2019届高考物理(人教版)第一轮复习课时作业章末质量检测9电磁感应-(1338)

1、.章末质量检测 (九)(时间： 60 分钟满分： 100 分 )一、选择题 (本题共 7 小题，每小题6 分，共 42 分。在每小题给出的四个选项中，第 15 题只有一项符合题目要求，第6 7 题有多项符合题目要求。)1. (2014 ·安徽卷， 20)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图 1 所示，一个半径为 r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场 B，环上套一带电荷量为 q 的小球。已知磁感应强度 B 随时间均匀增加，其变化率为 k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()图 11 222A 0 B.2rqk C 2

2、r qk D r qk2B 2解析 由法拉第电磁感应定律得：E·r ·，小球运动一圈，电krtt场力做的功为 WEq r2qk，选项 D 正确。答案 D2如图 2 所示，足够长的 U 形光滑金属导轨所在平面与水平面成角(090°)，其中 MN 与 PQ 平行且间距为 L，磁感应强度大小为 B 的匀强磁场方向垂直导轨所在平面斜向上，导轨电阻不计，金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，棒ab 接入电路的电阻为R，当流过棒 ab 某一横截面的电荷量为q 时，棒的速度大小为 v，则金属棒 ab 在此下滑过程中()- ·.图 2v2A

3、 运动的加速度大小为2LqRB下滑位移大小为BLC产生的焦耳热为qBLvB2L2vD 受到的最大安培力大小为RsinB2L2vB2L2v解析 由牛顿第二定律可知 mgsinR ma，有 a gsin ，可知金mR属棒做变加速直线运动，选项错；由 ·BLx得，位移·tAqI txtRRRqR12BL ，选项 B 对；由动能定理可知mgxsinQ 2mv ，把 x 代入式中得到 QmgqRsin 1 2B2L2v项 D答案3如图阻 Rt1是BL2mv，选项 C 错；当速度为v 时，所受安培力最大为R ，选错。B3 所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r ，电感 L 的电阻不计

4、，电的阻值大于灯泡D 的阻值。在 t 0 时刻闭合开关S，经过一段时间后，在 t时刻断开 S。下列表示 A、B 两点间电压 UAB 随时间 t 变化的图象中，正确的()- ·.图 3解析S 闭合时，由于电感L 有感抗，经过一段时间电流稳定时L 电阻不计，R外可见电路的外阻是从大变小的过程。由 U 外E 可知 U 外也是从大变小的外 rR过程，所以流从B经D答案BA 、C 错； t1 时刻断开 S，由于自感在L、R、D 构成的回路中，电流向 A，以后逐渐变小直到零，所以t1 时刻 UAB 反向， B 正确。t14如图 4 所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用、t

5、2 分别表示线框 ab 边和 cd 边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线 OO 平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO下方磁场区域足够大，不计空气的影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度 v 随时间 t 变化的规律()图 4- ·.解析线框在0t1 这段时间内做自由落体运动，vt 图象为过原点的倾斜直- ·.线， t2 之后线框完全进入磁场区域中，无感应电流，线框不受安培力，只受重力，线框做匀加速直线运动，vt 图象为倾斜直线。t1 t2 这段时间线框受到安培力作用，线框的运动类型只有三种，即可能为匀速直线运动、也可能为加速度逐

6、渐减小的加速直线运动，还可能为加速度逐渐减小的减速直线运动，而A选项中，线框做加速度逐渐增大的减速直线运动是不可能的，故不可能的vt图象为 A 选项中的图象。答案A5有一磁场方向竖直向下，磁感应强度B 随时间 t 的变化关系如图5 甲所示的匀强磁场。现有如图乙所示的直角三角形导线框abc 水平放置，放在匀强磁场中保持静止不动， t0 时刻，磁感应强度 B 的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流 i 顺时针方向为正、 竖直边 ab 所受安培力 F 的方向水平向左为正。 则下面关于 F 和 i 随时间 t 变化的图象正确的是()图 5- ·.解析0 3 s 时间内，磁感应强度随时间线性变化

7、，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定，回路中感应电流恒定，所以D 错误；同时由F BIL 知道，电流恒定，安培力与磁感应强度成正比，又由楞次定律判断出回路中感应电流的方向应为顺时针方向，即正方向，34 s 时间内，磁感应强度恒定，感应电动势等于零，感应电流为零，安培力等于零，B、 C 错误， A 正确。答案A6如图 6，倾角为 的斜面上放置着光滑导轨，金属棒KN 置于导轨上，在以ab和 cd 为边界的区域内存在磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上。在 cd 左侧的无磁场区域 cdPM 内有一半径很小的金属圆环 L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒 KN 在重力作用下从磁

8、场右边界 ab 处由静止开始向下运动后，则下列说法正确的是()图 6A 圆环 L 有收缩趋势B圆环 L 有扩张趋势- ·.C圆环内产生的感应电流变小D 圆环内产生的感应电流不变解析由于金属棒KN 在重力的作用下向下运动，则 KNMP 回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场，随着金属棒向下加速运动，圆环的磁通量将增加，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势2 2B l v以阻碍圆环磁通量的增加； 又由于金属棒向下运动的加速度 a gsin 减mR总小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。答案AC7(2014 ·北京海

9、淀区期末试题)如图 7 所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为 L，右端接有阻值为R 的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场。质量为m、电阻为 r 的导体棒 ab 与固定弹簧相连，放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度。给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知导体棒的电阻r 与定值电阻R 的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是()图 7A 导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左B导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U BLv012C导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能Ep2

10、mv0D 金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻R 上产生的12焦耳热 Q4mv0- ·.解析根据楞次定律，导体棒向右运动，感应电流的方向为a 到 b，再根据左手定则，导体棒受到的安培力方向水平向左，选项A 正确；导体棒开始运动的初始时刻，导体棒产生的感应电动势为BLv0，而导体棒两端的电压为路端电压，BLv R BLv1 200大小为 Rr 2，选项 B 错误；根据动能定理，W 安 W 弹 2mv0，所以 W1212弹< 2mv0，而 W 弹等于弹簧的弹性势能，故Ep< 2mv0，选项 C 错误；最终机械能12全部转化为电阻的内能，导体棒 r 和电阻 R

11、 产生的内能都是4mv0，选项 D 正确。答案AD二、非选择题 (本题共 3 小题，共 58 分 )8(16 分)如图 8 所示，一与水平面成37°角的倾斜导轨下半部分有足够长的一部分 (cd、ef 虚线之)处在垂直轨道平面的匀强磁场中，轨道下边缘与一高为h间0.2 m 光滑平台平滑连接，平台处在磁场外。轨道宽度L，轨道顶部连1 m接一阻值为R 1 的电阻， 现使一质量m0.3 kg、电阻为 r 0.2 的导体棒PQ 从距磁场上边界l 3 m 处自由下滑，导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，导体棒离开磁场前恰好达到匀速运动。导体棒离开平台后做平抛运动，落至水平面时的速度方向与水平

12、方向成53°角。不计一切摩擦，g 取 10 m/s2。图 8(1)求磁场的磁感应强度的大小；(2)PQ 从距磁场上边界l3 m 处自由下滑，请分析进入磁场后的运动情况，并求刚进入磁场时通过电阻R 的电流。解析(1)设导体棒离开磁场前恰好达到匀速运动时的速度为v1，由题意知离开- ·.v1。则根据平抛运动的特点：1 2vy平台的水平速度也为vygt，h2gt ，tan v1 。所以 v11.5 m/s导体棒离开磁场时满足：mgsin BIL ，又 E BLv1I E ，解得 B1.2 T。R r12(2)设导体棒进入磁场时的速度为v，则由机械能守恒定律得mglsin 37&#

13、176; mv2所以 v2glsin 37 6°m/sBLv这时通过 R 的电流为 I 6 A，而这时安培力FBI L7.2 NRr重力的分力mgsin 37° 1.8 N，因此导体棒进入磁场后先做加速度越来越小的减速运动，最终匀速运动，滑上平台后仍匀速运动，离开平台后做平抛运动。答案(1)1.2 T(2)见解析9 (20 分)如图 9，匀强磁场垂直铜环所在的平面，导体棒a 的一端固定在铜环的圆心 O 处，另一端紧贴铜环、可绕O 匀速转动。通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板 P、Q 连接成如图所示的电路， R1、 R2 是定值电阻。带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间 M

14、 点，被拉起到水平位置；合上开关 K ，无初速度释放小球，小球沿圆弧经过M 点正下方的N 点的另一侧。已知：磁感应强度为 B；a 的角速度大小为 ，长度为 l ，电阻为 r ；R1 R2 2r ，铜环电阻不计； P、Q 两板间距为 d；带电小球的质量为 m、电量为 q；重力加速度为 g。求：- ·.图 9(1)a 匀速转动的方向；(2)P、Q 间电场强度E 的大小；(3)小球通过 N 点时对细线拉力FT 的大小。解析(1)依题意，小球从水平位置释放后，能沿圆弧向下摆动，故小球受到电场力的方向水平向右，P 板带正电， Q 板带负电。由右手定则可知，导体棒a顺时针方向转动。(2)导体棒

15、a 转动切割磁感线，由法拉第电磁感应定律得电动势大小E0t 122Bl t 1 2t2BlE0由闭合电路欧姆定律得I R1R2r由欧姆定律可知，PQ 的电压为 UPQIR2UPQ故 PQ 间匀强电场的电场强度大小E d 2Bl联立，代入R1R22r，可得 E 5d 1(3)设细线长度为L，小球到达 N 点时速度为v，由动能定理可得mgLEqL 2mv2mv2又 FTmg L 2由得 FT3mg2Bql5d22Bl2Bql答案 (1)顺时针转动(2) 5d (3)3mg5d- ·.10(22 分)(2014 新·课标全国卷， 25)半径分别为 r 和 2r 的同心圆形导轨固定

16、在同一水平面内，一长为 r 、质量为 m 且质量分布均匀的直导体棒 AB 置于圆导轨上面， BA 的延长线通过圆导轨中心 O，装置的俯视图如图 10 所示。整个装- ·.置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在内圆导轨的C 点和外圆导轨的D 点之间接有一阻值为R 的电阻 (图中未画出 )。直导体棒在水平外力作用下以角速度绕 O 逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 ，导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小为 g。求图 10(1) 通过电阻 R 的感应电流的方向和大小；(2) 外力的功率。解析(1)在t 时间内，导体棒扫过的面积为：S 12t(2r)2 r2 B S根据法拉第电磁感应定律，导体棒产生的感应电动势大小为：Et 根据右手定则，感应电流的方向是从B 端流向 A 端，因此流过导体R 的电流方向是从 C 端流向 D 端；E由欧姆定律流过导体R 的电流满足： I R23Br联立可得：I 2R (2)在竖直方向有：mg2FN 0式中，由于质量分布均匀，内外圆导轨对