《云南省2020屆高三物理 《電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用》單元測(cè)試 新人教版》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《云南省2020屆高三物理 《電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用》單元測(cè)試 新人教版(9頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、云南省新人教版物理2020屆高三單元測(cè)試28
《 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用》
(時(shí)間:90分鐘 滿分:100分)
一 、選擇題
1.如圖所示電路,兩根光滑金屬導(dǎo)軌,平行放置在傾角為θ的斜面上,導(dǎo)軌下端接有電阻R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),斜面處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電阻可略去不計(jì)的金屬棒ab質(zhì)量為m,受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F的作用,金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑,則它在下滑高度h的過程中,以下說法正確的是( )
A.作用在金屬棒上各力的合力做功為零
B.重力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的電能
C.金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱
D.金屬棒克服恒力F做的功等于電阻R上產(chǎn)生的
2、焦耳熱
【答案】選A、C.
【詳解】根據(jù)動(dòng)能定理,合力做的功等于動(dòng)能的增量,故A對(duì);重力做的功等于重力勢(shì)能的減少,重力做的功等于克服F所做的功與產(chǎn)生的電能之和,而克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱,所以B、D錯(cuò),C對(duì).
2.如圖甲所示,光滑導(dǎo)軌水平放置在與水平方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)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(jì),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a→b的方向?yàn)殡娏鞯恼较?水平向右的方向?yàn)橥饬Φ恼较?則在0~t1時(shí)間內(nèi),能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒
3、ab所受水平外力F隨時(shí)間t變化的圖象是( )
【答案】選D.
【詳解】由楞次定律可判定回路中的電流始終為b→a方向,由法拉第電磁感應(yīng)定律可判定回路電流大小恒定,故A、B錯(cuò);由F安=BIL可得F安隨B的變化而變化,在0~t0時(shí)間內(nèi),F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t0~t1時(shí)間內(nèi),F安方向改變,故外力F方向也改變?yōu)檎?綜上所述,D項(xiàng)正確.
3.粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面,其邊界與正方形線框的邊平行.現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng),如圖所示,則在移出過程中線框一邊a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差絕對(duì)值
4、最大的是( )
【答案】選B.
【詳解】本題中在磁場(chǎng)中的線框與速度垂直的邊為切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電源.四個(gè)選項(xiàng)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小均相等,回路電阻也相等,因此電路中的電流相等,B中ab兩點(diǎn)間電勢(shì)差為路端電壓,為倍的電動(dòng)勢(shì),而其他選項(xiàng)則為倍的電動(dòng)勢(shì).故B正確.
4.如圖所示,兩根水平放置的相互平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd,表面光滑,處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒PQ垂直于導(dǎo)軌放在上面,以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),欲使棒PQ停下來,下面的措施可行的是(導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),棒PQ有電阻)( )
A.在PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根同樣的金屬棒
B.在PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電阻
5、均比棒PQ大的金屬棒
C.將導(dǎo)軌的a、c兩端用導(dǎo)線連接起來
D.在導(dǎo)軌的a、c兩端用導(dǎo)線連接一個(gè)電容器
【答案】選C.
【詳解】在PQ棒右側(cè)放金屬棒時(shí),回路中會(huì)有感應(yīng)電流,使金屬棒加速,PQ棒減速,當(dāng)獲得共同速度時(shí),回路中感應(yīng)電流為零,兩棒都將勻速運(yùn)動(dòng),A、B項(xiàng)錯(cuò)誤.當(dāng)一端或兩端用導(dǎo)線連接時(shí),PQ的動(dòng)能將轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而最終靜止,C項(xiàng)正確.若在a、c兩端連接一個(gè)電容器,在電容器的充電過程中電路中有感應(yīng)電流,導(dǎo)體棒在安培力的作用下減速,當(dāng)導(dǎo)體棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩端的電壓相等時(shí),導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng).D項(xiàng)錯(cuò).
5.如圖所示,電阻為R,導(dǎo)線電阻均可忽略,ef是一電阻可不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體棒,質(zhì)量
6、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(gè)裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑一段時(shí)間后閉合開關(guān)S,則S閉合后( )
A.導(dǎo)體棒ef的加速度可能大于g
B.導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于g
C.導(dǎo)體棒ef最終速度隨S閉合時(shí)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)生的電能之和一定守恒
【答案】選A、D.
【詳解】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(shí)有一定的初速度v0,若此時(shí)F安>mg,則F安-mg=ma.若F安
7、平衡,故C錯(cuò)誤.根據(jù)能量守恒定律知,D正確.
6.如右圖所示,兩豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌相距0.2 m,其電阻不計(jì),處于水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T,導(dǎo)體棒ab與cd的電阻均為0.1 Ω,質(zhì)量均為0.01 kg.現(xiàn)用豎直向上的力拉ab棒,使之勻速向上運(yùn)動(dòng),此時(shí)cd棒恰好靜止,已知棒與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),g取10 m/s2,則( )
A.a(chǎn)b棒向上運(yùn)動(dòng)的速度為1 m/s
B.a(chǎn)b棒受到的拉力大小為0.2 N
C.在2 s時(shí)間內(nèi),拉力做功為0.4 J
D.在2 s時(shí)間內(nèi),ab棒上產(chǎn)生的焦耳熱為0.4 J
【答案】 B
【詳解】cd棒受到的安培力等于
8、它的重力,BL=mg,v==2 m/s,A錯(cuò)誤.a(chǎn)b棒受到向下的重力G和向下的安培力F,則ab棒受到的拉力FT=F+G=2mg=0.2 N,B正確.在2 s內(nèi)拉力做的功,W=FTvt=0.2×2×2 J=0.8 J,C不正確.在2 s內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=2Rt=0.2 J,D不正確.
7.如右圖所示,在光滑水平面上方,有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界,磁場(chǎng)范圍足夠大.一個(gè)邊長(zhǎng)為a,質(zhì)量為m,電阻為R的正方形金屬線框垂直磁場(chǎng)方向,以速度v從圖示位置向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)線框中心線AB運(yùn)動(dòng)到與PQ重合時(shí),線框的速度為,則( )
A.此
9、時(shí)線框中的電功率為4B2a2v2/R
B.此時(shí)線框的加速度為4B2a2v/(mR)
C.此過程通過線框截面的電荷量為Ba2/R
D.此過程回路產(chǎn)生的電能為0.75mv2
【答案】 C
【詳解】線框左右兩邊都切割磁感線則E總=2Ba·,P==,A錯(cuò)誤;線框中電流I==,兩邊受安培力F合=2·BIa=,故加速度a=,B錯(cuò)誤;由=,=.q=Δt得q=.從B點(diǎn)到Q點(diǎn)ΔΦ=Ba2,故C正確;而回路中產(chǎn)生的電能E=mv2-m2=mv2,故D錯(cuò)誤.
8.在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈,規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示,當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t做如圖乙變化時(shí),下
10、列選項(xiàng)中能正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E變化的是
( )
【答案】A
【詳解】由圖乙知0~1 s內(nèi)磁通量向上均勻增加,由楞次定律知電流方向?yàn)檎较蚯冶3植蛔儯?
3 s~5 s內(nèi)磁通量向下均勻減小,由楞次定律知電流方向?yàn)樨?fù)方向且保持不變.
由法拉第電磁感應(yīng)定律知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化率成正比,故3 s~5 s內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)是0~1 s內(nèi)電動(dòng)勢(shì)的.應(yīng)選A.
9.如圖所示,用鋁板制成U型框,將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框中,使整體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直于磁場(chǎng)方向向左以速度v勻速運(yùn)動(dòng),懸掛拉力為FT,
則
( )
A.懸線豎直,F(xiàn)T=mg
B.懸線豎直,F(xiàn)
11、T>mg
C.懸線豎直,F(xiàn)T
12、強(qiáng)磁場(chǎng)并開始計(jì)時(shí),若磁場(chǎng)的寬度為b(b>3a),在3t0時(shí)刻線框到達(dá)2位置,速度又為v0,并開始離開勻強(qiáng)磁場(chǎng).此過程中v-t圖象如圖(b)所示,則( )
A.t=0時(shí),線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為Bav0
B.在t0時(shí)刻線框的速度為v0-
C.線框完全離開磁場(chǎng)的瞬間位置3的速度一定比t0時(shí)刻線框的速度大
D.線框從1位置進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)位置3過程中線框中產(chǎn)生的電熱為2Fb
【答案】D
【詳解】t=0時(shí),線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為外電壓,為Bav0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;從t0時(shí)刻至3t0時(shí)刻線框做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度為,故在t0時(shí)刻的速度為v0-2at0=v0-,B項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)閠=0時(shí)
13、刻和t=3t0時(shí)刻線框的速度相等,進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)的過程中受力情況相同,故在位置3時(shí)的速度與t0時(shí)刻的速度相等,C項(xiàng)錯(cuò)誤;線框在位置1和位置2時(shí)的速度相等,根據(jù)動(dòng)能定理,外力做的功等于克服安培力做的功,即有Fb=Q,所以線框穿過磁場(chǎng)的整個(gè)過程中,產(chǎn)生的電熱為2Fb,D項(xiàng)正確.
二、非選擇題
11.如圖甲所示,兩根質(zhì)量均為0.1 kg完全相同的導(dǎo)體棒a、b,用絕緣輕桿相連置于由金屬導(dǎo)軌PQ、MN架設(shè)的斜面上.已知斜面傾角θ為53°,a、b導(dǎo)體棒的間距是PQ、MN導(dǎo)軌的間距的一半,導(dǎo)軌間分界線OO′以下有方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng).當(dāng)a、b導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑時(shí),其下滑速度v與時(shí)間的關(guān)系圖象如圖
14、乙所示.若a、b導(dǎo)體棒接入電路的電阻均為1 Ω,其他電阻不計(jì),取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,試求:
(1)PQ、MN導(dǎo)軌的間距d;
(2)a、b導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.
【答案】(1)1.2 m (2)0.083 (3)0.83 T
【詳解】(1)由圖乙可知導(dǎo)體棒b剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)a、b和輕桿所組成的系統(tǒng)做勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)體棒a進(jìn)入磁場(chǎng)后才再次做加速運(yùn)動(dòng),因而b棒勻速運(yùn)動(dòng)的位移即為a、b棒的間距,依題意可得:
d=2vt=2×3×(0.6-0.4)m=1.2 m
(2)設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)前導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的加速度為a,由圖乙得:
a==7.5 m/s2,因a、b一起運(yùn)動(dòng),故可看作一個(gè)整體,其受力分析如圖所示.由牛頓第二定律得:
2mgsin θ-μ2mgcos θ=2ma
解得:μ=(gsin θ-a)/(gcos θ)=(10×0.8-7.5)/(10×0.6)=0.5/6=0.083
(3)當(dāng)b導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),有:
2mgsin θ-μ2mgcos θ-BId=0
I=
聯(lián)立解得:B=0.83 T