《2019年高中物理阶段质量检测一电磁感应含解析鲁科版选修3.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高中物理阶段质量检测一电磁感应含解析鲁科版选修3.pdf（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、电磁感应 电磁感应 一、单项选择题(本大题共 6 个小题，每小题 6 分，共 36 分。在每小题给出的四个选项 中，只有一个选项是正确的) 1在理解法拉第电磁感应定律En及其改写式EnS、EnB的基础上， t B t S t 下列叙述错误的是( ) A对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比 B对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化量 B成正比 C对给定的磁场，感应电动势的大小跟面积的变化率成正比 S t D三个计算式计算出的感应电动势都是 t时间内的平均值 2如图所示的条形磁铁的上方，放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行， 则线框在由 N 端匀速平移到 S 端的
2、过程中，线框中的感应电流的情况是( ) A线框中始终无感应电流 B线框中始终有感应电流 C线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流，以后又有了感 应电流 D线框中开始无电流，当线框运动到磁铁中部的上方时有感应电流，后来又没有感应 电流 3如图甲所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀 速运动到MN的过程中，则图乙中棒上感应电动势E随时间t变化的图象，可能正确的 是( ) 甲 乙 4(广东高考)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块 先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( ) A在P和Q中都做自由落体运动
3、B在两个下落过程中的机械能都守恒 C在P中的下落时间比在Q中的长 D落至底部时在P中的速度比在Q中的大 5.如图所示，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中，ad边位于磁场边 缘，线框平面与磁场垂直，ab、ad边长分别用L1、L2表示。若把线圈沿v方向匀速拉出磁 场所用时间为 t，则通过线框导线横截面的电荷量是( ) A. B. C. DBL1L2 BL1L2 Rt BL1L2 R BL1L2 t 6.半径为R的圆形线圈，两端A、D接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀 变化的匀强磁场中，如图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是( ) A增大电容器两极板间的距
4、离 B增大磁感应强度的变化率 C减小线圈的半径 D改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角 二、多项选择题(本大题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分，全部选对得 6 分，选对但不 全的得 3 分，有选错的得 0 分) 7.如图所示， L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L过M的圆心与圆面垂直， 且通以向上的电流I，则( ) A当L中的电流I发生变化时，环中有感应电流 B当M向右平移时，环中有感应电流 C当M保持水平在竖直方向上上下移动时，环中无感应电流 DL静止不动，M水平向右移动，环中无感应电流 8 如图所示， 电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上， 两相同的金属导体棒a、b 垂
5、直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨 的恒力F作用在a的中点， 使其向上运动。 若b始终保持静止， 则它所受的摩擦力可能( ) A变为零 B先减小后不变 C等于F D先增大后减小 9.如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端 接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止 释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持 拉力的功率恒为P，导体棒最终以 2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好， 不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。下列选项正确
6、的是( ) AP2mgvsin BP3mgvsin C当导体棒速度达到 时加速度大小为 sin v 2 g 2 D在速度达到 2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力与重力所做的总 功 三、非选择题(本题共 4 小题，共 46 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步 骤，有数值计算的要注明单位) 10(10 分)某同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验： 探究：如图甲所示，先将水平导轨、导体棒AB放置在磁场中，并与电流表组成一闭 合回路。然后进行如下操作： AB与磁场保持相对静止； 让导轨与AB一起平行于磁感线(上、下)运动； 让AB在水平方向上运动(切割磁感线)。 探究
7、：如图乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路。然后进行如下操作： 把条形磁铁放在螺线管内不动； 把条形磁铁插入螺线管； 把条形磁铁拔出螺线管。 探究：如图丙所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A放在螺线 管B内，B与电流表组成一个闭合回路。然后进行如下操作： 闭合和断开开关瞬时； 闭合开关，A中电流稳定后； 闭合开关，A中电流稳定后，再快速改变滑动变阻器的阻值。 可以观察到：(请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号) (1)在探究中，_闭合回路会产生感应电流。 (2)在探究中，_闭合回路会产生感应电流。 (3)在探究中，_闭合回路会产生感应电流。 (4)从以上探究中可以得到的结
8、论是：当 _ _时， 闭合回路中就会产生感应电流。 11(10 分)如图甲所示的螺线管的匝数n1 500，横截面积S20 cm2，电阻r1.5 ，与螺线管串联的外电阻R110 ，R23.5 。若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图 乙所示的规律变化。求： (1)螺线管两端M、N间的电压； (2)R1上消耗的电功率。 12(12 分)如图所示，电阻不计的金属导轨MN和OP放置在水平面内，MO间接有阻值 为R3 的电阻，导轨相距d1 m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T， 质量m0.1 kg、电阻r1 的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好。现用平行于MN 的恒力F1 N 向右拉动CD
9、，CD所受摩擦力f恒为 0.5 N，求： (1)CD运动的最大速度是多少？ (2)当CD的速度为最大速度一半时，CD的加速度是多少？ 13(14 分)如图所示，ab、cd是两根固定的竖直光滑的足够长金属导轨，导轨上套有 一根可滑动的金属棒， 整个装置放在磁感应强度B0.5 T 的水平匀强磁场中。 已知棒长L 10 cm， 电阻R0.2 ， 质量m20 g， 开始时处于静止状态。 电池电动势E1.5 V， 内阻r0. 1 ，导轨的电阻、空气阻力均不计，取g10 m/s2。当电键 K 闭合后，试求： (1)金属棒的最大加速度； (2)金属棒的最大速度； (3)金属棒达到最大速度后，金属棒发热消耗的
10、功率与整个电路消耗的功率之比； (4)若金属棒从静止到速度达到最大过程中上升了s10 m， 则在此过程中， 安培力对金 属棒所做的功是多少？ 参考答案 1解析：选 B 电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比， 利用法拉第电磁感应定律便可，A、C、D 正确，B 错误。 2解析：选 B 匀速平移过程中，穿过线框的磁通量先减小为零，后反向增加，穿过 线框的磁通量始终变化，线框中始终有感应电流，B 正确。 3解析：选 A 导线做匀速直线运动切割磁感线时，EBlv，是常数，金属棒只有进 入磁场中才切割磁感线，一开始没有切割，最后一段也没有切割，没有电动势，只有中间过 程切割磁感线，才
11、有感应电动势，而且由于是匀速切割，故产生的感应电动势为定值，A 正 确。 4解析 ： 选 C 小磁块从铜管P中下落时，P中的磁通量发生变化，P中产生感应电流， 给小磁块一个向上的磁场力， 阻碍小磁块向下运动， 因此小磁块在P中不是做自由落体运动， 而塑料管Q中不会产生电磁感应现象，因此在Q中小磁块做自由落体运动，A 错误；P中的 小磁块受到的磁场力对小磁块做负功，机械能不守恒，B 错误；由于在P中小磁块下落的加 速度小于g，而在Q中小磁块做自由落体运动，因此从静止开始下落相同高度，在P中下落 的时间比在Q中下落的时间长， C 正确 ； 根据动能定理可知， 落到底部时在P中的速度比在Q 中的速度
12、小，D 错误。 5解析：选 B qttt，B 正确。I E R tR R BL1L2 R 6 解析 ： 选 B QCU， 由C知， 增大极板距离d， 电容C减小， 因此Q也减小， A S 4kd 错误；由UEnnS，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方 t B t 向的投影面积可增大A、D间电压，从而使Q增大，B 正确，C、D 错误。 7解析：选 CD 金属环与长直导线产生的磁场平行，穿过圆环的磁通量为零，在四个 选项中穿过圆环的磁通量均不发生变化，无感应电流，C、D 正确。 8解析：选 AB 对b棒，由平衡条件可得，未施加恒力F时，有mgsin Ffb；施加 恒力F时，有F安F
13、fbmgsin ； 对a棒，所受合力为FaFFfmgsin Blv，说明a 做加速度减小的加速运动，当加速度为零后匀速运动，所以b所受安培力先增大后不变，则 所受摩擦力先减小后不变，B 正确，D 错误；如果F安mgsin ，则b所受摩擦力为零， A 正确 ； 如果FFfb， 则对a、b系统， 所受的合力将沿斜面向下， 与题意中的运动状态不符， C 错误。 9解析：选 ACD 当导体棒第一次匀速运动时，沿导轨方向mgsin ；当导体 B2L2v R 棒第二次达到最大速度时， 沿导轨方向Fmgsin ， 即Fmgsin ， 此时拉力F的 2B2L2v R 功率PF2v2mgvsin ，A 正确，B
14、 错误；当导体棒的速度达到v/2 时，沿导轨方向 mgsin ma，解得agsin ，C 正确 ； 导体棒的速度达到 2v以后，拉力与重力 B2L2v 2R 1 2 的合力做功全部转化为R上产生的焦耳热，D 正确。 10解析：在探究中，会产生感应电流；在探究中，会产生感应电流；在探 究中，会产生感应电流。由以上可知，穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电 流的条件。 答案：(1) (2) (3) (4)穿过闭合回路的磁通量发生变化 11解析：(1)由法拉第电磁感应定律 EnnS6 V t B t 由串联电路的分压规律，可知 UMNE5.4 V R1R2 R1R2r (2)由串联电路的分压规律
15、，可知 U1E4 V R1 R1R2r 由公式P1.6 W U2 1 R1 答案：(1)5.4 V (2)1.6 W 12解析：(1)对于导体棒CD，所受安培力为F0BId 根据法拉第电磁感应定律有EBdv 在回路CDOM中，由闭合电路欧姆定律得 I E Rr 当vvm时，有FF0f 所以vm8 m/s FfRr B2d2 (2)当CD的速度为最大速度的一半时，EBdv m 2 回路中电流I E Rr CD所受安培力大小FBId 由牛顿第二定律得FFfma 可得a2.5 m/s2 答案：(1)8 m/s (2)2.5 m/s2 13解析：(1)R总Rr0.3 取金属棒为研究对象，由牛顿第二定律
16、得 agg BIL m EBLvBL R总m 当v0 时，加速度最大，为 amg2.5 m/s2，竖直向上。 EBL R总m (2)由(1)知棒向上做加速度逐渐减小的加速运动，当a0 时速度最大，以后以vm匀速 运动， 即g0 BLEBLvm R总m 故vm6 m/s BLEmgR总 B2L2 (3)电路中电流 I4 A EBLvm R总 PR P总 I2R I2Rrmgvm 8 15 (4)取棒为研究对象，由能量关系得 W安WGmv0 1 2 2 m WGmgs 故W安mvmgs2.36 J 1 2 2 m 答案：(1)2.5 m/s2，竖直向上 (2)6 m/s，竖直向上 (3) (4)2.36 J 8 15