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1、高三一轮章末检测试卷电磁感应(含解析) (时间: 90 分钟,满分: 100分) 一、选择题 (本大题共 12 小题,每小题5 分,共 60 分在每小 题给出的四个选项中, 有的只有一个选项正确, 有的有多个选项正确, 全部选对的得 5 分,选对但不全的得2 分,有选错的得 0 分) 1如图 91 是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固 定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回 路中就会产生感应电流 各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线 圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正 确的是 () 图 91 解析:选 CD.根据楞次定律可确定感应电流的
2、方向:对C 选项, 当磁铁向下运动时: (1)闭合线圈原磁场的方向向上; (2)穿过闭 合线圈的磁通量的变化增加; (3)感应电流产生的磁场方向 向下; (4)利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相 同线圈的上端为 S极,磁铁与线圈相互排斥综合以上分析知,选 项 CD 正确 2两圆环 A、B 置于同一水平面上,其中A 为均匀带电绝缘环, B 为导体环,当A 以如图 9 2 所示的方向绕中心转动的角速度发生变化 时,B 中产生如图所示方向的感应电流,则() AA 可能带正电且转速减小 BA 可能带正电且转速增大 CA 可能带负电且转速减小 DA 可能带负电且转速增大 答案:BC 3 如图
3、 93 所示, 通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈, 图 92 线圈均与传送带以相同的速度匀速运动为了检测出个别未闭合的不 合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送 带,线圈进入磁场前等距离排列,穿过磁场后根据线圈间的距离,就 能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是 () 图 93 A若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动 B若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动 C从图中可以看出,第2 个线圈是不合格线圈 D从图中可以看出,第3 个线圈是不合格线圈 解析:选 AD.若线圈闭合进入磁场时,由于电磁感应现象,由楞 次定律可判断线圈相对传
4、送带向后滑动,故A 正确;若线圈不闭合, 不会产生感应电流,故线圈相对传送带不发生滑动,故B 错误;由 图知 1、2、4、5、6 线圈都发生了相对滑动,而第3 个线圈没有,则 第 3 个线圈为不合格线圈,选项D 正确 4 (2010年广东湛江测试 )如图 94所示, E 为电池, L 是电阻可忽略不计、自感系数足 够大的线圈, D1、D2是两个规格相同且额定 电压足够大的灯泡, S是控制电路的开关对 于这个电路,下列说法正确的是() A.刚闭合开关 S 的瞬间,通过 D1、D2的 电流大小相等 B刚闭合开关S 的瞬间,通过D1、D2 的电流大小不相等 C闭合开关 S 待电路达到稳定, D1熄灭
5、,D2比原来更亮 D闭合开关 S 待电路达到稳定, 再将 S断开的瞬间, D2立即熄 灭,D1闪亮一下再熄灭 解析:选 ACD.由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大, 在开关闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大,线圈中的电流为零, 所以通 过 D1、D2的电流大小相等, A 正确;闭合开关S 待电路达到稳定时 线圈短路, D1中电流为零,回路电阻减小,D2比原来更亮, C 正确; 图 94 闭合开关 S 待电路达到稳定,再将S 断开瞬间, D2立即熄灭,线圈 和 D1形成回路, D1闪亮一下再熄灭, D 正确故正确选项为ACD. 5用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m, 正方形的一半放在垂直纸
6、面向里的匀强磁场中,如 图 95 所示当磁场以10T/s 的变化率增强时,线 框中 a、b 两点间的电势差是 () AUab0.1V BUab0.1V CUab0.2V DUab0.2V 答案:B 6如图 96 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v0、3v0 速度匀速拉出磁场,则导体框从两个方向移出磁场 的过程中 () 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量相同 解析:选 AD.由楞次定律可知导体框中产生的感应电流方向相 同,A
7、正确;由电磁感应定律可得Q(Blv) 2l 4Rv B2l 3v 4R ,因此导体框中 产生的焦耳热不同,故B 错误;两种情况下电源的电动势不相同, 导体框 ad 边两端电势差不同, C 错误;由 q 4R知与速度无关, D 正确 7(2009 年高考重庆理综卷 )如图 97 为一种早期发电机原理示 意图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构 成,两磁极相对于线圈平面对称在磁极绕转轴匀速转动过程中,磁 极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY 运动 (O 是线圈中心 ),则 () 图 95 图 96 图 97 A从 X 到 O,电流由 E 经 G 流向 F,先增大再减小 B从 X
8、 到 O,电流由 F 经 G 流向 E,先减小再增大 C从 O 到 Y,电流由 F 经 G 流向 E,先减小再增大 D从 O 到 Y,电流由 E 经 G 流向 F,先增大再减小 解析:选 D.从 X 到 O 过程中,原磁场方向指向上不断增加,则 感应电流的磁场方向应该指向下,再由右手螺旋定则知, 感应电流的 方向应该是由F 经 G 到 E,又感应电流从零到有再到零,则一定经 历先增大再减小的过程同理,当从O 到 Y 的过程中,感应电流的 方向应该是由 E 经 G 到 F,大小也是先增大再减小 8如图 98 所示电路中, S是闭合的,此时流 过线圈 L 的电流为 i1, 流过灯泡 A的电流为 i
9、2, 且 i1i2, 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 () 图 98 图 99 解析: 选 D.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,i2并不立刻消失,而是 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 正确 9如图 910 所示,边长为 L 的正方形导线 框质量为 m,由距磁场H 高处自由下落,其下边 ab 进入匀强磁场后,线圈开始做减速运动,直到 其上边 cd 刚刚穿出磁场时, 速度减为 ab边刚进入 磁场时的一半,磁场的宽度也为L,
10、则线框穿越匀 强磁场过程中产生的焦耳热为() A2mgL B2mgLmgH C2mgL 3 4mgH D2mgL1 4mgH 解析:选 C.设刚进入磁场时的速度为v1,刚穿出磁场时的速度 v2v 1 2 线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L.由题意 1 2 mv1 2mgH 图 910 1 2mv 1 2mg 2L1 2mv2 2Q 由 得 Q2mgL3 4mgH.C 选项正确 10(2010 年青岛质检 )如图 911 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
11、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() 图 912 解析:选 D.线框进入磁场中0 至 L 的过程中,由右手定则,感 应电流的方向为顺时针, 即负方向,感应电流 IBLv R ,大小恒定,A、 B 不正确;线框进入磁场中L 至 2L 的过程中,由右手定则,感应电 流的方向为逆时针,即正方向,感应电流I2BLv R ,D 正确 11(2010 年安徽江南十校素质测试) 如图 913 所示,在竖直方向的磁感应强 度为 B 的匀强磁场中,金属框架ABCD 固 定在水平面内, AB与 CD 平行且足够长, BC 与 CD 夹角为 ( Ek.
12、本题正确选项为BD. 二、计算题 (本题包括 4 小题,共 40分解答应写出必要的文字 说明、方程式和重要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(8 分)如图 916 甲所示,两根光滑平行金属导轨间距L 0.3m,左端用 R0.2 电阻连接,导轨电阻不计, 导轨上停放着质量 m0.1kg,电阻 r0.1 的金属杆,匀强磁场B0.5T,为了使 R上 的电压随时间变化的图象如图乙所示,且M 点的电势高于 N 点,必 须使杆如何运动?从开始运动后第2s末,外力的瞬时功率多大? 图 916 解析:设某时刻棒的速度为v,则 UR R Rr E R Rr B
13、Lv 结合图乙知,棒应向右做匀加速运动 UR t R Rr BL v t R Rr BLa 棒的加速度 a Rr BLR UR t 0.20.1 0.50.30.20.05m/s 20.5m/s2 2s 末的速度 vat0.52m/s1m/s I E Rr BLv Rr 0.5A 对棒由牛顿第二定律得FILBma 所以 FILBma0.125N,PFv0.125W. 答案:向右匀加速运动0.125W 14(10 分)如图 917 甲所示,一正方形金属线框位于有界匀强 磁场区域内, 线框的右边紧贴着边界 t0 时刻对线框施加一水平向 右的外力 F,让线框从静止开始做匀加速直线运动,经过时间t0穿
14、出 磁场,图乙为外力 F 随时间 t 变化的图象若线框质量m,电阻 R及 图象中 F0、t0均为已知量,则根据上述条件,请你推出: 图 917 (1)磁感应强度 B 的计算表达式; (2)线框左边刚离开磁场前瞬间的感应电动势E 的计算表达式 解析: (1)线框运动的加速度: a F0 m 线框边长: l 1 2at 2 0 线框离开磁场前瞬间有:vat0 由牛顿第二定律知: 3F0B 2l2v R ma 由 式得, B 8m 3R F02t05. (2)线框离开磁场前瞬间感应电动势:EBlv 联立 式得:E 2Rt0F02 m . 答案:(1)B 8m 3R F02t05 (2)E 2Rt0F
15、02 m 15(10 分)(2009 年湖南郴州模拟 )如图 918 所示,两根完全相 同的“ V”字形导轨 OPQ 与 KMN 倒放在绝缘水平面上, 两导轨都在 竖直平面内且正对、平行放置,其间距为L,电阻不计两条导轨足 够长,所形成的两个斜面与水平面的夹角都是 .两个金属棒ab 和 ab的质量都是 m,电阻都是 R,与导轨垂直放置且接触良好空 间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B. 图 918 (1)如果两条导轨皆光滑,让ab固定不动,将ab 释放,则 ab 达到的最大速度是多少? (2)如果将 ab 与 ab同时释放,它们所能达到的最大速度分别 是多少? 解析:(1)ab 运动后切割磁
16、感线,产生感应电流,而后受到安培 力, 当受力平衡时,加速度为 0, 速度达到最大,受力情况如图所示则: mgsin F安cos 又 F安BIL IE感/2R E感BLvmcos 联立上式解得 vm 2mgR sin B2L 2 cos2. (2)若将 ab、ab同时释放,因两边情况相同,所以达到的最 大速度大小相等,这时ab、ab都产生感应电动势而且是串联 所以 mgsin F安 cos F安 BI L I 2BLv mcos 2R 所以 vm mgR sin B 2L2cos2 . 答案:见解析 16(12 分)如图 919 所示,两根足够长固 图 919 定平行金属导轨位于倾角 30 的
17、斜面上,导轨上、下端各接有阻值 R20的电阻,导轨电阻忽略不计,导轨宽度L2m,在整个导轨 平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度 B1T质 量 m0.1kg、连入电路的电阻r10的金属棒 ab 在较高处由静止 释放, 当金属棒 ab下滑高度 h3m 时, 速度恰好达到最大值v2m/s. 金属棒ab 在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好g 取 10m/s 2,求: (1)金属棒 ab 由静止至下滑高度为3m 的运动过程中机械能的减 少量 (2)金属棒 ab 由静止至下滑高度为3m 的运动过程中导轨上端电 阻 R 中产生的热量 解析:(1)金属棒 ab 机械能的减少量 Emgh 1 2mv 22.8J. (2)速度最大时金属棒ab 产生的电动势 EBLv 产生的电流 IE/(rR/2) 此时的安培力 FBIL 由题意可知,受摩擦力 Ffmgsin30 F 由能量守恒得,损失的机械能等于金属棒ab 克服摩擦力 做功和产生的电热之和, 电热 Q EFfh/sin30 上端电阻 R中产生的热量 QRQ/4 联立以上几式得: QR0.55J. 答案:(1)2.8J(2)0.55J
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