2018-2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時訓(xùn)練11 電磁感應(yīng).doc
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專題限時訓(xùn)練11 電磁感應(yīng) 時間:45分鐘 一、單項選擇題 1.利用所學(xué)物理知識,可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問題.IC卡內(nèi)部有一個由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路,公交車上的讀卡機(刷卡時“嘀”的響一聲的機器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波.刷卡時,IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流,給電容C充電,達到一定的電壓后,驅(qū)動卡內(nèi)芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸.下列說法正確的是( B ) A.IC卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池 B.僅當(dāng)讀卡機發(fā)射該特定頻率的電磁波時,IC卡才能有效工作 C.若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率,則線圈L中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 D.IC卡只能接收讀卡機發(fā)射的電磁波,而不能向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息 解析:IC卡工作所需要的能量來源于讀卡機,IC卡本身沒有能量,選項A錯誤;根據(jù)IC卡設(shè)計原理,只有讀卡機發(fā)射特定的電磁波時,IC卡才能有效工作,選項B正確;若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離特定頻率,根據(jù)電磁感應(yīng)的原理,線圈L中也會有感應(yīng)電流,但電容C不能達到一定的電壓,IC卡不能有效工作,選項C錯誤;IC卡可以向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息,否則讀卡機不能正常工作,選項D錯誤. 2.(2018福建質(zhì)檢)法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象.如圖所示,他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上,線圈A和電池連接,線圈B用導(dǎo)線連通,導(dǎo)線下面平行放置一個小磁針.實驗中可能觀察到的現(xiàn)象是( C ) A.用一節(jié)電池作電源小磁針不偏轉(zhuǎn),用十節(jié)電池作電源小磁針會偏轉(zhuǎn) B.線圈B匝數(shù)較少時小磁針不偏轉(zhuǎn),匝數(shù)足夠多時小磁針會偏轉(zhuǎn) C.線圈A和電池連接瞬間,小磁針會偏轉(zhuǎn) D.線圈A和電池斷開瞬間,小磁針不偏轉(zhuǎn) 解析:根據(jù)“磁生電”即電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件,只有線圈B中磁通量變化時才能在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此無論線圈B匝數(shù)多少,線圈A中電池多少,都不能在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項A、B錯誤;只有在線圈A和電池連接或斷開的瞬間,線圈B中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流產(chǎn)生磁場,使導(dǎo)線下面平行放置的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項C正確,D錯誤. 3.(2018濰坊聯(lián)考)兩個不可形變的正方形導(dǎo)體框a、b連成如圖所示的回路,并固定在豎直平面(紙面)內(nèi).導(dǎo)體框a內(nèi)固定一小圓環(huán)c,a與c在同一豎直面內(nèi),圓環(huán)c中通入如圖乙所示的電流(規(guī)定逆時針方向為電流的正方向),導(dǎo)體框b的MN邊處在垂直紙面向外的勻強磁場中,則MN邊在勻強磁場中受到的安培力( B ) A.0~1 s內(nèi),方向向下 B.1~3 s內(nèi),方向向下 C.3~5 s內(nèi),先逐漸減小后逐漸增大 D.第4 s末,大小為零 解析:根據(jù)it圖象可知,在0~6 s內(nèi)MN邊都有大小恒定的電流通過,由F=BIl可知,安培力的大小是恒定的,選項C、D均錯;0~1 s、3~5 s內(nèi)電流的方向由N→M;1~3 s、5~6 s內(nèi)電流的方向由M→N,對以上情況可用左手定則判斷出MN邊的安培力方向,0~1 s、3~5 s內(nèi)安培力方向向上,1~3 s、5~6 s內(nèi)安培力方向向下,故選項B正確、A錯誤. 4.某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象,自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路.檢查電路后,閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光;再斷開開關(guān)S,小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象.雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,他冥思苦想找不出原因,你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是( C ) A.電源的內(nèi)阻較大 B.小燈泡電阻偏大 C.線圈電阻偏大 D.線圈的自感系數(shù)較大 解析:從實物連接圖中可以看出,線圈L與小燈泡并聯(lián),斷開開關(guān)S時,小燈泡A中原來的電流立即消失,線圈L與小燈泡組成閉合回路,由于自感,線圈中的電流逐漸變小,使小燈泡中的電流變?yōu)榉聪蚯遗c線圈中電流相同.小燈泡未閃亮說明斷開S前,流過線圈的電流較小,原因可能是線圈電阻偏大,故選項C正確. 5.如圖,均勻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)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為( C ) A. B. C. D. 解析:線框勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1=B0rv=B0r=B0ωr2.當(dāng)磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2==S=πr2,要使兩次產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小相等,必須E1=E2,即B0ωr2=πr2,解得=,選項C正確,A、B、D錯誤. 6.(2018北京朝陽區(qū)模擬)物理課上,老師做了一個“電磁阻尼”實驗:如圖所示,彈簧上端固定,下端懸掛一個磁鐵,將磁鐵托起到某一高度后放開,磁鐵能上下振動較長時間后才停下來;如果在磁鐵下方放一個固定的鋁質(zhì)圓環(huán),使磁鐵上下振動時穿過它,磁鐵就會很快地停下來.某同學(xué)另找器材再次探究此實驗.他安裝好器材,經(jīng)反復(fù)實驗后發(fā)現(xiàn):磁鐵下方放置圓環(huán),并沒有對磁鐵的振動產(chǎn)生影響,對比老師演示的實驗,其原因可能是( D ) A.該同學(xué)所用彈簧的勁度系數(shù)太小 B.該同學(xué)所用磁鐵的質(zhì)量太小 C.該同學(xué)所用磁鐵的磁性太強 D.該同學(xué)所用圓環(huán)的材料與老師用的不同 解析:圓環(huán)沒有對磁鐵的振動產(chǎn)生影響,是由于沒有發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,因此原因只可能是該同學(xué)所用圓環(huán)的材料不是金屬,與老師用的材料不同,選項D正確. 二、多項選擇題 7.如圖所示,一不計電阻的導(dǎo)體圓環(huán),半徑為r、圓心在O點,過圓心放置一長度為2r、電阻為R的輻條,輻條與圓環(huán)接觸良好,現(xiàn)將此裝置放置于磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的有界勻強磁場中,磁場邊界恰與圓環(huán)直徑在同一直線上,現(xiàn)使輻條以角速度ω繞O點逆時針轉(zhuǎn)動,右側(cè)電路通過電刷與輻條中心和環(huán)的邊緣相接觸,R1=,S處于閉合狀態(tài),不計其他電阻,則下列判斷正確的是( AC ) A.通過R1的電流方向為自下而上 B.感應(yīng)電動勢大小為2Br2ω C.理想電壓表的示數(shù)為Br2ω D.理想電流表的示數(shù)為 解析:由右手定則可知輻條中心為電源的正極、圓環(huán)邊緣為電源的負極,因此通過R1的電流方向為自下而上,選項A正確;由題意可知,始終有長度為r的輻條在轉(zhuǎn)動切割磁場線,因此感應(yīng)電動勢大小為Br2ω,選項B錯誤;由圖可知,在磁場內(nèi)部的半根輻條相當(dāng)于電源,磁場外部的半根輻條與R1并聯(lián),因此理想電壓表的示數(shù)為Br2ω,選項C正確;理想電流表的示數(shù)為,選項D錯誤. 8.電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,磁體附近的金屬弦被磁化,因此弦振動時,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音.下列說法正確的有( BCD ) A.選用銅質(zhì)弦,電吉他仍能正常工作 B.取走磁體,電吉他將不能正常工作 C.增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢 D.弦振動過程中,線圈中的電流方向不斷變化 解析:按照題意,磁體附近的金屬弦被磁化,銅質(zhì)弦不具備這種“本領(lǐng)”,所以A項錯誤;取走磁體,導(dǎo)體不能切割磁感線,所以電吉他將不能正常工作,B項正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律判斷C項正確;弦振動過程中,靠近或遠離,由楞次定律知,線圈中的電流方向不斷變化,D項正確. 9.如圖,兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),其左端接有定值電阻R.Ox軸平行于金屬導(dǎo)軌,在0≤x≤4 m的空間區(qū)域內(nèi)存在著垂直導(dǎo)軌平面向下的磁場,磁感應(yīng)強度B隨坐標x(以m為單位)的分布規(guī)律為B=0.8-0.2x(T).金屬棒ab在外力作用下從x=0處沿導(dǎo)軌運動,金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻.設(shè)在金屬棒從x1=1 m經(jīng)x2=2 m到x3=3 m的過程中,R的電功率保持不變,則金屬棒( BCD ) A.在x1與x3處的電動勢之比為13 B.在x1與x3處受到磁場B的作用力大小之比為31 C.從x1到x2與從x2到x3的過程中通過R的電荷量之比為53 D.從x1到x2與從x2到x3的過程中R產(chǎn)生的焦耳熱之比為53 解析:由于金屬棒在運動過程中,R的電功率不變,則由P=I2R知電路中電流I不變,又根據(jù)E=IR知在x1與x3處電動勢相同,選項A錯誤;由題意知在x1、x2、x3處的磁感應(yīng)強度分別為0.6 T、0.4 T、0.2 T,設(shè)導(dǎo)軌間距為L,由F=BIL知金屬棒在x1與x3處受到磁場B的作用力大小之比為31,選項B正確;由E=,q=IΔt,得q=,如圖為B隨x變化的圖象,圖線與坐標軸所圍的面積與L的乘積表示回路磁通量的變化量ΔΦ,可知金屬棒從x1到x2與從x2到x3的過程中通過R的電荷量之比為53,選項C正確;根據(jù)Q=I2RΔt和q=IΔt可知金屬棒從x1到x2與從x2到x3的過程所用的時間之比為53,則R產(chǎn)生的焦耳熱之比為53,選項D正確. 10.兩根足夠長的光滑導(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)強度為B的勻強磁場垂直,如圖所示.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( AC ) A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g B.金屬棒向下運動時,流過電阻R的電流方向為a→b C.金屬棒的速度為v時,所受的安培力大小為F= D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量 解析:金屬棒剛釋放時,彈簧處于原長,彈力為零,又因此時速度為零,沒有感應(yīng)電流,金屬棒不受安培力作用,只受到重力作用,其加速度應(yīng)等于重力加速度,選項A正確;金屬棒向下運動時,由右手定則可知,流過電阻R的電流方向為b→a,選項B錯誤;金屬棒速度為v時,安培力大小為F=BIL,又I=,解得F=,選項C正確;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、金屬棒的動能(速度不為零時)以及電阻R上產(chǎn)生的熱量,選項D錯誤. 三、計算題 11.(2018上海閘北期末)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),一長為r、質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓形導(dǎo)軌上,BA的延長線過圓導(dǎo)軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示.整個裝置位于一磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中,方向垂直于導(dǎo)軌平面豎直向下.在內(nèi)、外圓導(dǎo)軌間對稱地接有三個阻值均為R的電阻.直導(dǎo)體棒在垂直作用于其中點的水平外力F作用下,以角速度ω繞O點順時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌電阻均可忽略.求: (1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢; (2)流過導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流; (3)外力F的大?。? 解析:(1)法1:Δt時間內(nèi)導(dǎo)體棒掃過的面積為 ΔS=(π4r2-πr2)= E感=== 法2:E感=BL=Br=Bωr2. (2)三個電阻為并聯(lián)關(guān)系,R總= I總===. (3)法1:外力F=BI總L=Br= 法2:F===. 答案:(1)Bωr2 (2) (3) 12.(2018山東青島市一模)如圖所示,兩平行光滑金屬導(dǎo)軌由兩部分組成,左面部分水平,右面部分為半徑r=0.5 m的豎直半圓,兩導(dǎo)軌間距離d=0.3 m,導(dǎo)軌水平部分處于豎直向上、磁感應(yīng)強度大小B=1 T的勻強磁場中,兩導(dǎo)軌電阻不計.有兩根長度均為d的金屬棒ab、cd,均垂直導(dǎo)軌置于水平導(dǎo)軌上,金屬棒ab、cd的質(zhì)量分別為m1=0.2 kg、m2=0.1 kg,電阻分別為R1=0.1 Ω、R2=0.2 Ω.現(xiàn)讓ab棒以v0=10 m/s的初速度開始水平向右運動,cd棒進入圓軌道后,恰好能通過軌道最高點PP′,cd棒進入圓軌道前兩棒未相碰,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)ab棒開始向右運動時cd棒的加速度a0; (2)cd棒剛進入半圓軌道時ab棒的速度大小v1; (3)cd棒進入半圓軌道前ab棒克服安培力做的功W. 解析:(1)ab棒開始向右運動時,設(shè)回路中電流為I,有E=Bdv0,I=,BId=m2a0,解得:a0=30 m/s2. (2)設(shè)cd棒剛進入半圓軌道時的速度為v2,系統(tǒng)動量守恒,有m1v0=m1v1+m2v2 m2v=m2g2r+m2v m2g=m2 解得:v1=7.5 m/s. (3)由動能定理得m1v-m1v=-W 解得:W=4.375 J. 答案:(1)30 m/s2 (2)7.5 m/s (3)4.375 J- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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