高考物理一輪基礎復習 電磁感應綜合檢測卷1

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電磁感應綜合檢測卷 一、選擇題(每小題4分，共40分) 1．下列說法正確的是(　　) A．感應電流的磁場方向總與外磁場方向相同 B．感應電流的磁場方向只由磁通量的變化是增還是減來決定 C．線圈中的磁通量變化越大，產(chǎn)生的感應電動勢越大 D．電路中產(chǎn)生感應電流的過程就是其他形式能轉(zhuǎn)化成電能的過程 　解析　BD　感應電流的磁場總是阻礙原磁場的變化，增反減同，所以A項錯誤，B項正確；感應電動勢為E＝n，與磁通量變化快慢有關，C項錯誤；總能量守恒，D項正確． 2.如圖所示，線圈內(nèi)有條形磁鐵，將磁鐵從線圈中拔出來時(　　) A．φa>φb B．φa<φb C．電阻中電流方向由a到b D．電阻中電流方向由b到a 　解析　BD　磁鐵從線圈中拔出時，線圈中磁場方向向右，磁通量減少，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生感應電動勢，右端為正極，左端為負極，故φb>φa，所以電阻中電流方向由b到a，B、D項正確． 3.在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條長直導線垂直穿過紙面水平放置，導線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖．過c點的導線所受安培力的方向(　　) A．與ab邊平行，豎直向上 B．與ab邊平行，豎直向下 C．與ab邊垂直，指向左邊 D．與ab邊垂直，指向右邊 　解析　A　導線a在c處產(chǎn)生的磁場方向由安培力則可判斷，即垂直ac指向左下方；同理導線b在c處產(chǎn)生的磁場方向垂直bc指向左上方，則由平行四邊形定則，過c點的合磁場方向垂直于ab水平向左．根據(jù)左手定則可判斷導線c受到的安培力方向平行于ab邊，指向上方．故選項A正確． 4．等腰直角三角形OPQ區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場．另有一等腰直角三角形導線框ABC以恒定的速度沿如圖所示方向穿過磁場．關于線框中的感應電流，以下說法中正確的是(　　) A．開始進入磁場時感應電流沿順時針方向 B．開始進入磁場時感應電流最大 C．開始穿出磁場時感應電流沿順時針方向 D．開始穿出磁場時感應電流最大 　解析　BC　由楞次定律可判斷A錯，C正確．剛進入磁場時，切割磁感線有效長度最長，故B正確，D錯誤． 5．MN、GH為光滑的水平平行金屬導軌，ab、cd為跨在導軌上的兩根金屬桿，勻強磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，如圖所示，則(　　) A．若固定ab，使cd向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向由a→b→d→c B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向由c→d→b→a C．若ab向左、cd向右同時運動，則abdc回路電流為零 D．若ab、cd都向右運動，且兩棒速度vcd＞vab，則abdc回路有電流，電流方向由c→d→b→a 　解析　D　由右手定則可判斷出A項情景下應產(chǎn)生順時針的電流，故A錯．若ab、cd同向且速度大小相同，ab、 cd所圍的線圈面積不變，磁通量不變，故不產(chǎn)生感應電流，故B錯．若ab向左，cd向右，則abdc中有順時針電流，故C錯．若ab、cd向右運動，但vcd＞vab，則abdc所圍面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，故由楞次定律可判斷出產(chǎn)生由c到d的電流，故D正確． 6．如圖所示，兩個“”型金屬線框放在光滑水平面上，虛線范圍內(nèi)是一個勻強磁場，若線框A向B運動，剛能進入B(有接觸而無摩擦)，當A、B接觸的短暫時間內(nèi)A的運動情況是(　　) A．加速向B B．加速離開B C．減速向B D．靜止不動 　解析　C　A、B接觸形成閉合回路，又因A運動使穿過回路的磁通量變化，所以回路中產(chǎn)生感應電流，感應電流的效果阻礙A的運動，A做減速運動，C正確． 7．一環(huán)形線圈放在勻強磁場中，設第1 s內(nèi)磁感線垂直線圈平面(即垂直于紙面)向里，如圖甲所示．若磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示，那么第3 s內(nèi)線圈中感應電流的大小與其各處所受安培力的方向是(　　) A．大小恒定，沿順時針方向與圓相切 B．大小恒定，沿著圓半徑指向圓心 C．逐漸增加，沿著圓半徑離開圓心 D．逐漸增加，沿逆時針方向與圓相切 　解析　B　由題圖乙知，第3 s內(nèi)磁感應強度B逐漸增大，變化率恒定，故感應電流的大小恒定．再由楞次定律，線圈各處受安培力的方向都使線圈面積有縮小的趨勢，故沿半徑指向圓心． 8．照明電路中，為了安全，一般在電能表后面電路上安接一漏電保護器，如圖所示，當漏電保護器的ef兩端沒有電壓時，脫扣開關K能始終保持接通，當ef兩端有電壓時，脫扣開關K立即斷開，下列說法正確的是(　　) A．連接火線的線圈匝數(shù)和連接零線的線圈匝數(shù)相等 B．當輸入電壓過低或用戶電流超過一定值時，脫扣開關會自動斷開，即有低壓或過流保護作用 C．當站在絕緣物上的帶電工作的人兩手分別觸到b線和d線時(雙線觸電)脫扣開關會自動斷開，即有觸電保護作用 D．“脫扣開關控制器”的線圈匝數(shù)越少，觸電保護越靈敏 　解析　A　漏電保護器中連接火線的線圈匝數(shù)和連接零線的線圈匝數(shù)相等，這樣當線路中經(jīng)過火線和零線的電流一樣時，與脫扣開關串聯(lián)的線圈內(nèi)沒有磁通量變化，則ef兩端沒有電壓．當線路中經(jīng)過火線和零線的電流不一樣時，如電路中某處接地，與脫扣開關串聯(lián)的線圈內(nèi)有磁通量變化，則ef兩端有電壓，只有A正確． 9．如圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來測自感線圈的直流電壓，在測量完畢后，將電路拆開時應先(　　) A．斷開S1 B．斷開S2 C．拆除電流表 D．拆除電阻R 　解析　B　當S1、S2均閉合時，電壓表與線圈L并聯(lián)；當S2閉合而S1斷開時，電壓表與線圈L串聯(lián)．所以在干路斷開前后自感線圈L中電流方向相同而電壓表中電流方向相反．只要不斷開S2，線圈L與電壓表就會組成回路，在斷開干路時，L中產(chǎn)生與原來電流同方向的自感電流，使電壓表中指針反向轉(zhuǎn)動而可能損壞電壓表．正確答案為B. 10.如圖所示，豎直平面內(nèi)有平行放置的光滑導軌，導軌間距為l＝0.2 m，電阻不計，導軌間有水平方向的勻強磁場，磁感應強度大小為B＝2 T，方向如圖所示，有兩根質(zhì)量均為m＝0.1 kg，長度均為l＝0.2 m，電阻均為R＝0.4 Ω的導體棒ab和cd與導軌接觸良好，當用豎直向上的力F使ab棒向上做勻速運動時，cd棒剛好能靜止不動，則下列說法正確的是(取g＝10 m/s2)(　　) A．a(chǎn)b棒運動的速度是5 m/s B．力F的大小為1 N C．在1 s內(nèi)，力F做的功為5 J D．在1 s內(nèi)，cd棒產(chǎn)生的電熱為2.5 J 　解析　AD　考查電磁感應問題．對導體棒cd由Bl＝mg，得到v＝5 m/s，選項A正確．再由F＝mg＋F安＝2 N知選項B錯．在1 s內(nèi)由W＝Fvt＝10 J，選項C錯．Q＝()2Rt＝2.5 J，選項D正確． 二、非選擇題(共60分) 11．(8分)如圖所示，是“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置． (1)將圖中所缺導線補充完整． (2)如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關后，將原線圈迅速插入副線圈中，電流計指針將________． (3)原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器滑片迅速向左移動時，電流計指針將________． 【答案】　(1)如圖所示 (2)向右偏　(3)向左偏 12．(8分)如圖所示，長為L的金屬棒ab，繞b端在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，磁感應強度為B，則a、b兩端的電勢差為________． 　解析　解法1：棒上各處速率不等，故不能直接用公式E＝BLv求．由v＝ωr可知，棒上各點線速度跟半徑成正比，故可用棒的中點的速度作為平均切割速度代入公式計算． 由＝有E＝BL＝BL2ω. 解法2：設經(jīng)過Δt時間ab棒掃過的扇形面積為ΔS， 則ΔS＝LωΔtL＝L2ωΔt， 變化的磁通量為ΔΦ＝BΔS＝BL2ωΔt， 所以E＝n＝B＝BL2ω(n＝1)． 所以，a、b兩端的電勢差為BL2ω. 【答案】　BL2ω 13．(9分)如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一半徑r＝10 cm、電阻R＝0.01 Ω、質(zhì)量m＝0.02 kg的金屬圓環(huán)以v0＝10 m/s的速度向一足夠大、磁感應強度B＝0.3 T的勻強磁場滑去，當圓環(huán)剛好有一半進入磁場時，圓環(huán)的加速度為a＝158.4 m/s2.求此過程圓環(huán)增加的內(nèi)能． 　解析　設圓環(huán)一半進入磁場時的速度為v I＝＝ 環(huán)的加速度a＝＝＝ 所以v＝＝8.8 m/s 環(huán)增加的內(nèi)能ΔE＝mv－mv2＝0.23 J. 【答案】　0.23 J 14．(10分)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌，相距為L＝10 cm，豎直放置，導軌上端連接著電阻R1＝1 Ω，質(zhì)量為m＝0.01 kg、電阻為R2＝0.2 Ω的金屬桿ab與導軌垂直并接觸良好，導軌電阻不計，整個裝置處于與導軌平面垂直的磁感應強度為B＝1 T的勻強磁場中．a(chǎn)b桿由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后達到最大速率，取g＝10 m/s2，求此時： (1)桿的速率； (2)ab間的電壓； (3)電阻R1消耗的電功率． 　解析　(1)對ab桿受力分析知，當桿達到最大速度時，a＝0.即mg＝BIL.又I＝，E＝BLv. 解以上三式得：v＝12 m/s. (2)Uab＝IR1＝1 V. (3)P1＝I2R1＝1 W. 【答案】　(1)12 m/s　(2)1 V　(3)1 W 15．(10分)如圖所示，兩個同心金屬環(huán)，大環(huán)半徑為a，小環(huán)半徑為b，兩環(huán)間的半徑方向均勻連接n根相同的直導線，每根直導線上都接一個阻值恒為R的相同小燈泡，在兩環(huán)間存在一個固定的、形狀和面積都與相鄰兩直導線間隔相同的勻強磁場，磁感應強度為B.環(huán)在外力作用下繞垂直兩環(huán)中心的軸勻速轉(zhuǎn)動，設轉(zhuǎn)動周期為T，且每個小燈泡都能發(fā)光．除了燈泡電阻外其他電阻均不計． (1)求產(chǎn)生的感應電動勢的大?。? (2)求所有小燈泡的總功率． 　解析　(1)金屬環(huán)轉(zhuǎn)動的角速度ω＝，每個時刻一定有一直導線在做切割磁感線運動，等效電路圖如圖所示．產(chǎn)生的感應電動勢為： E＝Ba2ω－Bb2ω＝(a2－b2) (2)燈泡、導線組成的閉合回路的總電阻為： R總＝R＋＝R. 故所有燈泡的總功率 P總＝E2/R總＝. 【答案】　(1)(a2－b2)　(2) 16．(15分)法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設想，并進行了實驗研究．實驗裝置如圖所示，兩塊長為l，高為h的矩形金屬板，平行、正對、豎直地全部浸在河水中，間距為d.水流的速度大小為v方向水平向左且處處相同．金屬板與水流方向平行，地磁場磁感應強度豎直向下的分量為B，水的電阻率為ρ，水面上方有一阻值為R的電阻通過絕緣導線和電鍵K連接到兩個金屬板上．求： (1)該發(fā)電裝置的電動勢； (2)通過電阻R的電流大小及方向； (3)在時間t內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量． 　解析　(1)由法拉第電磁感應定律，有E＝Bdv (2)兩板間河水的電阻r＝ρ 由閉合電路歐姆定律，有I＝ 解得I＝ 流過R的電流方向b→R→a (3)由焦耳定律Q＝I2Rt 得Q＝()2Rt 【答案】　(1)Bdv　(2)　方向b→R→a (3)()2Rt - 7 -