（浙江选考）2023版高考物理大一轮复习第九章电磁感应交变电流章末验收卷

PAGEPAGE1第九章电磁感应交变电流章末验收卷(九)(限时：45分钟)一、多项选择题1．如图1所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化．以下说法正确的选项是()图1A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变答案AD解析线框中的感应电动势为E＝eq\f(ΔB,Δt)S，设线框的电阻为R，那么线框中的电流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(ΔB,Δt)·eq\f(S,R)，因为B增大或减小时，eq\f(ΔB,Δt)可能减小，也可能增大，也可能不变．线框中的感应电动势的大小只和磁通量的变化率有关，和磁通量的变化量无关，应选项A、D正确．2．图2甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一只矩形金属线圈绕与磁场方向垂直Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，那么()图2A．t＝0时刻线圈平面与中性面平行B．每秒钟内电流方向改变100次C．灯泡两端的电压为22VD．0～0.01s时间内通过灯泡的电荷量为0答案AB解析从题图图象可以看出，从金属线圈旋转至中性面时开始计时，所以选项A正确；交变电动势的周期为2×10－2s，频率是50Hz，因一个周期内电流的方向改变两次，所以每秒钟内电流方向改变100次，选项B正确；灯泡两端的电压为U灯＝eq\f(U,R总)·R灯＝eq\f(\f(31.1,\r(2)),100)×90V≈19.8V，所以选项C错误；0～0.01s内磁通量的变化不为零，所以通过灯泡电荷量不为零，选项D错误．3．(2022·诸暨市期末)如图3所示，线圈放置在水平桌面上，S极向下的条形磁铁沿线圈轴线向桌面运动，此过程中，以下判断正确的选项是()图3A．穿过线圈的磁通量变大B．穿过线圈的磁通量变小C．从上向下看，线圈感应电流方向为顺时针D．从上向下看，线圈感应电流方向为逆时针答案AC4．如图4所示，一理想变压器原、副线圈接有两只电阻R1和R2，R1＝R2＝4Ω，原线圈匝数是副线圈匝数的5倍，当原线圈接在某正弦交变电源上时，变压器的输出功率是100W，那么()图4A．交流电源的输出功率等于100WB．交流电源的输出电流等于1AC．R2两端电压是R1两端电压的5倍D．原线圈所接电源电压是R2两端电压的5倍答案BC解析交流电源的输出功率等于变压器的输入功率和R1消耗的电功率之和，而变压器的输入功率等于输出功率，故交流电源的输出功率大于100W，选项A错误；由P2＝Ieq\o\al(,22)R2，得I2＝eq\r(\f(P2,R2))＝eq\r(\f(100W,4Ω))＝5A，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(1,5)×5A＝1A，选项B正确；R2两端的电压U2＝I2R2，R1两端的电压U1′＝I1R1，那么eq\f(U2,U1′)＝eq\f(I2,I1)＝5，选项C正确；设变压器原线圈两端的电压为U1，那么eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝5，电源电压U＝U1′＋U1>U1＝5U2，选项D错误．5．如图5所示，MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨．垂直导轨上放置一根长为l＝1m的金属棒ab，金属棒与导轨接触良好．N、Q端接理想变压器(原、副线圈匝数比为10∶1)的原线圈，输出端接理想交流电压表、额定电压为2.8V的电容器元件C和电阻R.在水平金属导轨之间加竖直向下的磁感应强度为B＝2eq\r(2)T的匀强磁场．现金属棒ab沿水平方向运动，其速度随时间变化的规律为v＝10sin100πt(m/s)(金属棒和导轨的电阻均不计)．那么()图5A．电压表的示数为2VB．电容器C将被击穿C．R中电流的频率为50HzD．通过原、副线圈的磁通量变化率之比为10∶1答案AC解析金属棒运动产生的感应电动势为e1＝Blv＝20eq\r(2)sin100πt(V)，那么U1＝20V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(10,1)得U2＝2V，选项A正确；U2max＝2eq\r(2)V≈2.83V，稍大于电容器的额定电压，最大电压大于其击穿电压电容器才会被击穿，选项B错误；由2πf＝100πrad/s得频率为f＝50Hz，选项C正确；通过原、副线圈的磁通量变化率之比为1∶1，选项D错误．6．如图6所示，边长为L、电阻不计的单匝正方形金属线框位于竖直平面内，连接的小灯泡额定功率为P，线框及小灯泡总质量为m在线框的下方有一匀强磁场区域，区域宽度为l磁感应强度方向与线框平面垂直其上下边界与线框底边均水平线框从图示位置开始静止下落穿越磁场的过程中小灯泡始终正常发光忽略灯泡大小对电路的影响那么()图6A．线框下边界刚进入磁场时感应电流的方向为d→c→b→a→dB．有界磁场宽度l＝LC．线框匀速穿越磁场，速度恒为eq\f(P,mg)D．线框穿越磁场的过程中，灯泡产生的焦耳热为mgL答案BC解析根据楞次定律，线框下边界刚进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a，A错误；线框穿越磁场过程中，小灯泡始终正常发光，说明ab或cd始终只有一条边处于磁场中，即线框边长等于磁场宽度，B正确；小灯泡始终正常发光说明电动势恒定，根据E＝BLv，那么线框速度恒定，又根据能量守恒，电功率等于重力做功的功率，即P＝mgv，v＝eq\f(P,mg)，C正确；线框穿越磁场过程中下落的高度为2L，所以灯泡产生的焦耳热等于重力做的功，为2mgL，D错误．二、实验题7．实验：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系(1)实验室中有以下器材：A．可拆变压器(铁芯、两个匝数的线圈)B．条形磁铁C．直流电源D．多用电表E．开关、导线假设干上述器材在本实验中不用的是________(填器材序号)，本实验中还需用到的器材有_______．(2)该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(选填“增大〞“减小〞或“不变〞)；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压__________(选填“增大〞“减小〞或“不变〞)，上述“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系〞中采用的实验方法是__________．答案(1)BC低压交流电源(2)增大减小控制变量法8．在“探究法拉第电磁感应现象〞的实验中，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关如图7所示局部连接．图7(1)请使用两根导线，将电路补充完整．(2)此实验中使用的电表是________．A．灵敏电流计 B．倍率适宜的欧姆表(3)正确选择电表和连接电路后，开始实验探究，以下说法正确的选项是________．A．开关闭合后，线圈A插入线圈B或从线圈B中拔出，都会引起电表指针偏转B．线圈A插入线圈B后，开关闭合和断开的瞬间电表指针均不会偏转C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表指针静止在中央零刻度D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电表指针才能偏转答案(1)如下图(2)A(3)A解析(1)线圈A、电池组、开关、滑动变阻器串联，构成闭合回路；线圈B、灵敏电流计串联构成闭合回路．(2)本实验要使用灵敏电流计来检测电路中是否有电流产生，选项A正确．(3)只要磁通量发生变化，电流计指针就会偏转，开关闭合，线圈A插入线圈B或者从线圈B中拔出，线圈A插入线圈B后闭合或者断开开关瞬间，都会让电流计指针偏转，选项A正确，B错误；开关闭合，滑动变阻器的滑片匀速滑动或者变速滑动，电流计指针都会偏转，选项C、D错误．三、计算题9．(2022·浙江理综·24)小明同学设计了一个“电磁天平〞，如图8甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L＝0.1m，竖直边长H＝0.3m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0T，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．(重力加速度取g＝10m/s2)图8(1)为使电磁天平的量程到达0.5kg，线圈的匝数N1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选N2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R＝10Ω.不接外电流，两臂平衡．如图乙所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d＝0.1m．当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率eq\f(ΔB,Δt).答案(1)25匝(2)0.1T/s解析(1)“电磁天平〞中的线圈受到安培力F＝N1B0IL由天平平衡可知：mg＝N1B0IL代入数据解得：N1＝25匝(2)由法拉第电磁感应定律得：E＝N2eq\f(ΔΦ,Δt)＝N2eq\f(ΔB,Δt)Ld由欧姆定律得：I′＝eq\f(E,R)线圈受到的安培力F′＝N2B0I′L由天平平衡可得：m′g＝N22B0eq\f(ΔB,Δt)·eq\f(dL2,R)代入数据可得eq\f(ΔB,Δt)＝0.1T/s.10．如图9所示，足够长的光滑水平直导轨的间距为l，电阻不计，垂直轨道平面有竖直向上的、磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置两根长度均为l的金属棒，a棒质量为m，电阻为R，b棒质量为2m，电阻为2R.现给a棒一个水平向右的初速度v0，a棒在以后的运动过程中没有与b图9(1)b棒开始运动的方向；(2)当a棒的速度减为eq\f(v0,2)时，b棒刚好碰到了障碍物，经过很短时间t0速度减为零(不反弹)，碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小；(3)b棒碰到障碍物后，a棒继续滑行的距离．答案(1)向右(2)eq\f(mv0,2t0)(3)eq\f(3mv0R,2B2l2)解析(1)根据楞次定律可知b棒向右运动(2)设b棒碰上障碍物瞬间的速度为v2，之前两棒组成的系统动量守恒，那么mv0＋0＝m·eq\f(v0,2)＋2m·v2解得v2＝eq\f(v0,4)b棒碰障碍物过程中，根据动量定理－F·t0＝0－2m·eq\f(v0,4)，解得F＝