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电磁感应第一轮高三物理单元测试题电磁感应第一轮高三物理单元测试题 十二十二 1 在电磁感应现象中 下列说法中正确的是 A 感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B 闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C 闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动 一定能产生感应电流 D 感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化 2 如图电路中 A1和 A2是完全相同的灯泡 线圈 L 的电阻可以忽略 正确的是 A 合上开关 S 接通电路时 A2先亮 A1后亮 最后一样亮 B 合上开关 S 接通电路时 A1和 A2始终一样亮 C 断开开关 S 切断电路时 A2立刻熄灭 A1过一会儿才熄灭 D 断开开关 S 切断电路时 A1和 A2都要过一会儿才熄灭 3 如图 12 2 所示 甲中有两条不平行轨道而乙中的两条 轨道是平行的 其余物理条件都相同 金属棒 MN 都正 在轨道上向右匀速平动 在棒运动的过程中 将观察到 A L1 L2小电珠都发光 只是亮度不同 B Ll L2都不发光 C L2发光 Ll不发光 D Ll发光 L2不发光 4 在研究电磁感应现象的实验中 采用了如图 12 3 所示的装 置 当滑动变 阻器 R 的滑片 P 不动时 甲 乙两个相同的电流表指针的位置如图所示 当滑 片 P 较快地向左滑动时 两表指针的偏转方向是 A 甲 乙两表指针都向左偏 B 甲 乙两表指针都向右偏 C 甲表指针向左偏 乙表指针向右偏 D 甲表指针向右偏 乙表指针向左 偏 5 如图 12 4 所示 在两平行光滑导体杆上 垂直放置两导体 ab cd 其电阻分别为 Rl R2 且 R1F2 Uab Uab B Fl F2 Uab Ucd C F1 F2 Uab Ucd D Fl F2 Uab Ucd 6 如图 12 5 所示 竖直放置的螺线管与导线 abcd 构成回路 导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的 匀强磁场 螺线管下方水平桌面上有一 导体圆环 导体 abcd 所围区域内磁场 的磁感应强度按图 12 6 中哪一图线所 表示的方式随时间变化时 导体圆环将 受到向上的磁场作用力 7 如图 16 11 所示 用铝板制成 形 框 将一质量为 m 的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方 让整个装置在垂直于 水平方向的匀强磁场中向左以速度 v 匀速运动 若悬线拉力为 T 则 A 悬线竖直 T mg B 悬线竖直 T mg C 适当选择 的大小 可使 T 0 D 因条件不足 T 与 mg 的大小关系无法确 定 8 如图 12 12 所示 相距为 d 的两水平虚线 Ll L2之间是方向水平向 里的匀强 磁场 磁感应强度为 B 正方形线圈 abcd 边长为 L L d 质量为 m 电阻为 R 将线圈在磁场上方高 h 处静止释放 ab 边刚进入磁场时速度为 0 ab 边刚离开 磁场时速度也为 0 在线圈全部穿过磁场过程中 A 感应电流所做的功为 mgd B 感应电流所做的功为 2mgd C 线圈的最小速度可能为 D 线圈的最小速度一定为 9 一个 100 匝的闭合圆形线圈 总电阻为 15 0 面积为 50cm2 放在匀强磁场中 22L B mgR 2dLhg 线圈平面跟磁感线方向垂直 匀强磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图 12 14 所示 设 t 0 时 B 的方向如图 12 13 所示 垂直于纸面向外 则线圈在 0 4 10 3s 内的平均感应电动势的大小是 在 2s 内线圈中产生的热量是 10 如图 12 15 所示 正方形线圈原来静止在匀强磁场中 ab 边与磁场的边界线重合 线圈面与磁场方向 垂直 第一次用时间 t 把线圈匀速向左从磁场中拉出 在此过程中外力做功 W1 通过导线横截 面被迁移的电荷量为 q1 第二次用时间 t 把线圈以 ab 边为轴匀速转过 90 离开磁场 外力做功 W2 线圈中 被迁移的电荷量为 q2 则 Wl W2 q1 q2 11 如图 12 16 所示 圆形线圈质量 m 0 1kg 电阻 R 0 8 半径 r 0 1m 此线圈放在绝缘光滑的水平面上 在 y 轴右侧有垂直于线圈平面 B 0 5T 的匀强磁场 若线圈以初动能 E0 5J 沿 x 轴方向进入磁场 运动一段时 间后 当线圈中产生的电能为 E 3J 时 线圈恰好有一半进人磁场 则此时磁场力的功率为 W 12 如图 12 17 所示 MN PQ 是两条水平放置的平行光滑导轨 其电阻可以忽略不计 轨道间距 l 0 60m 匀强磁场垂直于导轨平面向下 磁感应强度 B 1 0 10 2T 金属 杆 ab 垂直于导轨放置 与导轨接触良好 ab 杆在导轨间部分的电阻 r 1 0 在导轨的左端连接有电阻 Rl R2 阻值分别为 Rl 3 0 R2 6 0 ab 杆在外力作用下以 5 0m s 的速度向右匀速运 动 1 ab 杆哪端的电势高 2 求通过 ab 杆的电流 I 3 求电阻 R1上每分钟产生的热量 Q 13 如图 12 18 所示 在倾角为 30 的斜面上 固定两条无限长的平行光滑导轨 一个匀强磁场垂直于斜面 向上 磁感应强度 B 0 4T 导轨间距 L 0 5m 两根金属棒 ab cd 平行地放在导轨上 金属棒质量 mab 0 1kg mcd 0 2kg 两金属棒总电阻 r 0 2 导轨电阻不计 现使金属 棒 ab 以 1 5m s 的速度沿斜面向上匀速运动 求 1 金属棒 cd 的最大速度 2 在 cd 有最大速度时 作用在金属棒 ab 上的外力做功的功率 14 如图 12 19 所示 光滑平行金属导轨相距 30cm 电阻不计 ab 是电阻为 0 3 的金属棒 可沿导轨滑动 与导轨相连的平行金属板 A B 相距 6cm 电阻 R 为 0 1 全部装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中 当 ab 以速度 v 向右匀速运动时 一带电微粒在 A B 板间做半径 2cm 匀速圆周运动 速率也是 试求速率 的大小 15 10 分 如图 12 20 所示 质量为 100g 的铝框 用细线悬挂起来 框中央离地 面 h 为 0 8m 有一质量 200g 的磁铁以 10m s 的水平速度射入并穿过铝框 落在距铝框 原位置水平距离 3 6m 处 则在磁铁与铝框发生相互作用时 求 1 铝框向哪边偏斜 它能上升多高 2 在磁铁穿过铝框的整个过程中 框中产生了多少热量 16 10 分 如图 12 2l 导体棒 ab 质量 100g 用绝缘细线悬挂后 恰好与宽度为 50cm 的光滑水平导轨良好接触 导轨上还放有质量 200g 的另一导体棒 cd 整个装置处于 竖直向上的 B 0 2T 的匀强磁场中 现将 ab 棒拉起 0 8m 高后无初速释放 当 ab 第一次摆到最低点与导 轨瞬间接触后还能向左摆到 0 45m 高 试 1 cd 棒获得的速度大小 2 此瞬间通过 ab 棒的电荷量 3 此过程回路产生的焦耳热 十二 1 D 2 AD 3 D 4 D 5 B 6 A 7 A 8 BCD cd 边进入磁场时速度最小 若 cd 边还 未进入磁场时 安培力减至与重力相等 则最小速度满足 mg C 正确 从静止下落至 cd 边进入磁场过程 mg h L WA 从静止下落至 ab 边到达下边界 mg h d WA 而 mgh 由 得 min D 正确 从 ab 静止下落至 ab 边进入磁场过程 边从下边界离开磁场至 cd 完全离开磁场 与 ab 边进人至 cd 边完全进入磁场过程相同 正确 9 10 8 2 1 1 第一次线圈平动速度 根据能量转化与 守恒 被迁移的电荷量 第二次线圈转动的角速度 有效值 根 据能量转化与守恒 线圈匀速转过 90 时 磁通量的改变量 则被迁移的电荷量 11 0 5 由能量守恒 0 5W 12 1 a 端电势高 2 当 ab 杆匀速运动时 产生的感应电动势为 E Blv 3 0 10 2V Rl与 R2并联的总 电阻为 R并 根据闭合电路欧姆定律可知 通过 ab 杆的电流为 3 根据并联电路的分流关系可知 电阻 R1 所在支路的电流为 所以每分钟 R1上 产生的热量 22 22 lB mgR R lB 2 min 2 1 m 2 0 2 1 m 2 0 2 1 m 2dLhg admgdmLhmgWA 2 1 2 min 1 BmgdWmgdWA 2 2 总 J 7502 15 75 Q V 751050 104 3 0 3 0 100 t nJ750 V75 22 4 3 t E R Ba IBa t a 11 Rt aB RtIW 42 2 11 R Ba tIq 2 11 Rt Ba t Ba Ba t m 2 Im 22 2 22 2 Rt Ba mI 4 2 I 2 2 2 2 Rt aB RtIW 8 422 2 22 Rt Ba R I t Ba t Ba 22 2 Rt aB Rt aB WW R Ba t Iq 8 42242 21 2 2 1 1 8 22 21 2 R Ba R Ba qq R ULB BILP R Bl IBILFsmWmm 222 22 40 2 1 2 1 0 2 21 21 RR RR 3 2 21 2 1 I RR IR I A rR E I 2 100 1 并 J100 8Q 3 1 2 1 tRI 13 1 当 cd 速度最大时 其受力平衡 即 mcdgsin30 BIL 所以 I 5A 设此时 cd 的速度为 m且沿斜 面向下 则 所以 m 3 5m s 2 以 ab cd 为建体 作用在 ab 上的外力 F mab mcd gsin30 1 5N 其功率 P F 2 25W 14 解 设磁感应强度为 B 平行板 AB 间距为 d ab 杆的有效长度为 L 带电粒子质 量为 m 带电荷量为 q 带电粒子在 A B 板间能做匀速圆周运动 带电粒子做圆运动的半径 15 解磁铁在穿过铝框的过程中 使铝框中磁通量发生变化 产生感应电流 磁铁与铝框一发生了相互作 用 水平方向动量守恒 磁铁穿过铝框后做平抛运动 根据平抛的水平距离可得作用后磁铁的速度 1 因为 根据动量守恒定律 m1 1 m1 1 m2 2 铝框作用后获得的速度向右 则将向右偏斜 根据机械能守恒 2 根据能的转化与守恒定律 磁铁的动能一部分转化为电能 另一部分转化为铝框的动能 即 16 解 1 ab 棒下落过程中 切割磁感线 产生感应电动势 但没有感应电流 只有落到最低点时 接触导 轨与导轨 cd 棒组成闭合回路时才有感应电流产生 根据下落的高度与摆起的高度可求速度 ab 棒与导轨接触产生感应电流 磁场对 ab cd 以棒都有安培力作用 但 ab 与 cd 棒组成的系统合外力 为零 动量守恒 即 2 在 ab 棒与导轨接触的 t 这段时间内 安培力对 ab 棒的冲量 r BL I m BL BL R RE UUBLE ABab 4 1 1 0 3 01 0 总 4dg qBL mq d U Eqmg AB dg L dgBq qBL Bq m r 44 22 sm L dgr 4 0 3 0 02 0 1006 0 44 s g h t4 0 10 8 022 m s9 4 0 6 3 11 t s ts 2 222 2 1 mghm m s2 100 910 200 2 11 2 m m m2 0 102 2 2 22 2 g h 电 Wmmm 2 22 2 11 2 11 2 1 2 1 2 1 J7 121 0 2 1 92 0 2 1 102 0 2 1 2 1 2 1 2 1 2