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文檔簡介
板塊三限時規(guī)范特訓時間:45分鐘滿分:100分一、選擇題(本題共11小題,每小題6分,共66分。其中1~7為單選,8~11為多選)1.如圖所示,閉合金屬導線框放置在豎直向上的勻強磁場中,磁場的磁感應強度的大小隨時間變化而變化。下列說法中正確的是()A.當磁感應強度增大時,線框中的感應電流一定減小B.當磁感應強度增大時,線框中的感應電流一定增大C.當磁感應強度減小時,線框中的感應電流一定增大D.當磁感應強度減小時,線框中的感應電流可能不變答案D解析由法拉第電磁感應定律可知:E=neq\f(ΔΦ,Δt)=nSeq\f(ΔB,Δt),當磁感應強度均勻變化時,產(chǎn)生恒定的電動勢,線框中的感應電流就不變,D選項正確;當磁感應強度的變化率逐漸增大時,線框中產(chǎn)生的感應電流增大,當磁感應強度的變化率逐漸減小時,線框中產(chǎn)生的感應電流減小,所以A、B、C選項都是錯誤的。2.如圖所示,在磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,金屬桿MN在平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動,MN中產(chǎn)生的感應電動勢為E1;若磁感應強度增為2B,其他條件不變,MN中產(chǎn)生的感應電動勢變?yōu)镋2。則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比分別為()A.c→a,2∶1B.a(chǎn)→c,2∶1C.a(chǎn)→c,1∶2D.c→a,1∶2答案C解析MN切割磁感線產(chǎn)生的感生電動勢E=Blv,其中的l、v保持不變,所以E1∶E2=B1∶B2=1∶2;由右手定則可知通過R的電流方向為a→c,C正確。3.[2017·唐山模擬]如圖甲所示,水平放置的平行金屬導軌連接一個平行板電容器C和電阻R,導體棒MN放在導軌上且接觸良好,整個裝置放于垂直導軌平面的磁場中,磁感應強度B的變化情況如圖乙所示(圖示磁感應強度方向為正),MN始終保持靜止,則0~t2時間內(nèi)()A.電容器C的電荷量大小始終不變B.電容器C的a板先帶正電后帶負電C.MN所受安培力的大小始終不變D.MN所受安培力的方向先向左后向右答案A解析磁感應強度均勻變化,產(chǎn)生恒定電動勢,則電容器C的電荷量大小始終不變,選項A正確,B錯誤;由于磁感應強度變化,根據(jù)楞次定律和左手定則可知,MN所受安培力的方向先向右后向左,大小先減小后增大,選項C、D錯誤。4.[2017·福建龍巖質(zhì)檢]如圖所示,三角形金屬線框ABC的底邊AB長度為d,頂點C距AB邊的距離為eq\f(d,2),在右側空間邊長為d的正方形區(qū)域內(nèi),存在垂直紙面向里的勻強磁場,在外力作用下線框底邊沿著x軸向右運動,運動過程中始終保持線框平面與磁場方向垂直。在線框沿x軸向右勻速穿過有界磁場區(qū)域的過程中,線框中的感應電動勢()A.經(jīng)歷均勻增大、均勻減小、均勻增大、均勻減小的過程B.經(jīng)歷均勻增大、保持不變、均勻增大、保持不變的過程C.經(jīng)歷均勻增大、均勻減小、均勻增大的過程D.經(jīng)歷均勻增大、保持不變、均勻減小的過程答案A解析導線切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢有E=Blv,因為勻速運動,所以感應電動勢大小取決于切割磁感線的導線的有效長度,線框勻速穿過有界磁場區(qū)域的過程中有效長度先均勻增大,再均勻減小,然后再均勻增大,再均勻減小,所以選項A正確。5.在如圖甲所示的電路中,螺線管匝數(shù)n=1500匝,橫截面積S=20cm2。螺線管導線電阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,C=30μF。在一段時間內(nèi),穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。則下列說法中正確的是()A.螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢為1VB.閉合S,電路中的電流穩(wěn)定后,螺線管兩端電壓為1.08VC.電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板帶負電D.S斷開后,流經(jīng)R2的電荷量為1.8×10-6答案B解析由法拉第電磁感應定律可知E=neq\f(ΔΦ,Δt)=nSeq\f(ΔB,Δt),其中n=1500匝,S=20×10-4m2,eq\f(ΔB,Δt)等于乙圖中圖線斜率,為eq\f(1.0-0.2,2)T/s=0.4T/s,代入得E=1.2V,A錯誤。感應電流I=eq\f(E,r+R1+R2)=0.12A,螺線管兩端的電壓U=I(R1+R2)=1.08V,B正確。由楞次定律可得,螺線管下端電勢高,所以電容器下極板帶正電,C錯誤。S斷開后,電容器把儲存的電量都通過R2釋放出來,Q=CUR2,其中UR2=IR2,得Q=1.8×10-5C,D錯誤。6.如圖甲所示,導體棒MN置于水平導軌上,PQMN所圍的面積為S,PQ之間有阻值為R的電阻,不計導軌和導體棒的電阻。導軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強磁場,規(guī)定磁場方向豎直向上為正,在0~2t0時間內(nèi)磁感應強度的變化情況如圖乙所示,導體棒MN始終處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是()A.在0~t0和t0~2t0時間內(nèi),導體棒受到的導軌的摩擦力方向相同B.在0~t0時間內(nèi),通過導體棒的電流方向為N到MC.在t0~2t0時間內(nèi),通過電阻R的電流大小為eq\f(SB0,Rt0)D.在0~2t0時間內(nèi),通過電阻R的電荷量為eq\f(SB0,2R)答案B解析導體棒MN始終靜止,與導軌圍成的線框面積不變,根據(jù)法拉第電磁感應定律可得感應電動勢E=eq\f(ΔΦ,Δt)=Seq\f(ΔB,Δt),即感應電動勢與B-t圖象斜率成正比,0~t0時間內(nèi)的感應電流I1=eq\f(E1,R)=Seq\f(ΔB1,Δt1R)=Seq\f(B0,t0R),t0~2t0時間內(nèi)的感應電流I2=eq\f(E2,R)=Seq\f(ΔB2,Δt2R)=Seq\f(2B0,t0R),C錯誤。由楞次定律可知在0~t0時間內(nèi),通過導體棒的電流方向N→M,B正確。在0~t0時間內(nèi),磁通量減小,MN有向右運動的趨勢來阻礙磁通量減小,受向左的靜摩擦力,在t0~2t0時間內(nèi),磁通量增加,MN有向左運動的趨勢來阻礙磁通量增加,受向右的靜摩擦力,A錯誤。通過電阻R的電量q=q1+q2=I1t0+I2t0=eq\f(3SB0,R),D錯誤。7.如圖所示,電路中A、B是兩個完全相同的燈泡,L是一個自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈,C是電容很大的電容器。當S閉合與斷開時,A、B燈泡的發(fā)光情況是()A.S剛閉合后,A亮一下又逐漸熄滅,B逐漸變亮B.S剛閉合后,B亮一下又逐漸變暗,A逐漸變亮C.S閉合足夠長時間后,A和B一樣亮D.S閉合足夠長時間后,A、B都熄滅答案A解析S剛閉合后,A、B都變亮,由于L產(chǎn)生自感電動勢,A比B亮,之后電路逐漸穩(wěn)定,A逐漸熄滅,B逐漸變亮,選項A正確,B錯誤。S閉合足夠長時間后,電路穩(wěn)定,L相當于一根導線,A被短路,A熄滅,B一直都是亮的,選項C、D錯誤。8.如圖所示是圓盤發(fā)電機的示意圖;銅盤安裝在水平的銅軸上,它的邊緣正好在兩磁極之間,兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為L,勻強磁場的磁感應強度為B,回路的總電阻為R,從左往右看,銅盤以角速度ω沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動。則()A.由于穿過銅盤的磁通量不變,故回路中無感應電流B.回路中感應電流大小不變,為eq\f(BL2ω,2R)C.回路中感應電流方向不變,為C→D→R→CD.回路中有周期性變化的感應電流答案BC解析把銅盤看作閉合回路的一部分,在銅盤以角速度ω沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動時,銅盤切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢,回路中有感應電流,選項A錯誤;銅盤切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為E=eq\f(1,2)BL2ω,根據(jù)閉合電路歐姆定律,回路中感應電流I=eq\f(E,R)=eq\f(BL2ω,2R),由右手定則可判斷出感應電流方向為C→D→R→C,選項B、C正確,D錯誤。9.將一條形磁鐵從相同位置插入到閉合線圈中的同一位置,第一次緩慢插入,第二次快速插入,兩次插入過程中不發(fā)生變化的物理量是()A.磁通量的變化量B.磁通量的變化率C.感應電流的大小D.流過導體某橫截面的電荷量答案AD解析將一條形磁鐵從相同位置插入到閉合線圈中的同一位置,第一次緩慢插入線圈時,磁通量增加慢,第二次迅速插入線圈時,磁通量增加快,但磁通量變化量相同,磁通量變化率不同,A正確,B錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應定律,第二次線圈中產(chǎn)生的感應電動勢大,根據(jù)歐姆定律可知第二次感應電流大,即I2>I1,C錯誤;流過導體某橫截面的電荷量q=eq\x\to(I)Δt=eq\f(\x\to(E),R)Δt=eq\f(\f(ΔΦ,Δt),R)Δt=eq\f(ΔΦ,R),由于磁通量變化量相同,電阻不變,所以通過導體橫截面的電荷量不變,D正確。10.[2017·正定調(diào)研]粗細均勻的導線繞成匝數(shù)為n、半徑為r的圓形閉合線圈。線圈放在磁場中,磁場的磁感應強度隨時間均勻增大,線圈中產(chǎn)生的電流為I,下列說法正確的是()A.電流I與匝數(shù)n成正比B.電流I與線圈半徑r成正比C.電流I與線圈面積S成正比D.電流I與導線橫截面積S0成正比答案BD解析由題給條件可知感應電動勢為E=nπr2·eq\f(ΔB,Δt),電阻為R=eq\f(ρn·2πr,S0),電流I=eq\f(E,R),聯(lián)立以上各式得I=eq\f(S0r,2ρ)·eq\f(ΔB,Δt),則可知B、D項正確,A、C項錯誤。11.如圖xOy平面為光滑水平面,現(xiàn)有一長為d寬為L的線框MNPQ在外力F作用下,沿x軸正方向以速度v做勻速直線運動,空間存在豎直方向的磁場,磁感應強度B=B0coseq\f(π,d)x(式中B0為已知量),規(guī)定豎直向下方向為磁感應強度正方向,線框電阻為R。t=0時刻MN邊恰好在y軸處,則下列說法正確的是()A.外力F為恒力B.t=0時,外力大小F=eq\f(4B\o\al(2,0)L2v,R)C.通過線框的瞬時電流i=eq\f(2B0Lvcos\f(πvt,d),R)D.經(jīng)過t=eq\f(d,v),線框中產(chǎn)生的電熱Q=eq\f(2B\o\al(2,0)L2vd,R)答案BCD解析因線框沿x軸方向勻速運動,故F=F安=BMtItL+BQtItL=eq\f(4B\o\al(2,0)L2v,R)cos2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(πvt,d))),其中BMt=B0coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,d)·vt)),BQt=B0coseq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,d)vt+d)),It=eq\f(BMtLv+BQtLv,R),故F不是恒力,A錯誤。t=0時,代入公式得,F(xiàn)=eq\f(4B\o\al(2,0)L2v,R),故B正確。i=It=eq\f(2B0Lvcos\f(πvt,d),R),C正確。由電流的瞬時值表達式可知此電流為交流電,有效值I=eq\f(Im,\r(2))=eq\f(\r(2)B0Lv,R),又Q=I2Rt,故經(jīng)過t=eq\f(d,v),線框中產(chǎn)生的電熱Q=eq\f(2B\o\al(2,0)L2vd,R),D正確。二、非選擇題(本題共2小題,共34分)12.(15分)(1)如圖甲所示,兩根足夠長的平行導軌,間距L=0.3m,在導軌間有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度B1=0.5T。一根直金屬桿MN以v=2m/s的速度向右勻速運動,桿MN始終與導軌垂直且接觸良好。桿MN的電阻r1=1Ω,導軌的電阻可忽略。求桿MN中產(chǎn)生的感應電動勢E1。(2)如圖乙所示,一個匝數(shù)n=100的圓形線圈,面積S1=0.4m2,電阻r2=1Ω。在線圈中存在面積S2=0.3m2垂直線圈平面(指向紙外)的勻強磁場區(qū)域,磁感應強度B2隨時間t變化的關系如圖丙所示。求圓形線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E(3)有一個R=2Ω的電阻,將其兩端a、b分別與圖甲中的導軌和圖乙中的圓形線圈相連接,b端接地。試判斷以上兩種情況中,哪種情況a端的電勢較高?求這種情況中a端的電勢φa。答案(1)0.3V(2)4.5V(3)與圖甲中的導軌相連接時a端電勢高φa=0.2V解析(1)桿MN做切割磁感線的運動,E1=B1Lv產(chǎn)生的感應電動勢E1=0.3V。(2)穿過圓形線圈的磁通量發(fā)生變化,E2=neq\f(ΔB2,Δt)S2產(chǎn)生的感應電動勢E2=4.5V。(3)當電阻R與題圖甲中的導軌相連接時,由右手定則可得a端的電勢高于b端即大地的電勢,而當電阻R與題圖乙中的線圈相連接時,由楞次定律可知,此時a端的電勢小于b端即大地的電勢。故與圖甲中的導軌相連接時a端電勢高。此時,通過電阻R的電流I=eq\f(E1,R+r1)電阻R兩端的電勢差φa-φb=IRa端的電勢φa=IR=0.2V。13.[2017·萬州區(qū)模擬](19分)如圖甲所示,光滑導軌寬0.4m,ab為金屬棒,均勻變化的磁場垂直穿過軌道平面,磁場的變化情況如圖乙所示,金屬棒ab的電阻為1Ω,導軌電阻不計。t=0時刻,ab棒從導軌最左端,以v=1m/s的速度向右勻速運動,求1s末回路中的感應電流及金屬棒
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