C 错误 同理可判定 第 4 s 内感应电流方向为逆时针 故选项 B 错误 D 正确 4 C 解析 当火车头中的磁场刚接触线圈时 线圈中有一边切割磁感线 产生的感 应电动势为E Blv 当磁场完全进入时 穿过线圈的磁通量不发生变化 无感应电动势 当磁场要离开线圈时 线圈中又有一边在切割磁感线 产生的感应电动势E Blv 根据右 手定则判断知 两段产生的感应电动势方向相反 也就是正负极相反 故选项 C 正确 5 C 解析 先由右手定则判断出A盘中感应电流的方向 再根据B盘中电流方向和 左手定则判断B盘的转动方向 A盘顺时针方向转动时 处在磁场中沿半径方向的导体做 切割磁感线运动 由右手定则可以判断出A盘中感应电流方向由中心指向边缘 而产生感 应电动势的导体相当于电源 因此A盘边缘电势比中心处高 故选项 A B 错误 A盘产生 的感应电动势与B盘构成闭合回路 则B盘中电流方向由中心指向边缘 据外电路中电流 由电势高的点流向电势低的点知 B盘中心处电势高 选项 D 错误 由左手定则可以判断 出 B盘处在磁场中沿半径方向的导体所受安培力方向与半径垂直 且垂直纸面向里 则 B盘将逆时针方向转动 由此可知 选项 C 正确 6 D 解析 ab棒右移时 切割磁感线 根据右手定则 ab棒中的感应电流方向从 a流向b 此时ab棒起着电源的作用 两边电阻器并联在电源两极之间 所以流过R1 R2 的电流都由上而下 7 C 解析 电源内阻不计 闭合开关时 流过 D2 D3的电流不变 因线圈产生的 自感电动势阻碍线圈中电流的增大 故流过 D1的电流由零开始逐渐增大 断开开关时 线 圈产生的自感电动势阻碍线圈中电流的减小 流过 D1 D2 D3的电流将逐渐减小到零 只 用心 爱心 专心5 有选项 C 正确 8 D 解析 由楞次定律可知 电流表的电流方向向右 传感器正常工作时的电阻 R 10 工作电流I 0 3 A 由于滑动变阻器允许的最大电 U2 P 3 V 2 0 9 W U R 3 V 10 流是 1 A 所以电路允许通过的最大电流为Imax 0 3 A 由于磁场时间均匀变化 所以线 圈中产生的感应电动势是不变的 滑动变阻器的滑片位于最左端时 外电路的电阻为R外 20 感应电动势的最大值E Imax R R0 解得t0 40 s 故只有 D n t nS B t 项正确 9 1 8 8 m s2 2 0 44 J 解析 1 棒下落距离 时 棒切割磁感线产生感应电动势 棒在圆形导线框内的部分 r 2 相当电源 其有效长度L r 外电路由电阻为R1 和R2 的两部分圆弧导线并联 3 R0 3 2R0 3 此时外电路电阻为 R 2R0 3 R0 3 R0 2R0 9 根据法拉第电磁感应定律 E BLv Brv1 3 又I E R 棒受到的安培力FA BLI 0 12 N B2 3r 2 v1 R 根据牛顿第二定律 mg F安 ma 故a g 8 8 m s2 F安 m 2 下落过程能量守恒 有 mgr Q mv 1 22 2 故下落到圆心过程产生的热量Q mgr mv 0 44 J 1 22 2 10 1 s 解析 以MN为研究对象 有FA BId T 以重物为研究对象 有T FN mg 由于B在增大 安培力FA BId增大 绳的拉力T增大 地面的支持力FN减小 当 FN 0 时 重物将被吊起 此时BId mg 又B B0 t 0 5 0 1t B t E Ld B t I E R r 联立解得t 1 s 11 1 0 75 m s 2 21 5 m 3 0 5 J 解析 1 当金属框的加速度恰好为零时 受到的安培力与重力平衡