2016高考物理一轮章末定时练9 电磁感应.doc

章末定时练九(时间：60分钟)一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第79题有多项符合题目要求)1(2013漳州模拟)如图1所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是()图1A一起向左运动B一起向右运动Cab和cd相向运动，相互靠近Dab和cd相背运动，相互远离解析电流增强时，电流在abcd回路中产生的垂直向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据楞次定律推论，可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加，因此，两导体要相向运动，相互靠拢故C正确答案C2如图2所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离()图2解析铝框向左运动，是为了阻碍本身磁通量的增加，由楞次定律可知：带铁芯线圈产生的电流增加，其产生的磁场增强为使线圈产生的电流变大，由法拉第电磁感应定律可知：线框abcd中的磁场的逐渐增加，选项A正确，B、C、D错误答案A3如图3所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内力F做的功与安培力做的功的代数和等于()图3A棒的机械能增加量B棒的动能增加量C棒的重力势能增加量D电阻R上放出的热量解析棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力根据功能关系可知力F与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量，A选项正确答案A4(2013浙江卷，15)磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其Et关系如图4所示如果只将刷卡速度改为，线圈中的Et关系图可能是()图4解析当以不同速度刷卡时，磁卡的不同的磁化区经过线圈时，线圈内的磁通量的变化量是相同的，刷卡速度由v0变为时，完成相同磁通量变化的时间t变为原来的2倍，由En得线圈产生的感应电动势相应的都变为原来的，故D选项正确答案D5如图5所示，倾斜的平行导轨处在匀强磁场中，导轨上、下两边的电阻分别为R13 和R26 ，金属棒ab的电阻R34 ，其余电阻不计则金属棒ab沿着粗糙的导轨加速下滑的过程中()图5A安培力对金属棒做功等于金属棒机械能的减少量B重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量CR1和R2发热功率之比P1P212DR1、R2和R3产生的焦耳热之比Q1Q2Q3126解析由能量守恒定律，安培力对金属棒做功小于金属棒机械能的减少量，选项A错误；由动能定理可知，重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量，选项B正确；导轨上、下两边的电阻属于并联关系，两者电压相等，R1和R2发热功率之比P1P221，选项C错误；R1和R2并联等效电阻为2 ，ab中电流等于R1和R2二者中电流之和，金属棒ab的电阻R3产生的焦耳热是R1和R2并联等效电阻产生焦耳热的2倍，选项D错误答案B6如图6所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形abcd磁场区域，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是(规定电流从M经R到N为正方向，安培力向左为正方向)()图6解析导体棒运动时间t时切割磁感线产生的感应电动势大小EBlv2Bv2t，感应电流大小I，导体棒所受的安培力大小FBIl，由此可见，感应电流的大小I与时间t成正比，而安培力的大小F则与时间t是二次函数关系由楞次定律可知，导体棒在第一、二区域的磁场中运动时，产生的感应电流分别为从M经R到N和从N经R到M；由左手定则判断得出，导体棒在第一、二区域的磁场中运动时受到的安培力均为水平向左，只有A正确答案A7如图7所示，虚线矩形abcd为匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动如图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置，则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是()图7解析因为线框在进、出磁场时，线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，安培力阻碍线框运动，使线框的速度可能减为零，故A、D正确答案AD8如图8所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.则此过程()图8A杆的速度最大值为B流过电阻R的电荷量为C恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量解析当杆的速度达到最大时，安培力F安，杆受力平衡，故FmgF安0，所以v，选项A错；流过电阻R的电荷量为qIt，选项B对；根据动能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，选项C错、D对答案BD9在如图9甲所示的电路中，螺线管匝数n1 500匝，横截面积S20 cm2.螺线管导线电阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化则下列说法中正确的是()图9A螺线管中产生的感应电动势为1 VB闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5102 WC电路中的电流稳定后电容器下极板带正电DS断开后，流经R2的电量为1.8105 C解析根据法拉第电磁感应定律EnS求出E1.2 V，选项A错；根据电路欧姆定律I0.12 A，根据PI2R1，求出P5.76102 W，选项B错；由楞次定律得选项C对；S断开后，流经R2的电荷量即为S闭合时C板上所带的电荷量Q，电容器两端的电压UIR20.6 V，流经R2的电量QCU1.8105 C，选项D对答案CD二、非选择题10如图10甲所示，一边长L2.5 m、质量m0.5 kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B0.8 T的匀强磁场中，金属线框的一边与磁场的边界MN重合在水平力F作用下金属线框由静止开始向左运动，经过5 s金属线框被拉出磁场，测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示图10(1)在金属线框被拉出的过程中，求通过线框截面的电荷量及线框的电阻；(2)写出水平力F随时间变化的表达式；(3)已知在这5 s内力F做功1.92 J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？解析(1)根据qt，由It图象得：q1.25 C又根据，得R4 .(2)由电流图象可知，感应电流随时间变化的规律：I0.1t由感应电流I，可得金属线框的速度随时间也是线性变化的，v0.2t线框做匀加速直线运动，加速度a0.2 m/s2线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动，FFAma所以水平力F随时间变化的表达式为F(0.2t0.1) N.(3)当t5 s时，线框从磁场中拉出时的速度v5at1 m/s，线框中产生的焦耳热为QWmv521.67 J.答案(1)1.25 C4 (2)F(0.2t0.1) N(3)1.67 J11(2013常州水平检测)如图11所示，水平的平行虚线间距为d，其间有磁感应强度为B的匀强磁场一个长方形线圈的边长分别为L1、L2，且L2d，线圈质量m，电阻为R.现将线圈由其下边缘离磁场的距离为h处静止释放，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等求：图11 (1)线圈刚进入磁场时的感应电流的大小；(2)线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场(图中两虚线框所示位置)的过程做何种运动，求出该过程最小速度v；(3)线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总解析(1)mghmv02，v0，EBL1v0，I(2)先做加速度减小的减速运动，后做加速度为g的匀加速运动，3位置时线圈速度最小，而3位置到4位置线圈是自由落体运动，因此有v02v22g(dL2)，得v(3)由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同由能量守恒Qmgd由对称性可知：Q总2Q2mgd答案(1)(2)先做加速度减小的减速运动，后做加速度为g的匀加速运动(3)2mgd12如图12所示，倾角为30、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L10.4 m，B15 T的匀强磁场垂直导轨平面向上一质量m1.6 kg的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，其电阻r1 .金属导轨上端连接右侧电路，R11 ，R21.5 .R2两端通过细导线连接质量M0.6 kg的正方形金属框cdef，正方形边长L20.2 m，每条边电阻r0为1 ，金属框处在一方向垂直纸面向里、B23 T的匀强磁场中现将金属棒由静止释放，不计其他电阻及滑轮摩擦，g取10 m/s2.图12(1)若将电键S断开，求棒下滑过程中的最大速度；(2)若电键S闭合，每根细导线能承受的最大拉力为3.6 N，求细导线刚好被拉断时棒的速度；(3)若电键S闭合后，从棒释放到细导线被拉断的过程中，棒上产生的电热为2 J，求此过程中棒下滑的高度(结果保留一位有效数字)解析(1)棒下滑过程中，沿导轨的合力为0时，速度最大，mgsin F安0，F安B1IL1，I，EB1L1vmax代入数据解得：vmax7 m/s(2)闭合S后，设细导线刚断开时，通过金属框ef边电流为I，则通过cd边的电流为3I则：2TMgB2IL23B2IL20解