河北省唐山市丰南一中2012届高三物理一轮单元检测题（十二） 电磁感应

用心 爱心 专心1 河北省唐山市丰南一中河北省唐山市丰南一中 20122012 届高三物理一轮单元检测题届高三物理一轮单元检测题 十二十二 电电 磁磁 感感 应应 一 本题共 12 小题 每小题 3 分 共 36 分 在每小题给出的四个选项中 有的小题只有一 个正确选项 有的小题有多个正确选项 全部选对的得 3 分 选不全的得 2 分 有选错的或 不答的得 0 分 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 12 1 所示的电路中 A1和A2是完全相同的灯泡 线圈L的电阻 可以忽略 下列说法中正确的是 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 1931 年英国物理学家狄拉克从理论上预言 存在只有一个磁极 的粒子 即 磁单极子 1982 年 美国物理学家卡布莱设计了一 个寻找磁单极子的实验 他设想 如果一个只有N极的磁单极 子从上向下穿过如图 12 7 所示的超导线圈 那么 从上向下 看 超导线圈上将出现 A 先是逆时针方向的感应电动势 后是顺时针方向的感应电流 B 先是顺时针方向的感应电动势 后是逆时针方向的感应电流 C 顺时针方向持续流动的感应电流 D 逆时针方向持续流动的感应电流 8 如图 12 8 所示为地磁场磁感线的示意图 在北半球地磁场的竖直分量向下 飞机在我 国 上空匀速巡航 机翼保持水平 飞行高度不变 由于地磁场的作用 金属机翼上有电势 差 设飞行员左方机翼末端处的电势为 2 右方机翼末端处电势为 2 A 若飞机从西往东飞 l比 2高 B 若飞机从东往西飞 2比 1高 C 若飞机从南往北飞 l比 2高 D 若飞机从北往南飞 2比 l高 9 如图 12 9 光滑固定导轨M N水平放置 两根导体棒P Q平行放于导轨上 形成一 个闭合回路 当一条形磁铁从高处下落接近回路时 A P Q将互相靠拢 B P Q将互相远离 C 磁铁的加速度仍为 g D 磁铁的加速度小于 g 10 如图 12 10 A为水平放置的橡胶圆盘 在其侧面带有负电荷 Q 在A的正上方用丝线 悬挂一个金属环B 丝线未画出 使B的环面在水平面上与圆盘平行 其轴线与橡胶 用心 爱心 专心3 盘 A的轴线OO 重合 现在橡胶圆盘A由静止开始绕其轴线OO 按图中箭头方向加速转动 则 A 金属圆环B有扩大半径的趋势 丝线受到的拉力增大 B 金属圆环B有缩小半径的趋势 丝线受到的拉力减小 C 金属圆环B有扩大半径的趋势 丝线受到的拉力减小 D 金属圆环B有缩小半径的趋势 丝线受到的拉力增大 11 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 12 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 答 题 卡 题号 l23456789101l12 答案 二 填空题 3 5 15 13 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 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 22L B mgR 2dLhg 用心 爱心 专心4 14 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 15 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 三 本题共 5 小题 49 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 只写出 最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 16 9 分 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 17 10 分 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 用心 爱心 专心5 18 10 分 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 19 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 20 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 用心 爱心 专心6 1 D 2 AD 3 D 4 D 5 B 6 A 7 D 8 AC 9 AD 10 B 11 A 12 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 13 14 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 15 0 5 由能量守恒 0 5W 16 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 17 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 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 r BL I m 用心 爱心 专心7 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 18 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 19 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 20 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 BL BL R RE UUBLE