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1、新人教版物理届高三单元测试27法拉第电磁感应定律、互感和自感(时间:90分钟 总分值：100分)一 、选择题1 如下列图，在x0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面(纸面)向里.具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内，线框的ab边与y轴重合.令线框从t=0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，那么线框中的感应电流I(取逆时针方向为电流正方向)随时间t的变化图线I-t图可能是以下列图中的( ) 【答案】选D.【详解】线框匀加速向右运动时，cd边切割磁感线，由右手定那么知电流方向为顺时针，方向为负；由E=Blv知，v均匀增加，电流成线性增大，故D项正确.2.如下列图，电路中A、
2、B是完全相同的灯泡，L是一带铁芯的线圈.开关S原来闭合，那么开关S断开的瞬间( )A.L中的电流方向改变，灯泡B立即熄灭B.L中的电流方向不变，灯泡B要过一会儿才熄灭C.L中的电流方向改变，灯泡A比B熄灭慢D.L中的电流方向不变，灯泡A比B熄灭慢【答案】选D.【详解】当开关S断开时，L与灯泡A组成回路，由于自感，L中的电流由原来数值逐渐减小，电流方向不变，A灯熄灭要慢；B灯电流瞬间消失，立即熄灭，正确的选项为D.3.如下列图的电路,电源电动势为E,线圈L的电阻不计.以下判断正确的选项是( )A.闭合S,稳定后,电容器两端电压为EB.闭合S,稳定后,电容器的a极板带正电C.断开S的瞬间,电容器的
3、a极板将带正电D.断开S的瞬间,电容器的a极板将带负电【答案】选C.【详解】由题意及自感现象规律可知,当开关S闭合且电路稳定后,电容器与线圈L并联,由于线圈的直流电阻不计,所以两端电压为零,故A、B错误;断开S的瞬间,由自感规律可知,线圈中要产生感应电动势,感应电动势引起的感应电流的方向与原电流的方向一致,因而电容器的a极板将带正电,故C正确.4如下列图，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面一根金属棒与导轨成角放置，金属棒与导轨的电阻均不计当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流是()A. B.C. D
4、.【答案】D【详解】电流应等于感应电动势除以电阻R，问题在于感应电动势应如何计算能够引起感应电流的电动势是MN间产生的电动势，所以有效切割长度应为.而用参数表示应为，所以有效切割长度l.那么EBlv，I，所以选项D正确5物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计的仪器测定通过电路的电荷量，如下列图，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.假设将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为()A. B.C. D.【答案
5、】A【详解】由En，I，qIt，得q，当线圈翻转180°时，2BS，故B，应选A.6如图 (a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路到达稳定，灯泡A发光，那么()A在电路(a)中，断开S后，A将逐渐变暗B在电路(a)中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗C在电路(b)中，断开S后，A将逐渐变暗D在电路(b)中，断开S后，A将先变得更亮，然后渐渐变暗【答案】AD【详解】(a)电路中，灯A和线圈L串联，电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过R、A形成回路，渐渐变暗(b)电路中电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于
6、线圈L的电阻，电流那么小于线圈L中的电流，断开S时，电源不给灯供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流比原来大，变得更亮，然后渐渐变暗所以选项AD正确7如下列图，两块竖直放置的金属板间距为d，用导线与一匝数为n的线圈连接线圈内局部布有方向水平向左的匀强磁场两板间有一个一定质量、电荷量为q的油滴在与水平方向成30°角斜向右上方的恒力F的作用下恰好处于平衡状态那么线圈内磁场的变化情况和磁通量的变化率分别是()A磁场正在增强，B磁场正在减弱，C磁场正在减弱，D磁场正在增强，【答案】B【详解】此题涉及带电粒子在电场中的平衡及感应电动势两个问题由于直流电不能通过
7、电容器，因此，电容器两极板间电压为线圈上感应电动势的大小，带电油滴所受重力竖直向下，恒力F与水平方向成30°斜向右上方，且带电油滴恰好处于平衡状态，那么可知油滴所受电场力方向水平向左，电容器右极板带正电，由楞次定律可知磁场正在减弱；由带电粒子水平方向受力平衡可得F·cos 30°n，得.8穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示，以下关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的选项是()A图中，回路产生的感应电动势恒定不变B图中，回路产生的感应电动势一直不变C图中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D图中，回路产生的感应电
8、动势先变小再变大【答案】BD【详解】在图中，0，感应电动势为零，应选项A错；在图中，为一定值，故感应电动势不变，选项B正确；在图中，0t1内的比t1t2内的大，选项C错；在图中，图线上各点切线的斜率绝对值先变小、后变大，应选项D对9.如右图a是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R.图b是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象关于这些图象，以下说法中正确的选项是()abA图b中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况B图b中乙是开关
9、S由断开变为闭合，通过传感器2的电流随时间变化的情况C图b中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况D图b中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况【答案】C【详解】开关S由断开变为闭合瞬间，流过自感线圈的电流为零，流过传感器1、2的电流均为；闭合电路稳定后，流过传感器1的电流为，流过传感器2的电流为；开关断开后，流过传感器1的电流立即变为零，流过传感器2的电流方向相反，从逐渐变为零由以上分析可知，选项C正确10如以下列图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，
10、直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，以下结论正确的选项是()A感应电流方向发生变化BCD段直导线始终不受安培力C感应电动势最大值EmBavD感应电动势平均值Bav【答案】C【详解】根据楞次定律可判定闭合回路中产生的感应电流方向始终不变，A项错误；CD段电流方向是D指向C，根据左手定那么可知，CD段受到安培力，且方向竖直向下，B错；当有一半进入磁场时，产生的感应电流最大，EmBav，C对；由法拉第电磁感应定律得，D错二、非选择题11位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc，ab长L11.0 m，bd长L20.5 m，线框的质量m0.2 kg，电阻R2 .其下方有一匀强磁场区
11、域，该区域的上、下边界PP和QQ均与ab平行两边界间距离为H，H>L2，磁场的磁感应强度B1.0 T，方向与线框平面垂直。如图27所示，令线框的dc边从离磁场区域上边界PP的距离为h0.7 m处自由下落线框的dc边进入磁场以后，ab边到达边界PP之前的某一时刻线框的速度已到达这一阶段的最大值问从线框开始下落，到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少？(g取10 m/s2)【答案】0.8 J【详解】此题中重力势能转化为电能和动能，而安培力做的总功使重力势能一局部转化为电能，电能的多少等于安培力做的功依题意，线框的ab边到达磁场边界PP之前的某一时刻
12、线框的速度到达这一阶段速度最大值，以v0表示这一最大速度，那么有EBL1v0线框中电流I作用于线框上的安培力FBL1I速度到达最大值条件是Fmg所以v04 m/s.dc边继续向下运动过程中，直至线框的ab边到达磁场的上边界PP，线框保持速度v0不变，故从线框自由下落至ab边进入磁场过程中，由动能定理得：mg(hL2)W安mvW安mvmg(hL2)0.8 Jab边进入磁场后，直到dc边到达磁场区下边界QQ过程中，作用于整个线框的安培力为零，安培力做功也为零，线框只在重力作用下做加速运动，故线框从开始下落到dc边刚到达磁场区域下边界QQ过程中，安培力做的总功即为线框自由下落至ab边进入磁场过程中安
13、培力所做的功W安0.8 J负号表示安培力做负功12如右图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力求：(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff；(2)杆ab中通过的电流及其方向；(3)导轨左端所接电阻R的阻值【答案】(1)F(2)方向ab(3)2r【详解】(1)杆进入磁场前做匀加速运动，有FFfmav22ad解得导轨对杆的阻力FfF.(2)杆进入磁场后做匀速运动，有FFfFA杆ab所受的安培力FAIBl解得杆ab中通过的电流I杆中的电流方向自a流向b.(3)杆ab产生的感应电动势EBlv杆中的感应电流I解得导轨左端所接电阻阻值R2r.