2011高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章第3講《電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用》試題 新人教版

1、第九章 第三講 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1. 用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為0.2 m，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖1所示.當(dāng)磁場以10 T/s的變化率增強(qiáng)時，線框中a、b兩點間的電勢差是 ()A.Uab0.1 VB.Uab0.1 V 圖1C.Uab0.2 VD.Uab0.2 V解析：題中正方形線框的左半部分磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而在線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，把左半部分線框看成電源，其電動勢為E，內(nèi)電阻為，畫出等效電路如圖所示.則a、b兩點間的電勢差即為電源的路端電壓，設(shè)l是邊長，且依題意知10 T/s.由E得E10&

2、#215; V0.2 V所以UIR·R× V0.1 V，由于a點電勢低于b點電勢，故Uab0.1 V，即B選項正確.答案：B2. (2009·寧夏高考)如圖2所示，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心.環(huán)內(nèi)兩個圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強(qiáng)磁場，兩磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直.導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動，M端通過滑動觸點與圓環(huán)良好接觸.在圓心和圓環(huán)間連有電阻R.桿OM以勻角速度逆時針轉(zhuǎn)動，t0時恰好在圖示位置.規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向為正，圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計，則桿從t0開始轉(zhuǎn)動一周的過程中，電流隨t變化的圖象是圖3中的 ()

3、圖2圖3解析：依據(jù)右手定則，可知在0內(nèi)，電流方向為由M到O，在電阻R內(nèi)則是由b到a，為負(fù)值，且大小I為一定值；內(nèi)沒有感應(yīng)電流；內(nèi)電流的方向相反，即沿正方向；2內(nèi)沒有感應(yīng)電流，故C對.答案：C3. 如圖4所示，電阻為R，其他電阻均可忽略，ef是一電阻可不計的水平放置 的導(dǎo)體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab、cd保持良好接觸，又能沿框架無摩擦下滑，整個裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑經(jīng)一段時間后閉合開關(guān)S，則S閉合后 ()A.導(dǎo)體棒ef的加速度一定大于g 圖4B.導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于gC.導(dǎo)體棒ef最終速度隨S閉合時刻的不同而不同D.導(dǎo)體棒ef的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能

4、之和一定守恒解析：開關(guān)閉合前，導(dǎo)體棒只受重力而加速下滑.閉合開關(guān)時有一定的初速度v0，若此時F安>mg，則F安mgma.若F安<mg，則mgF安ma，F(xiàn)安不確定，A、B錯誤；無論閉合開關(guān)時初速度多大，導(dǎo)體棒最終的安培力和重力平衡，故C錯誤.根據(jù)能量守恒定律可知D正確.答案：D4. 如圖5所示是磁懸浮列車運行原理模型.兩根平行直導(dǎo)軌間距為L，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B1B2，方向相反，同時以速度v沿直導(dǎo)軌向右勻速運動.導(dǎo)軌上金屬框電阻為R，運動時受到的阻力為Ff.則金屬框運動的最大速度表達(dá)式為 ()圖5A.vm B.vmC.vm D.vm解析：當(dāng)金屬棒受到的安培力和阻力平衡時速度最大，根據(jù)EB

5、L(vvm)，I，F(xiàn)安BIL,2F安Ff，解得vm，故C正確.答案：C5. (2010·茂名聯(lián)考)如圖6a所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為m的單匝均勻正方形銅線框，邊長為a，在1位置以速度v0進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場并開始計時t0，若磁場的寬度為b(b>3a)，在3t0時刻線框到達(dá)2位置速度又為v0并開始離開勻強(qiáng)磁場.此過程vt圖象如圖b所示，則 ()圖6A.t0時，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為Bav0B.在t0時刻線框的速度為v0C.線框完全離開磁場的瞬間(位置3)的速度一定比t0時刻線框的速度大D.線框從進(jìn)入磁場(位置1)到完全離開磁場(位置3)的過程中產(chǎn)生的電熱為2

6、Fb解析：t0時，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為外電壓，為Bav0，A項錯誤；從t0時刻至3t0時刻線框做勻加速運動，加速度為，故在t0時刻的速度為v02at0v0，B項錯誤；因為t0時刻和t3t0時刻線框的速度相等，進(jìn)入磁場和穿出磁場的過程中受力情況相同，故在位置3時的速度與t0時刻的速度相等，C項錯誤；線框在位置1和位置3時的速度相等，根據(jù)動能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有FbQ，所以線框穿過磁場的整個過程中，產(chǎn)生的電熱為2Fb，D項正確.答案：D二、雙項選擇題(本題共5小題，共35分.在每小題給出的四個選項中，只有兩個選項正確，全部選對的得7分，只選一個且正確的得2分，有選錯或不

7、答的得0分)圖76. 兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻.將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，如圖7所示.除電阻R外其余電阻不計.現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則 ()A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB.金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為abC.金屬棒的速度為v時，所受的安培力大小為FD.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少解析：金屬棒剛釋放時，彈簧處于原長，此時彈力為零，又因此時速度為零，因此也不受安培力作用，金屬棒只受到重力作用，其加速度應(yīng)等于重力加速度，故A

8、 對；金屬棒向下運動時，由右手定則可知，在金屬棒上電流方向向右，則電阻等效為外電路，其電流方向為ba，故B錯；金屬棒速度為v時，安培力大小為FBIL，I，來由以上兩式得：F，故C對；金屬棒下落過程中，由能量守恒定律知，金屬棒減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能、金屬棒速度不為零時的動能以及電阻R上產(chǎn)生的熱量，因此D錯.答案：AC7.一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正.在磁場中有一細(xì)金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內(nèi)，如圖8甲所示.現(xiàn)令磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化，先按圖乙中所示的Oa圖線變化，后來又按圖線bc和cd變化.令E1、E2、E3分別表示這三段變化過程中感應(yīng)電動勢的大小，I1、I2、

9、I3分別表示對應(yīng)的感應(yīng)電流，則 ()圖8A.E1>E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B.E1<E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向C.E1<E2，I2沿順時針方向，I3沿逆時針方向D.E2E3，I2沿順時針方向，I3沿順時針方向解析：Oa段中，B為正，表示其方向向里，B逐漸增大，表示穿過線圈的磁通量增大，由楞次定律可知，I1沿逆時針方向；bc段中，磁場方向向里且穿過線圈的磁通量減小，因此I2沿順時針方向；cd段中，B為負(fù)值且增大，磁場方向向外，同樣由楞次定律可知I3為順時針方向.由Bt圖象可以看出，bc與cd為同一段直線，其斜率相同，即磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率相同，因此，

10、bc與cd段線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相同，即E2E3.比較Oa圖線與bd圖線，Oa線的斜率較小，反映出這段時間磁場變化較慢，即穿過線圈的磁通量變化慢，說明E1<E2.綜上所述，選項B、D正確.答案：BD8. 如圖9所示，固定在水平絕緣平面上足夠長的金屬導(dǎo)軌不計電阻，但表 面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個電阻R，質(zhì)量為m的金屬棒ab(電阻也不計)放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整個裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，用水平恒力F把a(bǔ)b棒從靜止起向右拉動的過程中()A.恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能 圖9B.恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能C.克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能D

11、.恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動能之和解析：在此運動過程中做功的力有拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和為棒ab動能的增加量，其中安培力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故選項C、D是正確.答案：CD9. (2010·揚(yáng)州模擬)如圖10甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在與水平方向夾角60°斜向下的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計，導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài).規(guī)定ab的方向為電流的正方向，水平向右的方向為外力的正方向，則在0t時間內(nèi)，圖11中能正確

12、反映流過導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時間t變化的圖象是 ()圖10解析：由楞次定律可判定回路中的電流始終為ba，由法拉第電磁感應(yīng)定律可判定回路電流大小恒定，故A錯B對；由F安BIL可得F安隨B的變化而變化，在0t0時間內(nèi)，F(xiàn)安方向向右，故外力F與F安等值反向，方向向左為負(fù)值；在t0t時間內(nèi)，F(xiàn)安方向改變，故外力F方向也改變?yōu)檎?綜上所述，D項正確.答案：BD10.(2010·梅州測試)如圖12所示，光滑曲線導(dǎo)軌足夠長，固定在絕緣斜 面上，勻強(qiáng)磁場B垂直斜面向上.一導(dǎo)體棒從某處以初速度v0沿導(dǎo)軌 面向上滑動，最后又向下滑回到原處.導(dǎo)軌底端接有電阻R，其余電阻不計.下

13、列說法正確的是 ()A.滑回到原處的速率小于初速度大小v0 圖12B.上滑所用的時間等于下滑所用的時間C.上滑過程與下滑過程通過電阻R的電荷量大小相等D.上滑過程通過某位置的加速度大小等于下滑過程中通過該位置的加速度大小解析：導(dǎo)體棒從某處以初速度v0沿導(dǎo)軌面向上滑動至向下滑回到原處的過程中，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電阻發(fā)熱的內(nèi)能，據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得滑回到原處的速度小于初速度大小v0，選項A正確；因為導(dǎo)體棒上滑和下滑過程中機(jī)械能不斷減小，所以上滑過程通過某位置的加速度大小與下滑過程中通過該位置的加速度大小不同，上滑所用的時間和下滑所用的時間不同，選項B、D錯誤；上滑過程與下滑過程通過電阻R的電荷

14、量大小相等，均為q，選項C正確.答案：AC三、非選擇題(本題共2小題，共30分)11. (14分)如圖13(a)所示，面積S0.2 m2的線圈，匝數(shù)n630匝，總電阻r1.0 ，線圈處在變化的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t按圖(b)所示規(guī)律變化，方向垂直線圈平面.圖(a)中的傳感器可看成一個純電阻R，并標(biāo)有“3 V，0.9 W”，滑動變阻器R0上標(biāo)有“10 ，1 A”.試回答下列問題：圖13(1)設(shè)磁場垂直于紙面向外為正方向，試判斷通過電流表的電流方向；(2)為了保證電路的安全，求電路中允許通過的最大電流；(3)若滑動變阻器觸頭置于最左端，為了保證電路的安全，圖(b)中的t0最小值是多少？解析：

15、(1)由楞次定律得，通過電流表的感應(yīng)電流的方向向右.(2)傳感器正常工作時的電阻R10 ，工作電流I0.3 A，由于滑動變阻器工作電流是1 A，所以電路允許通過的最大電流為I0.3 A.(3)滑動變阻器觸頭位于最左端時外電路的電阻為R外20 ，故電源電動勢的最大值EI(R外r)6.3 V.由法拉第電磁感應(yīng)定律E，解得t040 s.答案：(1)向右(2)0.3 A(3)40 s 12. (16分)如圖14甲所示，足夠長的金屬導(dǎo)軌MN和PQ與一阻值為R的電阻相連，平行 地放在水平桌面上，質(zhì)量為m的金屬桿ab可以無摩擦地沿導(dǎo)軌運動.導(dǎo)軌與ab桿的電 阻不計，導(dǎo)軌寬度為L.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直穿過整個導(dǎo)軌平面.現(xiàn)給金屬桿 ab一個初速度v0，使ab桿向右滑行.回答下列問題：圖14(1)簡述金屬桿ab的運動狀態(tài)，并在圖乙中大致作出金屬桿的vt圖象；(2)求出回路的最大電流值I