（浙江專版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 電磁感應(yīng)（加試）檢測(cè).doc

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第十一章檢測(cè)　電磁感應(yīng)(加試) (時(shí)間:60分鐘　滿分:100分) 一、不定項(xiàng)選擇題(每小題可能只有一個(gè)選項(xiàng)正確,也可能有多個(gè)選項(xiàng)正確,共60分) 1. 如圖所示,幾位同學(xué)在做“搖繩發(fā)電”實(shí)驗(yàn):把一條長(zhǎng)導(dǎo)線的兩端連在一個(gè)靈敏電流計(jì)的兩個(gè)接線柱上,形成閉合回路。兩個(gè)同學(xué)迅速搖動(dòng)AB這段“繩”。假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道,地磁場(chǎng)方向與地面平行,由南指向北。圖中搖“繩”同學(xué)是沿東西站立的,甲同學(xué)站在西邊,手握導(dǎo)線的A點(diǎn),乙同學(xué)站在東邊,手握導(dǎo)線的B點(diǎn)。下列說法正確的是(　　) A.當(dāng)“繩”搖到最高點(diǎn)時(shí),“繩”中電流最小 B.當(dāng)“繩”搖到最低點(diǎn)時(shí),“繩”受到的安培力最大 C.當(dāng)“繩”向下運(yùn)動(dòng)時(shí),“繩”中電流從A流向B D.在搖“繩”過程中,“繩”中電流總是從A流向B 2. 如圖所示,當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí),流過電阻的電流由A經(jīng)R到B,則磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況可能是(　　) A.向下運(yùn)動(dòng) B.向上運(yùn)動(dòng) C.向左平移 D.向右平移 3. A、B兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成,它們的半徑之比rA∶rB=2∶1,在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)的平面,如圖所示。當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的過程中,流過兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流大小之比為(　　) A.IAIB=1 B.IAIB=2 C.IAIB=14 D.IAIB=12 4.某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象,自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后,閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光;再斷開開關(guān)S,小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是(　　) A.電源的內(nèi)阻較大 B.小燈泡電阻偏大 C.線圈電阻偏大 D.線圈的自感系數(shù)較大 5.電阻R、電容C與一個(gè)線圈連成閉合回路,條形磁鐵靜止在線圈的正上方,N極朝下,如圖所示,現(xiàn)使磁鐵開始自由下落,在N極接近線圈上端的過程中,流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(　　) A.上極板帶正電 B.下極板帶正電 C.從a到b D.從b到a 6.半徑為a、右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿,單位長(zhǎng)度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置,整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。直桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),直桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開始,直桿的位置由θ確定,如圖所示。則(　　) A.θ=0時(shí),直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為2Bav B.θ=π3時(shí),直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為3Bav C.θ=0時(shí),直桿受的安培力大小為2B2av(π+2)R0 D.θ=π3時(shí),直桿受的安培力大小為3B2av(5π+3)R0 7.如圖所示,半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,繞O軸以角速度ω沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則通過電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤的電阻不計(jì),R左側(cè)導(dǎo)線與圓盤邊緣接觸,右側(cè)導(dǎo)線與圓盤中心接觸)(　　) A.由c到d,I=Br2ωR B.由d到c,I=Br2ωR C.由c到d,I=Br2ω2R D.由d到c,I=Br2ω2R 8.如圖所示,在水平光滑桌面上,兩相同的矩形剛性小線圈分別疊放在固定的絕緣矩形金屬框的左右兩邊上,且每個(gè)小線圈都各有一半面積在金屬框內(nèi)。在金屬框接通逆時(shí)針方向電流的瞬間(　　) A.兩小線圈會(huì)有相互靠攏的趨勢(shì) B.兩小線圈會(huì)有相互遠(yuǎn)離的趨勢(shì) C.兩小線圈中感應(yīng)電流都沿順時(shí)針方向 D.左邊小線圈中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向,右邊小線圈中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向 9.如圖所示的電路中,L是自感系數(shù)很大的線圈,但其自身的電阻可看作零。A、B是兩個(gè)相同的燈泡,下列說法正確的是(　　) A.開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,A、B同時(shí)發(fā)光,之后亮度不變 B.開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,A立即發(fā)光,之后又逐漸熄滅 C.開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_的瞬間,A、B同時(shí)熄滅 D.開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_的瞬間,A再次發(fā)光,之后又逐漸熄滅 10. 如圖所示,金屬三角形導(dǎo)軌COD上放有一根金屬棒MN,MN⊥OD,拉動(dòng)MN使它從O點(diǎn)以速度v在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右勻速平動(dòng),若導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w,它們的電阻率相同,則在MN運(yùn)動(dòng)過程中閉合電路的(　　) A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大 B.感應(yīng)電流逐漸增大 C.感應(yīng)電流將保持不變 D.感應(yīng)電流逐漸減小 11. 如圖所示,粗細(xì)均勻的導(dǎo)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(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)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(dǎo)線橫截面積S0成正比 12.如圖所示,由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動(dòng),滑動(dòng)過程PQ始終與ab垂直,且與線框接觸良好,不計(jì)摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過程中(　　) A.PQ中電流先增大后減小 B.PQ兩端電壓先減小后增大 C.PQ上拉力的功率先減小后增大 D.線框消耗的電功率先減小后增大 二、非選擇題(共40分) 13.(10分)如圖所示的器材可用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及判定感應(yīng)電流的方向,其中L1為原線圈,L2為副線圈。 (1)在給出的實(shí)物圖中,將實(shí)驗(yàn)儀器連成完整的實(shí)驗(yàn)電路。 (2)在實(shí)驗(yàn)過程中,除了查清流入檢流計(jì)電流的方向與指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系之外,還應(yīng)查清　　　　(選填“L1”“L2”或“L1和L2”)的繞制方向。閉合開關(guān)之前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P處于最　　(選填“左”或“右”)端。 14.(10分)在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中: (1)首先要確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中所用電流表量程為100 μA,電源電動(dòng)勢(shì)為1.5 V,待選的保護(hù)電阻有三種R1=20 kΩ,R2=1 kΩ,R3=100 Ω,應(yīng)選用　　　　的電阻。 (2)已測(cè)得電流表指針向右偏時(shí),電流是由正接線柱流入。由于某種原因,螺線管線圈繞線標(biāo)識(shí)已沒有了,通過實(shí)驗(yàn)查找繞線方向。如圖所示,當(dāng)磁鐵N極插入線圈時(shí),電流表指針向左偏,如圖所示線圈的繞線方向是　　　　(選填“左”或“右”)圖。 (3)若將條形磁鐵S極放在下端,從螺線管中拔出,這時(shí)電流表的指針應(yīng)向　　　　(選填“左”或“右”)偏。 15.(10分)如圖所示,金屬桿ab放在光滑的水平金屬導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌組成閉合矩形電路,長(zhǎng)l1=0.8 m,寬l2=0.5 m,回路總電阻R=0.2 Ω,回路處在豎直方向的磁場(chǎng)中,金屬桿用水平繩通過定滑輪連接質(zhì)量M=0.04 kg的木塊,磁感應(yīng)強(qiáng)度從B0=1 T開始隨時(shí)間均勻增加,5 s末木塊將離開水平面,不計(jì)一切摩擦,g取10 m/s2,求回路中的電流大小。 16.(10分) 如圖所示,一平面框架與水平面成θ=37角,寬L=0.4 m,上、下兩端各有一個(gè)電阻R0=1 Ω,框架的其他部分電阻不計(jì),框架足夠長(zhǎng)。垂直于框架平面的方向存在向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T。ab為金屬桿,其長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.4 m,質(zhì)量m=0.8 kg,電阻r=0.5 Ω,金屬桿與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。金屬桿由靜止開始下滑,直到速度達(dá)到最大的過程中,金屬桿克服磁場(chǎng)力所做的功為W=1.5 J。已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2。求: (1)ab桿達(dá)到的最大速度v; (2)ab桿從開始到速度最大的過程中沿斜面下滑的距離; (3)在該過程中通過ab的電荷量。 第十一章檢測(cè)　電磁感應(yīng)(加試) 1.AC 2.BCD　要使電阻流過由A經(jīng)R到B的電流,就要使穿過線圈向下的磁通量減小,B、C、D都能滿足條件。 3.D　由于E=ΔΦΔt=ΔBΔtS(S為磁場(chǎng)區(qū)域面積)。對(duì)A、B兩導(dǎo)線環(huán),由于ΔBΔt及S均相同,得EAEB=1,I=ER,R=ρlS1(S1為導(dǎo)線的橫截面積),l=2πr,所以IAIB=EArBEBrA,代入數(shù)值得IAIB=rBrA=12。 4.C　閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定燈泡正常發(fā)光時(shí),如果自感線圈L的電阻比燈泡的電阻大,則電感線圈L中的電流IL比燈泡A中的電流IA小,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),由于自感現(xiàn)象,L和A構(gòu)成回路使L和A中的電流從IL開始減小,因此不可能看到小燈泡閃亮的現(xiàn)象,C正確。 5.BD　磁鐵下落接近線圈上端的過程中,線圈中感應(yīng)電流對(duì)線圈而言,俯視應(yīng)為逆時(shí)針,故流過R的電流方向?yàn)閺腷到a,電容器極板的帶電情況是下極板帶正電。 6.AD　當(dāng)θ=0時(shí),直桿切割磁感線的有效長(zhǎng)度l1=2a,所以直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E1=Bl1v=2Bav,選項(xiàng)A正確。此時(shí)直桿上的電流I1=E1(πa+2a)R0=2Bv(π+2)R0,直桿受到的安培力大小F1=BI1l1=4B2av(π+2)R0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。當(dāng)θ=π3時(shí),直桿切割磁感線的有效長(zhǎng)度l2=2acos π3=a,直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E2=Bl2v=Bav,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。此時(shí)直桿上的電流I2=E2(2πa-2πa6+a)R0=3Bv(5π+3)R0,直桿受到的安培力大小F2=BI2l2=3B2av(5π+3)R0,選項(xiàng)D正確。 7.D　可將金屬圓盤看成由無數(shù)條金屬棒沿半徑方向排列,每條金屬棒在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生Br2ω2的電動(dòng)勢(shì),電動(dòng)勢(shì)不變,故金屬圓盤產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Br2ω2。通過電阻R的電流大小I=Br2ω2R,電流的方向可由右手定則判斷出由d到c,故選項(xiàng)D正確。 8.BC　通電絕緣金屬框內(nèi)部磁場(chǎng)較外部磁場(chǎng)強(qiáng),由楞次定律可知,通電瞬間,左右兩個(gè)小線圈中均感應(yīng)出順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,有相互遠(yuǎn)離的趨勢(shì),故正確選項(xiàng)為B、C。 9.BD　S閉合的瞬間,通過L的電流從無到有發(fā)生變化,從而產(chǎn)生阻礙作用,A燈中有電流通過而發(fā)光;電流穩(wěn)定后通過L的電流恒定時(shí),其無阻礙作用,A燈被L短路,兩端無電壓而熄滅,所以A錯(cuò)誤,B正確。開關(guān)S斷開的瞬間,通過L的電流減小而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(或說阻礙電流的減小)從而有電流通過A燈,A燈再次發(fā)光,之后又逐漸熄滅,故C錯(cuò)誤,D正確。 10.AC　拉動(dòng)MN使它從O點(diǎn)以速度v在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右勻速平動(dòng),t時(shí)刻,導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度l=vttan α,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv=Bv2ttan α,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大,選項(xiàng)A正確;粗細(xì)相同的均勻?qū)w,它們的電阻率相同,單位長(zhǎng)度電阻相同,設(shè)為R,回路總電阻R總=R(vttan α+vtcosα+vt)=R(tan α+1cosα+1)vt,產(chǎn)生的感應(yīng)電流I=ER總是一恒量,選項(xiàng)C正確,B、D錯(cuò)誤。 11.BD　由題給條件可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=nπr2ΔBΔt,電阻為R=ρn2πrS0,電流I=ER,聯(lián)立以上各式得I=S0r2ρΔBΔt,則可知B、D項(xiàng)正確,A、C項(xiàng)錯(cuò)誤。 12.C　設(shè)PQ左側(cè)電路的電阻為Rx,則右側(cè)電路的電阻為3R-Rx,所以外電路的總電阻為R外=Rx(3R-Rx)3R,外電路電阻先增大后減小,所以路端電壓先增大后減小,所以B錯(cuò)誤;電路的總電阻先增大后減小,再根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得PQ中的電流I=ER+R外先減小后增大,故A錯(cuò)誤;由于導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng),拉力等于安培力,即F=BIL,拉力的功率P=BILv,故先減小后增大,所以C正確;外電路的總電阻R外=Rx(3R-Rx)3R,最大值為34R,小于導(dǎo)體棒的電阻R,又外電阻先增大后減小,由電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系圖象可知,線框消耗的電功率先增大后減小,故D錯(cuò)誤。 13.答案 (1)見解析圖　(2)L1和L2　右 解析 (1)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)電路分兩部分,電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、原線圈組成閉合電路,檢流計(jì)與副線圈組成另一個(gè)閉合電路。電路圖如圖所示。 (2)在實(shí)驗(yàn)過程中,除了查清流入檢流計(jì)電流的方向與指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系之外,還應(yīng)查清原線圈L1與副線圈L2的繞制方向。由電路圖可知,閉合開關(guān)之前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P處于最右端,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大。 14.答案 (1)20 kΩ　(2)左　(3)左 解析 (1)由閉合電路歐姆定律得R=EIg=1.510010-6 Ω=15103 Ω,R1>R,不會(huì)使電流表超過量程,起到保護(hù)的作用,所以應(yīng)選20 kΩ的電阻。 (2)當(dāng)磁鐵N極插入螺線管時(shí),根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的增加,螺線管上端應(yīng)為N極,下端為S極,又電流表指針向左偏,可知電流方向是由正電流表接線柱流出至螺線管上端接線柱,由安培定則可判斷螺線管的繞線方向如左圖所示。 (3)若將條形磁鐵S極放在下端,從螺線管中拔出時(shí),感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向?yàn)樽璧K磁通量的減少,螺線管上端應(yīng)為N極,下端為S極,由螺線管的繞線方向可以判定電流是從電流表的負(fù)接線柱流入,故指針向左偏。 15.答案 0.4 A 解析 設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=B0+kt,k是大于零的常數(shù), 于是回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=SΔBΔt=kS,S=l1l2, 回路感應(yīng)電流I=ER, 金屬桿受安培力F安=BIl2=(B0+kt)Il2。 5 s末有F安=(B0+5sk)kl1l22R=Mg, 可以得到k=0.2 T/s或k=-0.4 T/s(舍去),解得I=0.4 A。 16.答案 (1)2.5 m/s　(2)2.5 m　(3)2 C 解析 (1)桿ab達(dá)到平衡時(shí)的速度即為最大速度v,此時(shí)桿ab所受安培力為F,則有mgsin θ-F-μFN=0 ① FN-mgcos θ=0 ② 總電阻R=R02+r=1 Ω③ 桿ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv ④ 通過桿ab的感應(yīng)電流為I=ER ⑤ 桿ab所受安培力為F=BIL ⑥ 聯(lián)立①②③④⑤⑥式解得v=mgR(sinθ-μcosθ)B2L2=2.5 m/s。 ⑦ (2)設(shè)從開始到速度最大的過程中ab桿沿斜面下滑的距離為s,由動(dòng)能定理得 mgssin θ-W-μmgscos θ=12mv2 ⑧ 聯(lián)立⑦⑧式代入數(shù)據(jù)解得,s=2.5 m。 (3)流過導(dǎo)體棒的電荷量q=IΔt,又I=ER E=ΔΦΔt=BLsΔt 聯(lián)立以上各式得q=BLsR,代入數(shù)據(jù)解得q=2 C。