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1、高考物理一輪專題: 第42講 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用
姓名:________ 班級:________ 成績:________
一、 單選題 (共9題;共18分)
1. (2分) (2019高二上曲陽月考) 如圖所示,勻強磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框,半圓直徑與磁場邊緣重合;磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里,磁感應(yīng)強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周,在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流.現(xiàn)使線框保持圖中所示位置,磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化.為了產(chǎn)生與線框運動過程中同樣大小的電流,磁感應(yīng)強度隨時間的變化
2、率 的大小應(yīng)為( )
A .
B .
C .
D .
2. (2分) 如圖所示,兩光滑圓形導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi),圓心均為 點,半徑分別為 , ,兩導(dǎo)軌通過導(dǎo)線與阻值 的電阻相連,一長為 的導(dǎo)體棒與兩圓形導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)體棒一端以 點為圓心,以角速度 順時針勻速轉(zhuǎn)動,兩圓形導(dǎo)軌所在區(qū)域存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小 的勻強磁場,不計導(dǎo)軌及導(dǎo)體棒的電阻,下列說法正確的是( )
A . 通過電阻的電流方向為由 到
B . 通過電阻的電流為2A
C . 導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為4V
D . 當 減小而其他條件不變時,通過電
3、阻的電流減小
3. (2分) (2017高二下池州期中) 用同樣的材料、不同粗細導(dǎo)線繞成兩個質(zhì)量面積均相同的正方形線圈Ⅰ和Ⅱ,使它們從離有理想界面的勻強磁場高度為h的地方同時自由下落,如圖所示.線圈平面與磁感線垂直,空氣阻力不計,則( )
A . 兩線圈同時落地,線圈發(fā)熱量相同
B . 細線圈先落到地,細線圈發(fā)熱量大
C . 粗線圈先落到地,粗線圈發(fā)熱量大
D . 兩線圈同時落地,細線圈發(fā)熱量大
4. (2分) (2019高二下廣州月考) 圖甲是法拉第于 年發(fā)明的人類歷史上第一臺發(fā)電機——圓盤發(fā)電機.圖乙為其示意圖,銅盤安裝在水平的銅軸上,磁感線垂直穿過銅盤;兩塊銅片
4、 、 分別與銅軸和銅盤邊緣接觸,勻速轉(zhuǎn)動銅盤,電阻 就有電流通過.則下列說法正確的是( )
A . 回路中恒定電流的大小與銅盤轉(zhuǎn)速無關(guān)
B . 回路中有大小和方向都作周期性變化的渦流
C . 回路中電流方向不變,從 經(jīng)導(dǎo)線流進電阻 ,再從 流向銅盤
D . 銅盤繞銅軸轉(zhuǎn)動時,沿半徑方向上的金屬“條”切割磁感線,產(chǎn)生電動勢
5. (2分) (2017高二下吳忠期中) 如圖所示,單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中,線框面積為S,電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動,下列說法正確的是( )
5、A . 轉(zhuǎn)過 時,線框中的電流方向為abcd
B . 線框中感應(yīng)電流的有效值為
C . 從中性面開始轉(zhuǎn)過 的過程中,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為
D . 線框轉(zhuǎn)一周的過程中,產(chǎn)生的熱量為
6. (2分) (2017高三上大連期末) 如圖所示,固定在水平桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌cd、eg處于方向豎直向下的勻強磁場中,金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好.在兩根導(dǎo)軌的端點d、e之間連接一電阻,其它部分電阻忽略不計.現(xiàn)用一水平向右的外力F1作用在金屬桿ab上,使金屬桿由靜止開始向右沿導(dǎo)軌滑動,滑動中桿ab始終垂直于導(dǎo)軌.金屬桿受到的安培力用Ff表示,則關(guān)于圖乙中F1與Ff隨時間t變化的關(guān)系圖象可能的是
6、( )
A .
B .
C .
D .
7. (2分) 在下圖所示的四種磁場情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是( )
A .
B .
C .
D .
8. (2分) (2017鎮(zhèn)江模擬) 如圖所示,將一鋁管豎立在水平桌面上,把一塊直徑比鋁管內(nèi)徑小一些的圓柱形的強磁鐵從鋁管上端由靜止釋放,強磁鐵在鋁管中始終與管壁不接觸.則強磁鐵在下落過程中( )
A . 若增加強磁鐵的磁性,可使其到達鋁管底部的速度變小
B . 鋁管對水平桌面的壓力一定逐漸變大
C . 強磁鐵落到鋁管底部的動能等于減少的重力勢能
D . 強磁鐵先加速后減速
9
7、. (2分) (2016高二上寧波期中) 如圖所示,兩條平行虛線之間存在勻強磁場,虛線間的距離為l,磁場方向垂直紙面向里,abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈,ad與bc間的距離也為l,t=0時刻,bc邊與磁場區(qū)域左邊界重合.現(xiàn)令線圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域,取沿a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正,則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線是( )
A .
B .
C .
D .
二、 多選題 (共4題;共12分)
10. (3分) (2018高二上湛江月考) 法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示.銅圓盤安裝在豎直的銅軸上
8、,兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸.圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中.圓盤旋轉(zhuǎn)時,關(guān)于流過電阻R的電流,下列說法正確的是( )
A . 若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定
B . 若從上向下看,圓盤順時針轉(zhuǎn)動,則電流沿a到b的方向流動
C . 若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化
D . 若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍
11. (3分) (2017高二上惠州期末) 電動機是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的設(shè)備.下列使用了電動機的電器是( )
A . 電風扇
B . 電飯鍋
C . 洗衣機
D .
9、 日光燈
12. (3分) (2019高三上哈爾濱期末) 如圖所示,兩根相距L=0.8m、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,一端與阻值R=0.3Ω的電阻相連,導(dǎo)軌x>0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的的穩(wěn)恒磁場,其方向與導(dǎo)軌平面垂直,變化率k=0.5T/m,x=0處磁場的磁感應(yīng)強度B0=0.5T.一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.1Ω的金屬棒置于導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.棒在外力作用下從x=0處以初速度v0=4m/s沿導(dǎo)軌向右運動,運動過程中電阻消耗的功率不變.則( )
A . 金屬棒從x=0運動到x=3m過程中安培力保持不變
B . 金屬棒從x=0運動到x=3m過程中速度一直減小
10、
C . 金屬棒從x=0運動到x=3m過程中安培力做功的大小為12J
D . 金屬棒從x=0運動到x=3m過程中外力的平均功率為5.6W
13. (3分) (2017高二上黑龍江期末) 如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為θ,導(dǎo)軌電阻不計,與阻值為R的定值電阻相連,勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強度為B.有一質(zhì)量為m長為l的導(dǎo)體棒從ab位置獲得平行于斜面的,大小為v的初速度向上運動,最遠到達a′b′的位置,滑行的距離為s,導(dǎo)體棒的電阻也為R,與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ.則( )
A . 上滑過程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為
B . 上滑過程中電流做功發(fā)出的熱量為 m
11、v2﹣mgs(sinθ+μcosθ)
C . 上滑過程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功為 mv2
D . 上滑過程中導(dǎo)體棒損失的機械能為 mv2﹣mgssinθ
三、 綜合題 (共6題;共80分)
14. (15分) (2017高三上玄武開學(xué)考) 如圖為俯視圖,虛線MN右側(cè)存在一個豎直向上磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,電阻為R,質(zhì)量為m,邊長為L的正方形單匝金屬線框abcd放在光滑水平面上,ab邊在磁場外側(cè)緊靠MN虛線邊界.當線框以初速度v0穿出磁場過程中,安培力對線框所做的功為W,求:
(1) 初速度v0時刻,線框中感應(yīng)電流I的大小和方向;
(2) 線框cd邊穿出磁場時的速度v;
12、
(3) 線框cd邊穿出磁場時的速度v;
(4) 線框穿出磁場一半過程中,通過線框截面的電量q.
(5) 線框穿出磁場一半過程中,通過線框截面的電量q.
15. (10分) (2018高二上武漢期末) 如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌PP′和QQ′之間距離為1m且足夠長,都處于同一水平面內(nèi),P和Q之間連接一電阻R=10Ω,整個裝置處于豎直向下的勻強磁場B=2T中.現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN,電路中導(dǎo)線和導(dǎo)體棒電阻不計,用一水平向右F=5N的力拉動導(dǎo)體棒MN從靜止開始運動,則
(1) 導(dǎo)體棒做何種運動?求最終的速度.
(2) 導(dǎo)體棒中的電流方向?(回答M→N還是N→M)
13、
(3) 當導(dǎo)體棒勻速運動時,棒中的電流大小是多少安?
(4) 導(dǎo)體棒做何種運動?求最終的速度.
16. (15分) (2019高三上浙江期末) 豎直平面內(nèi)存在有界的磁場如圖所示,磁場的上邊界MN和下邊界PQ與水平軸x平行,且間距均為4L;在y>0區(qū)域,磁場垂直紙面向里,y<0區(qū)域磁場垂直紙面向外;沿同一水平面內(nèi)磁感應(yīng)強度相同,沿豎直方向磁感應(yīng)強度滿足B=ky(k為已知常量,﹣4L≤y≤4L)?,F(xiàn)有一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形線圈abcd;t=0時,線圈在上邊框ab與磁場上邊界MN重合位置從靜止開始釋放,線圈下邊框cd到達x軸前已達到穩(wěn)定速度。不計空氣阻力,重力加速度為g
14、,試求
(1) 線圈下邊框cd達到x軸時的速度v;
(2) 線圈開始釋放到下邊框cd與x軸重合時經(jīng)過的時間t;
(3) 線圈開始釋放到線圈下邊框cd與磁場下邊界PQ重合的過程產(chǎn)生的焦耳熱Q。
17. (15分) (2019高二下天長期中) 如圖所示,線圈內(nèi)有理想邊界的磁場,當磁場以B=(2-2t)T的規(guī)律變化時,有一帶質(zhì)量為10-5kg的帶電的粒子靜置于平行板(兩板水平放置)電容器中間,設(shè)線圈的面積為0.1m2 . 則:
(1) 求線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小和方向(順時針或逆時針);
(2) 求線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小和方向(順時針或逆時針);
(3) 求
15、帶電粒子的電量.(重力加速度為g=10m/s2,電容器兩板間的距離為0.02m)
(4) 求帶電粒子的電量.(重力加速度為g=10m/s2,電容器兩板間的距離為0.02m)
18. (10分) (2019高二下南安月考) 在圖甲中,直角坐標系0xy的1、3象限內(nèi)有勻強磁場,第1象限內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小為2B , 第3象限內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小為B , 磁感應(yīng)強度的方向均垂直于紙面向里.現(xiàn)將半徑為R , 圓心角為900的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度 繞O點在紙面內(nèi)沿逆時針勻速轉(zhuǎn)動,導(dǎo)線框回路電阻為r.
(1) 求導(dǎo)線框中感應(yīng)電流最大值.
(2) 求導(dǎo)線框從圖示位置開始轉(zhuǎn)過900的過程
16、中通過導(dǎo)線框橫截面的電荷量.
(3) 求導(dǎo)線框從圖示位置開始轉(zhuǎn)過900的過程中通過導(dǎo)線框橫截面的電荷量.
(4) 求線框勻速轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的熱量.
(5) 求線框勻速轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的熱量.
19. (15分) (2019河北模擬) 如圖所示,MN、PQ兩平行光滑水平導(dǎo)軌分別與半徑r=0.5m的相同豎直半圓導(dǎo)軌在N、Q端平滑連接,M、P端連接定值電阻R,質(zhì)量M=2kg的cd絕緣桿垂直靜止在水平導(dǎo)軌上,在其右側(cè)至N、Q端的區(qū)域內(nèi)充滿豎直向上的勻強磁場?,F(xiàn)有質(zhì)量m=1kg的ab金屬桿以初速度v0=12m/s水平向右與cd絕緣桿發(fā)生正碰后,進入磁場并最終未滑出,cd絕緣桿則恰好能通過半圓導(dǎo)
17、軌最高點,不計其它電阻和摩擦,ab金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,取g=10m/s2 , 求:
(1) cd絕緣桿通過半圓導(dǎo)軌最高點時的速度大小v;
(2) cd絕緣桿通過半圓導(dǎo)軌最高點時的速度大小v;
(3) 電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。
(4) 電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。
第 14 頁 共 14 頁
參考答案
一、 單選題 (共9題;共18分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、答案:略
7-1、答案:略
8-1、
9-1、
二、 多選題 (共4題;共12分)
10-1、
11-1、答案:略
12-1、
13-1、
三、 綜合題 (共6題;共80分)
14-1、答案:略
14-2、答案:略
14-3、答案:略
14-4、答案:略
14-5、答案:略
15-1、答案:略
15-2、答案:略
15-3、答案:略
15-4、答案:略
16-1、答案:略
16-2、答案:略
16-3、答案:略
17-1、答案:略
17-2、答案:略
17-3、答案:略
17-4、
18-1、
18-2、
18-3、
18-4、
18-5、
19-1、答案:略
19-2、答案:略
19-3、答案:略
19-4、答案:略