2019屆物理復習 第十章 電磁感應45分鐘章末檢測卷

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學必求其心得，業(yè)必貴于專精第十章45分鐘章末檢測卷滿分100分一、選擇題（1~5題只有一項符合題目要求，6~8題有多項符合題目要求,每小題6分，共48分)1．一勻強磁場的邊界是MN,MN左側(cè)是無場區(qū)，右側(cè)是勻強磁場區(qū)域，如圖甲所示,現(xiàn)有一個金屬線框以恒定速度從MN左側(cè)進入勻強磁場區(qū)域．線框中的電流隨時間變化的I－t圖象如圖乙所示．則可能的線框是如圖丙所示中的（）解析:從乙圖看到，電流先均勻增加后均勻減小，而線圈進入磁場是勻速運動，所以有效長度是均勻增加的,所以D項正確，B項排除的原因是中間有段時間電流恒定不變．答案：D2．美國《大眾科學》月刊網(wǎng)站報道,美國明尼蘇達大學的研究人員發(fā)現(xiàn)：一種具有獨特屬性的新型合金能夠?qū)崮苤苯愚D(zhuǎn)化為電能．具體而言，只要略微提高溫度，這種合金就會變成強磁性合金，從而使環(huán)繞它的線圈中產(chǎn)生電流，其簡化模型如圖所示．A為圓柱形合金材料,B為線圈,套在圓柱形合金材料上，線圈的半徑大于合金材料的半徑．現(xiàn)對A進行加熱,則（）A．B中將產(chǎn)生逆時針方向的電流B．B中將產(chǎn)生順時針方向的電流C．B線圈有收縮的趨勢D．B線圈有擴張的趨勢解析:合金材料加熱后,合金材料成為強磁體,通過線圈B的磁通量增大，由于線圈B內(nèi)有兩個方向的磁場,由楞次定律可知線圈只有擴張，才能阻礙磁通量的增加，C錯誤、D正確；由于不知道極性，無法判斷感應電流的方向，A、B錯誤．答案：D3．（2018·肇慶市高中畢業(yè)班模擬考試)如圖所示，水平放置的平行金屬導軌MN和PQ之間接有定值電阻R，導體棒ab長為l且與導軌接觸良好，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，現(xiàn)使導體棒ab向右勻速運動，下列說法正確的是（)A．導體棒ab兩端的感應電動勢越來越小B．導體棒ab中的感應電流方向是a→bC．導體棒ab所受安培力方向水平向右D．導體棒ab所受合力做功為零解析：由于導體棒勻速運動，磁感應強度及長度不變，由E＝BLv可知,運動中感應電動勢不變；由楞次定律可知，導體棒中的電流方向由b指向a；由左手定則可知，導體棒所受安培力方向水平向左；由于勻速運動，棒的動能未變，由動能定理可知,合力做的功等于零．選項A、B、C錯誤，D正確．答案：D4．如圖甲所示，一根電阻R＝4Ω的導線繞成半徑d＝2m的圓，在圓內(nèi)部分區(qū)域存在變化的勻強磁場，中間S形虛線是兩個直徑均為d的半圓,磁感應強度隨時間變化如圖乙所示（磁場垂直于紙面向外為正，電流逆時針方向為正），關(guān)于圓環(huán)中的感應電流—時間圖象，下列選項中正確的是()解析：0~1s，感應電動勢為E1＝eq\f(ΔB，Δt)S＝eq\f(2，1）×eq\f（πd2，2）(V)＝4π(V），由歐姆定律可知感應電流大小為I1＝eq\f(E1，R)＝eq\f(4π,4)（A）＝π(A),由楞次定律知,感應電流為順時針方向，為負方向，結(jié)合選項知C正確．答案：C5．在研究自感現(xiàn)象的實驗中，用兩個完全相同的燈泡A、B與自感系數(shù)很大的線圈L和定值電阻R組成如圖所示的電路(線圈的直流電阻可忽略，電源的內(nèi)阻不能忽略）,關(guān)于這個實驗下面說法中正確的是()A．閉合開關(guān)的瞬間，A、B一起亮,然后A熄滅B．閉合開關(guān)的瞬間，B比A先亮，然后B逐漸變暗C．閉合開關(guān),待電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，B逐漸變暗，A閃亮一下然后逐漸變暗D．閉合開關(guān)，待電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，A、B燈中的電流方向均為從左向右解析：閉合開關(guān)的瞬間，線圈中產(chǎn)生很大的自感電動勢，阻礙電流的通過,故B立即亮,A逐漸變亮．隨著A中的電流逐漸變大，流過電源的電流也逐漸變大，路端電壓逐漸變小，故B逐漸變暗，A錯誤、B正確；電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，線圈相當于電源，對A、B供電，回路中的電流在原來通過A的電流的基礎(chǔ)上逐漸變小，故A逐漸變暗，B閃亮一下然后逐漸變暗，C錯誤；斷開開關(guān)后，線圈中的自感電流從左向右，A燈中電流從左向右，B燈中電流從右向左,故D錯誤．答案:B6．(2018·長沙模擬)磁懸浮高速列車在我國上海已投入運行數(shù)年．如圖所示就是磁懸浮的原理，圖中A是圓柱形磁鐵，B是用高溫超導材料制成的超導圓環(huán)．將超導圓環(huán)B水平放在磁鐵A上，它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方空中，則(）A．在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感應電流;當穩(wěn)定后，感應電流消失B．在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感應電流；當穩(wěn)定后,感應電流仍存在C．若A的N極朝上,B中感應電流的方向為順時針方向(從上往下看)D．若A的N極朝上，B中感應電流的方向為逆時針方向(從上往下看)解析:在B放入磁場的過程中，穿過B的磁通量增加，B中將產(chǎn)生感應電流，因為B是超導體,沒有電阻，所以感應電流不會消失，故A錯誤、B正確；若A的N極朝上，在B放入磁場的過程中，磁通量增加，根據(jù)楞次定律可判斷B中感應電流的方向為順時針，C正確、D錯誤．答案：BC7．(2018·山東省實驗中學一診）勻強磁場中有一細金屬圓環(huán),圓環(huán)平面位于紙面內(nèi)，如圖甲所示．磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正，磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示．用I1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應電流，F(xiàn)1、F2、F3分別表示金屬環(huán)產(chǎn)生對應感應電流時其中很小段受到的安培力．則()A．I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B．I2沿順時針方向，I3沿逆時針方向C．F1方向指向圓心,F2方向指向圓心D．F2方向背離圓心向外，F(xiàn)3方向指向圓心解析：由題圖可知，在Oa段磁場方向垂直于紙面向里，穿過圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律可知，感應電流I1沿逆時針方向，在ab段磁場方向垂直紙面向里，穿過圓環(huán)的磁通量減少,由楞次定律可知，感應電流I2沿順時針方向，選項A正確；在bc段磁場垂直紙面向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感應電流I3沿順時針方向,選項B錯誤；由左手定則可知，Oa段電流受到的安培力F1方向指向圓心，ab段電流受到的安培力F2方向背離圓心向外，選項C錯誤；bc段電流受到的安培力F3方向指向圓心，選項D正確．答案：AD8．如圖所示,在磁感應強度B＝0.50T的勻強磁場中，兩平行光滑金屬導軌豎直放置，導體棒PQ在豎直向上的拉力F的作用下向下做初速度為0、加速度a＝5m/s2的勻加速直線運動,兩導軌間距離L＝1。0m,電阻R＝1.0Ω,導體棒質(zhì)量m＝1kg，導體棒和導軌接觸良好且電阻均不計,取g＝10m/s2，則下列說法中正確的是(）A．導體棒運行2s時，拉力的功率為25WB．拉力F所做的功等于導體棒減少的機械能C．t＝4s時，導體棒所受安培力為5ND．導體棒運行2s的過程中，通過電阻的電荷量為2。5C解析：經(jīng)時間t，導體棒所受安培力為F安＝BIL＝eq\f(B2L2v，R）＝eq\f（B2L2a,R)t,所以t＝4s時，導體棒所受安培力為5N，C對；由牛頓第二定律可得mg－F－F安＝ma，代入數(shù)值可得拉力大小為F＝5－eq\f（5,4)t（N），所以t＝2s時,拉力F＝2。5N,速度為v＝at＝10m/s，拉力功率為P＝Fv＝25W，A對；由功能關(guān)系知拉力F和安培力所做的功等于導體棒減少的機械能,B錯；導體棒運行2s的過程中，通過電阻的電荷量為q＝eq\o（I,\s\up6(－)）t＝eq\f（ΔΦ，R)＝eq\f（BLvt，2R）＝5C，D錯．答案：AC二、非選擇題（本題3個小題，共52分)9．(14分)(2018·江西贛州期末)如圖所示，固定的水平光滑金屬導軌，間距為L，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直向下，磁感應強度為B的勻強磁場中．質(zhì)量為m、電阻為R/2的導體棒與固定彈簧相連,放在導軌上，導軌的電阻不計．初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度v0.沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸．求：（1）求初始時刻導體棒受到的安培力；(2）若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過程中安培力所做的功W1和整個回路產(chǎn)生的焦耳熱Q分別為多少；（3)從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1.解析：（1)初始時刻導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E＝BLv0，感應電流I＝eq\f(E，R＋\f（R,2)），導體棒受到的安培力F＝ILB，聯(lián)立解得F＝eq\f（2B2L2v0，3R),方向水平向左．（2）導體棒從初始時刻到速度第一次為零的過程中，由動能定理有W1－Ep＝0－eq\f(1，2)mveq\o\al(2,0），得安培力所做的功W1＝Ep－eq\f(1，2)mveq\o\al(2，0)，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱Q＝eq\f（1,2）mveq\o\al(2，0)－Ep。(3）棒最終靜止于初始位置，則電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1＝eq\f(2，3)Q總＝eq\f（2,3)×eq\f(1，2）mveq\o\al（2,0)＝eq\f(1,3)mveq\o\al（2，0）.答案：（1）eq\f(2B2L2v0，3R），方向水平向左（2)Ep－eq\f（1,2）mveq\o\al(2，0）eq\f（1,2)mveq\o\al（2，0）－Ep（3)eq\f（1,3）mveq\o\al(2,0)10．（18分）如圖所示,在水平面上有兩條平行金屬導軌MN、PQ,導軌間距為d,勻強磁場垂直于導軌所在的平面向里,磁感應強度的大小為B，兩根完全相同的金屬桿1、2間隔一定的距離放在導軌上,且與導軌垂直．它們接入電路的電阻均為R，兩桿與導軌接觸良好,導軌電阻不計,金屬桿的摩擦不計．桿1以初速度v0滑向桿2，為使兩桿不相碰，則分別在桿2固定與不固定兩種情況下,求最初擺放兩桿時的最小距離之比．解析：桿2固定時，設桿1恰好滑到桿2處速度為零，初始兩桿距離為x1.對桿1應用動量定理得－Beq\o(I，\s\up6(－)）1d·t1＝0－mv0①由法拉第電磁感應定律得eq\o（E,\s\up6(－））1＝eq\f(ΔΦ1,t1)＝eq\f（Bdx1,t1）②由歐姆定律得eq\o（I,\s\up6(－))1＝eq\f（\o(E,\s\up6（－）)1，2R）③聯(lián)立①②③得x1＝eq\f（2mRv0,B2d2)④桿2不固定時，兩桿恰好不相碰，設其共同速度為v,由動量守恒定律得mv0＝2mv⑤對桿2應用動量定理得－Beq\o(I，\s\up6(－））2d·t2＝0－mv⑥設兩桿恰不相碰,初始距離為x2。由法拉第電磁感應定律，eq\o（E，\s\up6(－））2＝eq\f（ΔΦ2，t2）＝eq\f(Bdx2，t2)⑦由歐姆定律得eq\o（I,\s\up6（－）)2＝eq\f(\o（E,\s\up6（－)）2，2R）⑧聯(lián)立⑤⑥⑦⑧得x2＝eq\f(mRv0,B2d2)⑨由④⑨知eq\f（x1，x2）＝2.答案：211．(20分）(2018·河南中原名校聯(lián)考)如圖甲，在水平桌面上固定著兩根相距L＝20cm、相互平行的無電阻軌道P、Q，軌道一端固定一根電阻R＝0。02Ω的導體棒a，軌道上橫置一根質(zhì)量m＝40g、電阻可忽略不計的金屬棒b，兩棒相距也為L＝20cm。該軌道平面處在磁感應強度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強磁場中．開始時，磁感應強度B0＝0.1T,設棒與軌道間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2。(1）若保持磁感應強度B0的大小不變，從t＝0時刻開始,給b棒施加一個水平向右的拉力，使它由靜止開始做勻加速直線運動．此拉力F的大小隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示．求b棒做勻加速運動的加速度及b棒與軌道間的滑動摩擦力；(2)若從t＝0開始，磁感應強度B隨時間t按圖丙中圖象所示的規(guī)律變化，求在金屬捧b開始運動前，這個裝置釋放的熱量．解析：（1）F安＝B0IL①E＝B0Lv②I＝eq\f（E，R)＝eq\f（B0Lv，R)③v＝at④所以F安＝eq\f（B\o\al(2，0）L2a,R)t當b棒勻加速運動時，根據(jù)牛頓第二定律有F－Ff－F安＝ma⑤聯(lián)立可得F－Ff－eq\f(B\o\al（2,0)L2a，R)t＝ma⑥由圖象可得:當t＝0時，F(xiàn)＝0.4N，當t＝1s時,F＝0.5N.代入⑥式，可解得a＝5m/s2，F(xiàn)f＝0.2N.（2）當磁感應強度均勻增大時，閉合電路中有恒定的感應電流I,以b棒為研究對象，它受到的安培力逐漸增大，靜摩擦力也隨之增大，當磁感應強度增大到b所受安培