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文档简介

1、单元检测九电磁感应(时间:60分钟满分:100分)一、单项选择题(本题4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,选对的得6分,选错或不答的得0分)1(2012·上海浦东新区质检)如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是()2如图所示,用铝板制成U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,使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动,悬线拉力为T,则()A悬线竖直TmgB悬线竖直TmgC悬线竖直TmgD无法确定T的大小和方向3(2012·深圳模拟)如图所示,在x0的区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于

2、纸面向里。矩形线框abcd从t0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动,则线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图线是()4(2012·南京模拟)如图所示,ab为一金属杆,它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,可绕a点在纸面内转动;S为以a为圆心位于纸面内的金属环;在杆转动过程中,杆的b端与金属环保持良好接触;为电流表,其一端与金属环相连,一端与a点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图所示,则此时刻()A有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向右B有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向左C有电流通过电流表,方向由d向c,

3、作用于ab的安培力向右D无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零二、多项选择题(本题4小题,每小题8分,共32分。在每小题给出的四个选项中有多个选项正确,全选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错或不答的得0分)5如图(a)(b)所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯A的电阻,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则()A在电路(a)中,断开S,A将渐渐变暗B在电路(a)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗C在电路(b)中,断开S,A将渐渐变暗D在电路(b)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗6物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关

4、S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()A线圈接在了直流电源上B电源电压过低C所选线圈的匝数过少D所用套环的材料与老师的不同7如图所示,光滑的“”形金属导体框竖直放置,质量为m的金属棒MN与框架接触良好。磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反,但均垂直于框架平面,分别处在abcd和cdef区域。现从图示位置由静止释放金属棒MN,当金属棒进入磁场B1区域后,恰好做匀速运动。以下说法中正确

5、的是()A若B2B1,金属棒进入B2区域后将加速下滑B若B2B1,金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑C若B2B1,金属棒进入B2区域后将先加速后匀速下滑D若B2B1,金属棒进入B2区域后将先减速后匀速下滑8(2012·山东理综)如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g。下列选项

6、正确的是()AP=2mgvsin BP=3mgvsin C当导体棒速度达到时加速度大小为sin D在速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功三、非选择题(共44分)9(12分)如图所示,直角三角形导线框abc置于匀强磁场中,ab是一段长为L、电阻为R的均匀导线,ac和bc电阻不计,ac长度为L,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。现有一段长度为L,电阻为R的均匀导体杆MN架在导线框上,开始时紧靠ac,然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑动,滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触。当MN滑过的距离为L时,求导线ac中电流的大小和方向。10(14分)轻质细线吊着一质

7、量为m0.32 kg、边长为L0.8 m、匝数n10的正方形线圈,总电阻为r1 ,边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示,从t0开始经t0时间细线开始松弛,取g10 m/s2。求:(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势;(2)在前t0时间内线圈的电功率;(3)t0的值。11(18分)(2012·上海单科)如图,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计、质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为

8、L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0。以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为B。在t0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a。(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式;(2)经过多长时间拉力F达到最大值,拉力F的最大值为多少?(3)某过程中回路产生的焦耳热为Q,导轨克服摩擦力做功为W,求导轨动能的增加量。参考答案 1B解析:产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化,选项B符合要求。2A解析:设两板间的距离为L,由于向左运动过程中竖直板切割磁感线,产生动生电

9、动势,因右手定则判断下板电势高于上板电势,动生电动势大小EBLv,即带电小球处于电势差为BLv的电场中。所受电场力F电qqqvB。若设小球带正电,则电场力方向向上。同时小球所受洛伦兹力F洛qvB,方向由左手定则判断竖直向下,即F电F洛,故无论小球带什么电,怎样运动,Tmg,故选项A正确。3D解析:矩形线框在运动时,dc边切割磁感线,由右手定则可知:在线框中产生顺时针方向的电流(负),由速度公式和法拉第电磁感应定律可得:vat,EBLv,则It,则选项D正确,选项A、B、C错误。4A5AD解析:在(a)电路中,灯A和线圈L串联,它们的电流相同,断开S时,线圈上产生自感电动势,阻碍原电流的减小,但

10、流过灯A的电流仍逐渐减小,从而灯A只能渐渐变暗。在(b)电路中,电阻R和灯A串联,灯A的电阻大于线圈L的电阻,电流则小于线圈L中的电流,断开S时,电源不再给灯供电,而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小,通过R、A形成回路,灯A中电流突然变大,灯A变得更亮,然后渐渐变暗,故A、D正确。6BCD解析:当闭合S瞬间,线圈L内产生的磁场B及磁通量的变化率,随电压及线圈匝数增加而增大,如果套环是金属材料又闭合,由楞次定律可知,环内会产生感应电流I及磁场B,环会受到向上的安培力F,当Fmg时,环跳起,越大,环电阻越小,F越大。如果环越轻,跳起效果越好,所以选项B、C正确;如果套环换用电阻大密度大的材料,I减

11、小F减小,mg增大,套环可能无法跳起,选项D正确;如果使用交流电,S闭合后,套环受到的安培力大小及方向(上下)周期性变化,S闭合瞬间,F大小、方向都不确定,直流电效果会更好,选项A错误。7BCD解析:当金属棒MN进入磁场B1区域时,金属棒MN切割磁感线而使回路中产生感应电流,当金属棒MN恰好做匀速运动时,其重力和安培力平衡,即有mg。金属棒MN刚进入B2区域时,速度仍为v,若B2B1,则仍满足mg,金属棒MN仍保持匀速下滑,选项A错误,B正确;若B2B1,则金属棒MN刚进入B2区域时,mg,金属棒MN先加速运动,当速度增大到使安培力等于mg时,金属棒MN在B2区域内匀速下滑,故选项C正确;同理

12、可知选项D也正确。8AC解析:当导体棒以速度v匀速运动时,沿斜面方向有mgsin ;当导体棒以2v匀速运动时,沿斜面方向Fmgsin ,故Fmgsin ,此时拉力F的功率PF×2v2mgvsin ,选项A正确,B错误;当导体棒的速度达到时,沿斜面方向mgsin ma,解得:agsin ,选项C正确;导体棒的速度达到2v以后,拉力与重力的合力做的功等于R上产生的焦耳热,选项D错误。9答案:a流向c解析:MN滑过的距离为时,它与bc的接触点为P,等效电路图如图由几何关系可知MP长度为,MP中的感应电动势EBLvMP段的电阻rRMacP和MbP两电路的并联电阻为r并RR由欧姆定律,PM中的电流Iac中的电流IacI,解得Iac根据右手定则,MP中感应电流的方向由P流向M,所以电流Iac的方向由a流向c。10答案:(1)0.4 V(2)0.16 W(3)2 s解析:(1)由法拉第电磁感应定律得:Enn××210××2×0.5 V0.4 V。(2)I0.4 A,PI2r0.16 W。(3)分析线圈受力可知,当细线松弛时有:F安nImg,I2 T由图象知:10.5t0(T),解得:t02 s。11答案:(1)BLatI(2)Mamg(3)(WQ)解析:(1)感应电动势BLv导轨做初速为零的匀加速运动,

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