導(dǎo)與練2016屆高考物理(浙江專用)一輪課后鞏固訓(xùn)練：11描述運(yùn)動的基本概念 (51)(共18頁)

1、第九章檢測(jin c)試題(時(shí)間(shjin):60分鐘滿分:100分)【測控(c kn)導(dǎo)航】知識點(diǎn)題號1.法拉第電磁感應(yīng)定律12.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件23.楞次定律34.電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題75.自感56.電磁感應(yīng)中的電路問題6、97.電磁感應(yīng)中的能量問題88.電磁感應(yīng)中的圖象問題4、109.實(shí)驗(yàn)11、1210.綜合問題13、14、15一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題4分,共20分)1.(2013南京一模)一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖如圖所示,該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成,兩磁極相對于線圈平面對稱,線圈圓心為O點(diǎn).在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動的過程中,當(dāng)磁極與O點(diǎn)在同

2、一條直線上時(shí),穿過線圈的(B)A.磁通量最大,磁通量變化率最大B.磁通量最大,磁通量變化率最小C.磁通量最小,磁通量變化率最大D.磁通量最小,磁通量變化率最小解析(ji x):根據(jù)=BS可判定,B最大時(shí)線圈的磁通量最大,根據(jù)磁鐵(cti)的磁感線分布可判定,在圖示位置,勻速轉(zhuǎn)動的圓柱形磁鐵在線圈上的磁通量變化率是最小的,故選項(xiàng)A、C、D錯,選項(xiàng)B對.(1)掌握各種常見磁體的磁感線分布(fnb);(2)磁通量、磁通量變化率都是針對一個面說的;(3)畫示意圖進(jìn)行定性推理.2.(2013福州模擬)甲、乙兩個完全相同的銅環(huán)可繞固定軸OO旋轉(zhuǎn),當(dāng)它們以相同的角速度開始轉(zhuǎn)動后,由于阻力,經(jīng)相同的時(shí)間后便停

3、止,若將兩環(huán)置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同的勻強(qiáng)磁場中,乙環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場方向平行,甲環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直,如圖所示,當(dāng)甲、乙兩環(huán)同時(shí)以相同的角速度開始轉(zhuǎn)動后,則下列判斷中正確的是(A)A.甲環(huán)先停 B.乙環(huán)先停C.兩環(huán)同時(shí)停下D.無法判斷兩環(huán)停止的先后解析:兩環(huán)均在勻強(qiáng)磁場中以相同的角速度轉(zhuǎn)動,由圖可知:甲環(huán)的磁通量會發(fā)生變化,甲環(huán)的動能要轉(zhuǎn)化為電能,而乙環(huán)中磁通量無變化,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,故甲環(huán)先停下來.選項(xiàng)A正確.3.(2012江西九江一模)某磁場磁感線如圖所示,有一銅線圈自圖示A位置下落至B位置,在下落過程(guchng)中,自上往下看,線圈中感應(yīng)電流的方向是(C)A.始終(shzhng)順時(shí)

4、針B.始終(shzhng)逆時(shí)針C.先順時(shí)針再逆時(shí)針D.先逆時(shí)針再順時(shí)針解析:線圈由A位置下落至O位置的過程中,磁通量向上增加,由O位置下落至B位置的過程中,磁通量向上減小,根據(jù)楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流的方向(自上往下看)是先順時(shí)針再逆時(shí)針,選項(xiàng)C正確.4.(2012浙江省溫州市八校聯(lián)考)電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂器.如圖(甲)為電吉他的拾音器的原理圖,在金屬弦的下方放置有一個連接到放大器的螺線管.一條形磁鐵固定在管內(nèi),當(dāng)撥動金屬弦后,螺線管內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號轉(zhuǎn)為聲音信號.若由于金屬弦的振動,螺線管內(nèi)的磁通量隨時(shí)間的變化如圖(乙)所示,則對應(yīng)感應(yīng)電流的變化

5、為(B)解析:對應(yīng)(duyng)感應(yīng)電流為I=nRt,可見,感應(yīng)電流與磁通量的變化率有關(guān)(yugun),類比vt圖象斜率(xil)的物理意義,不難發(fā)現(xiàn),t圖線上各點(diǎn)處切線的斜率的絕對值表示感應(yīng)電流的大小,斜率的符號表示電流的方向,根據(jù)圖(乙),在0t0時(shí)間內(nèi),感應(yīng)電流I的大小先減小到零,然后再逐漸增大,電流的方向改變一次,據(jù)此可知,只有選項(xiàng)B正確.5.如圖所示的電路中,L為自感線圈,其直流電阻與電阻R相等,C為電容器,電源內(nèi)阻不可忽略,當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí),下列說法正確的是(B)A.A燈立即熄滅B.A燈突然閃亮一下再熄滅,d點(diǎn)電勢比c點(diǎn)高C.B燈無電流通過,不可能變亮D.B燈有電流通過,電

6、流方向由b到a解析:S閉合時(shí),通過L的電流和A燈的電流方向均向右,且IL大于IA;當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),自感線圈中將產(chǎn)生自感電動勢阻礙原來電流的減小,因此在由L、A、R組成的閉合電路中,有一股順時(shí)針方向的電流,且從IL開始逐漸減小,A燈突然閃亮一下再熄滅,d點(diǎn)電勢比c點(diǎn)高,選項(xiàng)A錯,B正確;當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),路端電壓變大,電源繼續(xù)給電容器充電,故B燈中有電流通過,方向從a到b,選項(xiàng)C、D錯.(1)斷電自感產(chǎn)生的電動勢是阻礙通過線圈L中的電流(dinli)減小;(2)斷電時(shí)燈泡閃亮的條件是斷電前通過線圈的電流大于通過燈泡的電流;(3)電容器充電過程中是有電流的.二、不定項(xiàng)選擇題(本題(bnt)共5小題,

7、每小題5分,共25分)6.(2013浙江省第二次五校聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量為m、邊長為L、回路電阻為R的正方形金屬框,用細(xì)線吊住,線的另一端跨過兩個定滑輪,掛著一個質(zhì)量為M(Mm)的砝碼,金屬框上方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場的下邊界與金屬框的上邊平行且相距一定距離.則在金屬框從開始運(yùn)動到整個框進(jìn)入(jnr)磁場的過程中,下列說法正確的是(BCD)A.細(xì)線對金屬框做的功等于金屬框增加的機(jī)械能B.細(xì)線對金屬框的拉力可能等于MgC.線框上的熱功率可能大于(M-m)2g2RB2L2D.系統(tǒng)的機(jī)械能損失可能小于(M-m)gL解析:對金屬框,由能量關(guān)系得,細(xì)線對金屬框做的功等于金屬框增加的機(jī)械能和線

8、框的電能,選項(xiàng)A錯誤;當(dāng)線框上邊進(jìn)入磁場后,受安培力向下,線框可能做加速、減速或勻速.當(dāng)勻速進(jìn)入時(shí),細(xì)線對金屬框的拉力等于Mg,所以選項(xiàng)B正確;當(dāng)線框勻速進(jìn)入時(shí),F安=Mg-mg,同時(shí)F安=B2L2vR,熱功率P=B2L2v2R=(M-m)2g2RB2L2,可知當(dāng)線框減速進(jìn)入時(shí),熱功率大于(M-m)2g2RB2L2,加速進(jìn)入時(shí)熱功率小于(M-m)2g2RB2L2,選項(xiàng)C正確;系統(tǒng)的機(jī)械能損失為發(fā)熱損失,當(dāng)線框勻速進(jìn)入時(shí),機(jī)械能損失為(M-m)gL,可知當(dāng)線框減速進(jìn)入時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能損失可能小于(M-m)gL,選項(xiàng)D正確.7.(2013海淀一模)光滑平行金屬導(dǎo)軌M、N水平放置,導(dǎo)軌上放一根與導(dǎo)軌垂

9、直的導(dǎo)體棒PQ.導(dǎo)軌左端與由電容為C的電容器、單刀雙擲開關(guān)和電動勢為E的電源組成的電路相連接,如圖所示.在導(dǎo)軌所在的空間存在方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出).先將開關(guān)接在位置a,使電容器充電并達(dá)到穩(wěn)定后,再將開關(guān)撥到位置b,導(dǎo)體棒將會在磁場的作用下開始向右運(yùn)動,設(shè)導(dǎo)軌足夠長,則以下說法(shuf)中正確的是(AD)A.空間存在的磁場方向(fngxing)垂直紙面向里B.導(dǎo)體(dot)棒向右做勻加速運(yùn)動C.當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動的速度達(dá)到最大值,電容器的電荷量為零D.導(dǎo)體棒運(yùn)動的過程中,通過導(dǎo)體棒的電荷量QCE解析:充電后電容器的上極板帶正電(zhngdin),將開關(guān)撥向位置b,PQ中的電流

10、方向是由PQ,由左手定則判斷可知,導(dǎo)軌所在處磁場的方向垂直紙面向里,選項(xiàng)A正確;隨著放電的進(jìn)行,導(dǎo)體棒速度增大(zn d),由于它所受的安培力大小與速度有關(guān),所以由牛頓第二定律可知導(dǎo)體棒不能做勻加速運(yùn)動,選項(xiàng)B錯誤;運(yùn)動的導(dǎo)體棒在磁場中切割磁感線,由右手定則判斷可知,感應(yīng)電動勢方向由QP,當(dāng)其大小等于(dngy)電容器兩極板間電勢差大小時(shí),導(dǎo)體棒速度最大,此時(shí)電容器的電荷量并不為零,故選項(xiàng)C錯誤;由以上分析可知,導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動到速度達(dá)到最大時(shí),電容器并沒有放電完畢,故通過導(dǎo)體棒的電荷量Q0).回路中滑動變阻器R的最大阻值為R0,滑動片P位于滑動變阻器中央(zhngyng),定值電阻R1=R0

11、、R2=R02.閉合開關(guān)S,電壓表的示數(shù)為U,不考慮虛線MN右側(cè)導(dǎo)體(dot)的感應(yīng)電動勢,則(AC)A.R2兩端的電壓為U7B.電容器的a極板帶正電C.滑動變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍D.正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動勢為kL2解析:根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn),虛線MN右側(cè)電路部分的總電阻R=R0+R02+R04=74R0.回路的總電流I=UR=4U7R0,由于R2=R02,所以通過R2的電流I2=I2=2U7R0,所以R2兩端電壓U2=I2R2=2U7R0R02=17U,選項(xiàng)A正確;根據(jù)楞次定律可知,回路中的電流為逆時(shí)針方向,即流過R2的電流方向向左,所以電容器b極板帶正電,選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)P=I

12、2R,滑動變阻器R的熱功率P=I2R02+(I2)2R02=58I2R0,電阻R2的熱功率P2=(I2)2R2=18I2R0=15P,選項(xiàng)C正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=t=BtS=kr2,選項(xiàng)D錯誤.10.如圖(甲)所示,正方形金屬框abcd放在絕緣的光滑水平面上,在垂直于bc邊的水平恒力F作用(zuyng)下由靜止開始滑行,滑行過程中穿過一段邊界與bc邊平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場.設(shè)金屬框在滑行過程中的速度為v,與此對應(yīng)的位移為x,那么v2x圖象如圖(乙)所示.已知金屬(jnsh)框的總電阻R=1.5 ,水平恒力F=0.5 N,勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向(min xi

13、n)里,則下列說法正確的是(BC)A.金屬框勻速運(yùn)動過程中感應(yīng)電流先為順時(shí)針方向后為逆時(shí)針方向B.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為1.0 TC.金屬框在穿過磁場的過程中產(chǎn)生的電能為0.5 JD.金屬框在磁場中磁通量的最大值為0.5 Wb解析:金屬框勻速通過磁場區(qū)域時(shí),磁通量先增加后減小,由楞次定律可知,感應(yīng)電流先為逆時(shí)針方向后為順時(shí)針方向,選項(xiàng)A錯誤.由v2x圖象可知,x1=0.9 m時(shí),bc邊剛進(jìn)入磁場,金屬框的速度v=3.0 m/s;金屬框在磁場中做勻速運(yùn)動,勻速運(yùn)動的位移x=x2-x1=1.0 m,所以金屬框的邊長L=d=12x=0.5 m;金屬框在磁場中受力平衡,B2L2vR=F,得出B

14、=1.0 T,選項(xiàng)B正確;金屬框在穿過磁場的過程中水平恒力F做的功就等于金屬框產(chǎn)生的電能,W=Fx=0.5 J,選項(xiàng)C正確;金屬框在磁場中磁通量的最大值為=BL2=0.25 Wb,選項(xiàng)D錯誤.三、實(shí)驗(yàn)(shyn)題(共14分)11.(8分)如圖為“研究(ynji)電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)(shyn)裝置.(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整.(2)如果在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)一下,那么合上開關(guān)后.A.將原線圈迅速插入副線圈時(shí),靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下B.將原線圈插入副線圈后,靈敏電流計(jì)指針一直偏在零點(diǎn)右側(cè)C.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下D

15、.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)一下解析:(1)應(yīng)將原線圈、滑動變阻器、電池、開關(guān)串聯(lián)(chunlin)在一起,副線圈與靈敏電流計(jì)串聯(lián)在一起,連線如圖.(2)開關(guān)閉合時(shí),原線圈電路(dinl)中電流增大,電流產(chǎn)生的磁場增強(qiáng),會使副線圈磁通量增加.將原線圈迅速插入副線圈時(shí),也會使副線圈磁通量增加,故靈敏電流計(jì)指針均會向右偏轉(zhuǎn)一下.滑動變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),電路中電阻變大,電流減小磁場減弱,穿過副線圈的磁通量減少,故靈敏電流計(jì)指針會向左偏轉(zhuǎn)一下.答案(d n):(1)見解析圖(2)AD12.(2013普陀區(qū)一模)(6分)在“研究回路中感應(yīng)電動勢大小與磁通

16、量變化快慢的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,得到E1/t圖線如圖所示.(1)觀察和分析該實(shí)驗(yàn)裝置可看出,在實(shí)驗(yàn)中,因磁鐵相對螺線管位置的變化都(選填“相同”或“不同”),從而實(shí)現(xiàn)了控制不變.(2)在得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之后,為了研究E與t的關(guān)系,可采用圖象處理數(shù)據(jù)的方法,在直角坐標(biāo)系中作E1/t的關(guān)系圖線,由圖象可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 .解析(ji x):(1)根據(jù)=BS確定(qudng)磁通量,根據(jù)=2-1確定磁通量變化量,只有磁鐵相對螺線管位置的變化都相同(xin tn),才會實(shí)現(xiàn)控制磁通量的變化量不變.(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nt,在線圈匝數(shù)和通過線圈的磁通量的變化量均不變的情況下,感應(yīng)電動勢E與1t成正比.

17、答案:(1)相同磁通量的變化量(2)在線圈匝數(shù)和通過線圈的磁通量的變化量均不變的情況下,感應(yīng)電動勢E與1/t成正比四、計(jì)算題(共41分)13. (2013上海盧灣區(qū)一模)(10分)如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌間的距離為0.4 m,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為=37,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面斜向上,兩根電阻值均為1 、質(zhì)量均為0.01 kg的金屬桿ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置,并與導(dǎo)軌接觸良好,桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.3,導(dǎo)軌的電阻可以忽略.(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=10 N/kg)(1)用外力(wil)將ab桿固定在導(dǎo)軌上,使cd桿以1 m/s的速度沿導(dǎo)

18、軌向上運(yùn)動(yndng), 求ab桿中電流的大小和方向.(2)撤去ab桿上的外力,為使ab桿能靜止在導(dǎo)軌上,必須使cd桿以多大的速率沿導(dǎo)軌向上(xingshng)運(yùn)動?解析:(1)cd桿運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Blv=0.50.41 V=0.2 V(1分)電路中的電流I=ER總=0.21+1 A=0.1 A,(1分)方向ab.(1分)(2)ab桿靜止,摩擦力沿導(dǎo)軌向上最大時(shí),安培力最小:mgsin =Ff+FAminFAmin= mgsin -Ff=0.10.6 N-0.30.10.8 N=0.036 N(1分)FAmin=BIminl=B2l2vminR總,可求出vmin=FAminR總B

19、2l2=0.03620.520.42 m/s=1.8 m/s(2分)摩擦力沿導(dǎo)軌向下最大時(shí),安培力最大:mgsin +Ff=FAmaxFAmax= mgsin +Ff=0.10.6 N+0.30.10.8 N=0.084 N.(1分)可求出vmax=FAmaxR總B2l2=0.08420.520.42 m/s=4.2 m/s.(2分)所以,為使ab桿能靜止在導(dǎo)軌上,cd桿沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動的速率范圍為1.84.2 m/s.(1分)答案(d n):(1)0.1 A方向(fngxing)ab(2)1.84.2 m/s14.(13分)如圖(甲)所示,M1M4、N1N4為平行(pngxng)放置的水平金屬

20、軌道,M4P、N4Q為相同半徑、平行放置的豎直半圓形金屬軌道,M4、N4為切點(diǎn),P、Q為半圓軌道的最高點(diǎn),軌道間距L=1.0 m,圓軌道半徑r=0.32 m,整個裝置左端接有阻值R=0.5 的定值電阻.M1M2N2N1、M3M4N4N3為等大的長方形區(qū)域、,兩區(qū)域?qū)挾?d=0.5 m,兩區(qū)域之間的距離s=1.0 m;區(qū)域內(nèi)分布著均勻的變化的磁場B1,變化規(guī)律如圖(乙)所示,規(guī)定豎直向上為B1的正方向;區(qū)域內(nèi)分布著勻強(qiáng)磁場B2,方向豎直向上.兩磁場間的軌道與導(dǎo)體棒CD間的動摩擦因數(shù)為=0.2,M3N3右側(cè)的直軌道及半圓形軌道均光滑.質(zhì)量m=0.1 kg,電阻R0=0.5 的導(dǎo)體棒CD在垂直于棒的

21、水平恒力F拉動下,從M2N2處由靜止開始運(yùn)動,到達(dá)M3N3處撤去恒力F,CD棒勻速地穿過勻強(qiáng)磁場區(qū),恰好通過半圓形軌道的最高點(diǎn)PQ處.若軌道電阻、空氣阻力不計(jì),運(yùn)動過程導(dǎo)體棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直,g取10 m/s2,求:(1)水平(shupng)恒力F的大小;(2)CD棒在直軌道上運(yùn)動過程(guchng)中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q;(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度(qingd)B2的大小.解析:(1)CD棒在PQ處,重力提供向心力,得mg=mvP2r(1分)設(shè)CD棒在勻強(qiáng)磁場B2區(qū)域內(nèi)速度為v,由機(jī)械能守恒得12mv2=mg2r+12mvP2 (1分)可得v=4 m/s (1分)CD棒在恒力F作用下,由

22、動能定理得Fs-mgs=12mv2 (2分)解得F=1.0 N. (1分)(2)棒在直軌道上運(yùn)動,感應(yīng)電動勢E1=t=B1Ldt=251.00.5 V=0.2 V (1分)感應(yīng)電流(gnyng din li)大小為I=E1R+R0=0.20.5+0.5 A=0.2 A (1分)產(chǎn)生(chnshng)感應(yīng)電流時(shí)間t1=2sv=0.5 s (1分)所以電阻(dinz)R上產(chǎn)生的熱量QR=I2Rt1=0.220.50.5 J=0.01 J. (1分)(3)由于CD棒穿過勻強(qiáng)磁場區(qū),此過程無感應(yīng)電流,設(shè)CD棒進(jìn)入M3N3界后的任一短時(shí)間t內(nèi),磁通量的改變量為0,得B2Lvt=B1tLdt (2分)解得:B2=0.05 T. (1分)答案:(1)1.0 N(2)0.01 J(3)0.05 T15.(2013浙江省臺州市調(diào)考試題)(18分)如圖所示,四條水平虛線等間距的分布在同一豎直面上,間距為h.在、兩區(qū)間分布著完全相同,方向水平向內(nèi)的磁場,磁場大小按Bt圖變化