（浙江選考）2023版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第九章電磁感應(yīng)交變電流章末驗(yàn)收卷

PAGEPAGE1第九章電磁感應(yīng)交變電流章末驗(yàn)收卷(九)(限時(shí)：45分鐘)一、多項(xiàng)選擇題1．如圖1所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化．以下說法正確的選項(xiàng)是()圖1A．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能減小B．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大C．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大D．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能不變答案AD解析線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝eq\f(ΔB,Δt)S，設(shè)線框的電阻為R，那么線框中的電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(ΔB,Δt)·eq\f(S,R)，因?yàn)锽增大或減小時(shí)，eq\f(ΔB,Δt)可能減小，也可能增大，也可能不變．線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小只和磁通量的變化率有關(guān)，和磁通量的變化量無關(guān)，應(yīng)選項(xiàng)A、D正確．2．圖2甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一只矩形金屬線圈繞與磁場(chǎng)方向垂直Ω，外接一只電阻為90Ω的燈泡，不計(jì)電路的其他電阻，那么()圖2A．t＝0時(shí)刻線圈平面與中性面平行B．每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次C．燈泡兩端的電壓為22VD．0～0.01s時(shí)間內(nèi)通過燈泡的電荷量為0答案AB解析從題圖圖象可以看出，從金屬線圈旋轉(zhuǎn)至中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，所以選項(xiàng)A正確；交變電動(dòng)勢(shì)的周期為2×10－2s，頻率是50Hz，因一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次，所以每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次，選項(xiàng)B正確；燈泡兩端的電壓為U燈＝eq\f(U,R總)·R燈＝eq\f(\f(31.1,\r(2)),100)×90V≈19.8V，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；0～0.01s內(nèi)磁通量的變化不為零，所以通過燈泡電荷量不為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．(2022·諸暨市期末)如圖3所示，線圈放置在水平桌面上，S極向下的條形磁鐵沿線圈軸線向桌面運(yùn)動(dòng)，此過程中，以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖3A．穿過線圈的磁通量變大B．穿過線圈的磁通量變小C．從上向下看，線圈感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針D．從上向下看，線圈感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針答案AC4．如圖4所示，一理想變壓器原、副線圈接有兩只電阻R1和R2，R1＝R2＝4Ω，原線圈匝數(shù)是副線圈匝數(shù)的5倍，當(dāng)原線圈接在某正弦交變電源上時(shí)，變壓器的輸出功率是100W，那么()圖4A．交流電源的輸出功率等于100WB．交流電源的輸出電流等于1AC．R2兩端電壓是R1兩端電壓的5倍D．原線圈所接電源電壓是R2兩端電壓的5倍答案BC解析交流電源的輸出功率等于變壓器的輸入功率和R1消耗的電功率之和，而變壓器的輸入功率等于輸出功率，故交流電源的輸出功率大于100W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由P2＝Ieq\o\al(,22)R2，得I2＝eq\r(\f(P2,R2))＝eq\r(\f(100W,4Ω))＝5A，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(1,5)×5A＝1A，選項(xiàng)B正確；R2兩端的電壓U2＝I2R2，R1兩端的電壓U1′＝I1R1，那么eq\f(U2,U1′)＝eq\f(I2,I1)＝5，選項(xiàng)C正確；設(shè)變壓器原線圈兩端的電壓為U1，那么eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝5，電源電壓U＝U1′＋U1>U1＝5U2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．如圖5所示，MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌．垂直導(dǎo)軌上放置一根長為l＝1m的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好．N、Q端接理想變壓器(原、副線圈匝數(shù)比為10∶1)的原線圈，輸出端接理想交流電壓表、額定電壓為2.8V的電容器元件C和電阻R.在水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2eq\r(2)T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)金屬棒ab沿水平方向運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間變化的規(guī)律為v＝10sin100πt(m/s)(金屬棒和導(dǎo)軌的電阻均不計(jì))．那么()圖5A．電壓表的示數(shù)為2VB．電容器C將被擊穿C．R中電流的頻率為50HzD．通過原、副線圈的磁通量變化率之比為10∶1答案AC解析金屬棒運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1＝Blv＝20eq\r(2)sin100πt(V)，那么U1＝20V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(10,1)得U2＝2V，選項(xiàng)A正確；U2max＝2eq\r(2)V≈2.83V，稍大于電容器的額定電壓，最大電壓大于其擊穿電壓電容器才會(huì)被擊穿，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由2πf＝100πrad/s得頻率為f＝50Hz，選項(xiàng)C正確；通過原、副線圈的磁通量變化率之比為1∶1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．如圖6所示，邊長為L、電阻不計(jì)的單匝正方形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，連接的小燈泡額定功率為P，線框及小燈泡總質(zhì)量為m在線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域?qū)挾葹閘磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與線框平面垂直其上下邊界與線框底邊均水平線框從圖示位置開始靜止下落穿越磁場(chǎng)的過程中小燈泡始終正常發(fā)光忽略燈泡大小對(duì)電路的影響那么()圖6A．線框下邊界剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→dB．有界磁場(chǎng)寬度l＝LC．線框勻速穿越磁場(chǎng)，速度恒為eq\f(P,mg)D．線框穿越磁場(chǎng)的過程中，燈泡產(chǎn)生的焦耳熱為mgL答案BC解析根據(jù)楞次定律，線框下邊界剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a，A錯(cuò)誤；線框穿越磁場(chǎng)過程中，小燈泡始終正常發(fā)光，說明ab或cd始終只有一條邊處于磁場(chǎng)中，即線框邊長等于磁場(chǎng)寬度，B正確；小燈泡始終正常發(fā)光說明電動(dòng)勢(shì)恒定，根據(jù)E＝BLv，那么線框速度恒定，又根據(jù)能量守恒，電功率等于重力做功的功率，即P＝mgv，v＝eq\f(P,mg)，C正確；線框穿越磁場(chǎng)過程中下落的高度為2L，所以燈泡產(chǎn)生的焦耳熱等于重力做的功，為2mgL，D錯(cuò)誤．二、實(shí)驗(yàn)題7．實(shí)驗(yàn)：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)室中有以下器材：A．可拆變壓器(鐵芯、兩個(gè)匝數(shù)的線圈)B．條形磁鐵C．直流電源D．多用電表E．開關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干上述器材在本實(shí)驗(yàn)中不用的是________(填器材序號(hào))，本實(shí)驗(yàn)中還需用到的器材有_______．(2)該學(xué)生繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓________(選填“增大〞“減小〞或“不變〞)；然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓__________(選填“增大〞“減小〞或“不變〞)，上述“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系〞中采用的實(shí)驗(yàn)方法是__________．答案(1)BC低壓交流電源(2)增大減小控制變量法8．在“探究法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象〞的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電表及開關(guān)如圖7所示局部連接．圖7(1)請(qǐng)使用兩根導(dǎo)線，將電路補(bǔ)充完整．(2)此實(shí)驗(yàn)中使用的電表是________．A．靈敏電流計(jì) B．倍率適宜的歐姆表(3)正確選擇電表和連接電路后，開始實(shí)驗(yàn)探究，以下說法正確的選項(xiàng)是________．A．開關(guān)閉合后，線圈A插入線圈B或從線圈B中拔出，都會(huì)引起電表指針偏轉(zhuǎn)B．線圈A插入線圈B后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電表指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C．開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)，會(huì)使電表指針靜止在中央零刻度D．開關(guān)閉合后，只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)，電表指針才能偏轉(zhuǎn)答案(1)如下圖(2)A(3)A解析(1)線圈A、電池組、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，構(gòu)成閉合回路；線圈B、靈敏電流計(jì)串聯(lián)構(gòu)成閉合回路．(2)本實(shí)驗(yàn)要使用靈敏電流計(jì)來檢測(cè)電路中是否有電流產(chǎn)生，選項(xiàng)A正確．(3)只要磁通量發(fā)生變化，電流計(jì)指針就會(huì)偏轉(zhuǎn)，開關(guān)閉合，線圈A插入線圈B或者從線圈B中拔出，線圈A插入線圈B后閉合或者斷開開關(guān)瞬間，都會(huì)讓電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；開關(guān)閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片勻速滑動(dòng)或者變速滑動(dòng)，電流計(jì)指針都會(huì)偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．三、計(jì)算題9．(2022·浙江理綜·24)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平〞，如圖8甲所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡．線圈的水平邊長L＝0.1m，豎直邊長H＝0.3m，匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝1.0T，方向垂直線圈平面向里．線圈中通有可在0～2.0A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤放上待測(cè)物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量．(重力加速度取g＝10m/s2)圖8(1)為使電磁天平的量程到達(dá)0.5kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少？(2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2＝100匝、形狀相同的線圈，總電阻R＝10Ω.不接外電流，兩臂平衡．如圖乙所示，保持B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪＝0.1m．當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01kg的物體時(shí)，天平平衡，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率eq\f(ΔB,Δt).答案(1)25匝(2)0.1T/s解析(1)“電磁天平〞中的線圈受到安培力F＝N1B0IL由天平平衡可知：mg＝N1B0IL代入數(shù)據(jù)解得：N1＝25匝(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝N2eq\f(ΔΦ,Δt)＝N2eq\f(ΔB,Δt)Ld由歐姆定律得：I′＝eq\f(E,R)線圈受到的安培力F′＝N2B0I′L由天平平衡可得：m′g＝N22B0eq\f(ΔB,Δt)·eq\f(dL2,R)代入數(shù)據(jù)可得eq\f(ΔB,Δt)＝0.1T/s.10．如圖9所示，足夠長的光滑水平直導(dǎo)軌的間距為l，電阻不計(jì)，垂直軌道平面有豎直向上的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌上相隔一定距離放置兩根長度均為l的金屬棒，a棒質(zhì)量為m，電阻為R，b棒質(zhì)量為2m，電阻為2R.現(xiàn)給a棒一個(gè)水平向右的初速度v0，a棒在以后的運(yùn)動(dòng)過程中沒有與b圖9(1)b棒開始運(yùn)動(dòng)的方向；(2)當(dāng)a棒的速度減為eq\f(v0,2)時(shí)，b棒剛好碰到了障礙物，經(jīng)過很短時(shí)間t0速度減為零(不反彈)，碰撞過程中障礙物對(duì)b棒的沖擊力大??；(3)b棒碰到障礙物后，a棒繼續(xù)滑行的距離．答案(1)向右(2)eq\f(mv0,2t0)(3)eq\f(3mv0R,2B2l2)解析(1)根據(jù)楞次定律可知b棒向右運(yùn)動(dòng)(2)設(shè)b棒碰上障礙物瞬間的速度為v2，之前兩棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，那么mv0＋0＝m·eq\f(v0,2)＋2m·v2解得v2＝eq\f(v0,4)b棒碰障礙物過程中，根據(jù)動(dòng)量定理－F·t0＝0－2m·eq\f(v0,4)，解得F＝