2019届物理复习 第十章 电磁感应45分钟章末检测卷

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE1学必求其心得，业必贵于专精第十章45分钟章末检测卷满分100分一、选择题（1~5题只有一项符合题目要求，6~8题有多项符合题目要求,每小题6分，共48分)1．一匀强磁场的边界是MN,MN左侧是无场区，右侧是匀强磁场区域，如图甲所示,现有一个金属线框以恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域．线框中的电流随时间变化的I－t图象如图乙所示．则可能的线框是如图丙所示中的（）解析:从乙图看到，电流先均匀增加后均匀减小，而线圈进入磁场是匀速运动，所以有效长度是均匀增加的,所以D项正确，B项排除的原因是中间有段时间电流恒定不变．答案：D2．美国《大众科学》月刊网站报道,美国明尼苏达大学的研究人员发现：一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能．具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示．A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径．现对A进行加热,则（）A．B中将产生逆时针方向的电流B．B中将产生顺时针方向的电流C．B线圈有收缩的趋势D．B线圈有扩张的趋势解析:合金材料加热后,合金材料成为强磁体,通过线圈B的磁通量增大，由于线圈B内有两个方向的磁场,由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的增加，C错误、D正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，A、B错误．答案：D3．（2018·肇庆市高中毕业班模拟考试)如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R，导体棒ab长为l且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒ab向右匀速运动，下列说法正确的是（)A．导体棒ab两端的感应电动势越来越小B．导体棒ab中的感应电流方向是a→bC．导体棒ab所受安培力方向水平向右D．导体棒ab所受合力做功为零解析：由于导体棒匀速运动，磁感应强度及长度不变，由E＝BLv可知,运动中感应电动势不变；由楞次定律可知，导体棒中的电流方向由b指向a；由左手定则可知，导体棒所受安培力方向水平向左；由于匀速运动，棒的动能未变，由动能定理可知,合力做的功等于零．选项A、B、C错误，D正确．答案：D4．如图甲所示，一根电阻R＝4Ω的导线绕成半径d＝2m的圆，在圆内部分区域存在变化的匀强磁场，中间S形虚线是两个直径均为d的半圆,磁感应强度随时间变化如图乙所示（磁场垂直于纸面向外为正，电流逆时针方向为正），关于圆环中的感应电流—时间图象，下列选项中正确的是()解析：0~1s，感应电动势为E1＝eq\f(ΔB，Δt)S＝eq\f(2，1）×eq\f（πd2，2）(V)＝4π(V），由欧姆定律可知感应电流大小为I1＝eq\f(E1，R)＝eq\f(4π,4)（A）＝π(A),由楞次定律知,感应电流为顺时针方向，为负方向，结合选项知C正确．答案：C5．在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路(线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略）,关于这个实验下面说法中正确的是()A．闭合开关的瞬间，A、B一起亮,然后A熄灭B．闭合开关的瞬间，B比A先亮，然后B逐渐变暗C．闭合开关,待电路稳定后断开开关，B逐渐变暗，A闪亮一下然后逐渐变暗D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，A、B灯中的电流方向均为从左向右解析：闭合开关的瞬间，线圈中产生很大的自感电动势，阻碍电流的通过,故B立即亮,A逐渐变亮．随着A中的电流逐渐变大，流过电源的电流也逐渐变大，路端电压逐渐变小，故B逐渐变暗，A错误、B正确；电路稳定后断开开关，线圈相当于电源，对A、B供电，回路中的电流在原来通过A的电流的基础上逐渐变小，故A逐渐变暗，B闪亮一下然后逐渐变暗，C错误；断开开关后，线圈中的自感电流从左向右，A灯中电流从左向右，B灯中电流从右向左,故D错误．答案:B6．(2018·长沙模拟)磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年．如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环．将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则(）A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流;当稳定后，感应电流消失B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后,感应电流仍存在C．若A的N极朝上,B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看)D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向(从上往下看)解析:在B放入磁场的过程中，穿过B的磁通量增加，B中将产生感应电流，因为B是超导体,没有电阻，所以感应电流不会消失，故A错误、B正确；若A的N极朝上，在B放入磁场的过程中，磁通量增加，根据楞次定律可判断B中感应电流的方向为顺时针，C正确、D错误．答案：BC7．(2018·山东省实验中学一诊）匀强磁场中有一细金属圆环,圆环平面位于纸面内，如图甲所示．磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．用I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示金属环产生对应感应电流时其中很小段受到的安培力．则()A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B．I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向C．F1方向指向圆心,F2方向指向圆心D．F2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心解析：由题图可知，在Oa段磁场方向垂直于纸面向里，穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I1沿逆时针方向，在ab段磁场方向垂直纸面向里，穿过圆环的磁通量减少,由楞次定律可知，感应电流I2沿顺时针方向，选项A正确；在bc段磁场垂直纸面向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I3沿顺时针方向,选项B错误；由左手定则可知，Oa段电流受到的安培力F1方向指向圆心，ab段电流受到的安培力F2方向背离圆心向外，选项C错误；bc段电流受到的安培力F3方向指向圆心，选项D正确．答案：AD8．如图所示,在磁感应强度B＝0.50T的匀强磁场中，两平行光滑金属导轨竖直放置，导体棒PQ在竖直向上的拉力F的作用下向下做初速度为0、加速度a＝5m/s2的匀加速直线运动,两导轨间距离L＝1。0m,电阻R＝1.0Ω,导体棒质量m＝1kg，导体棒和导轨接触良好且电阻均不计,取g＝10m/s2，则下列说法中正确的是(）A．导体棒运行2s时，拉力的功率为25WB．拉力F所做的功等于导体棒减少的机械能C．t＝4s时，导体棒所受安培力为5ND．导体棒运行2s的过程中，通过电阻的电荷量为2。5C解析：经时间t，导体棒所受安培力为F安＝BIL＝eq\f(B2L2v，R）＝eq\f（B2L2a,R)t,所以t＝4s时，导体棒所受安培力为5N，C对；由牛顿第二定律可得mg－F－F安＝ma，代入数值可得拉力大小为F＝5－eq\f（5,4)t（N），所以t＝2s时,拉力F＝2。5N,速度为v＝at＝10m/s，拉力功率为P＝Fv＝25W，A对；由功能关系知拉力F和安培力所做的功等于导体棒减少的机械能,B错；导体棒运行2s的过程中，通过电阻的电荷量为q＝eq\o（I,\s\up6(－)）t＝eq\f（ΔΦ，R)＝eq\f（BLvt，2R）＝5C，D错．答案：AC二、非选择题（本题3个小题，共52分)9．(14分)(2018·江西赣州期末)如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中．质量为m、电阻为R/2的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上，导轨的电阻不计．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．求：（1）求初始时刻导体棒受到的安培力；(2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和整个回路产生的焦耳热Q分别为多少；（3)从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q1.解析：（1)初始时刻导体棒切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv0，感应电流I＝eq\f(E，R＋\f（R,2)），导体棒受到的安培力F＝ILB，联立解得F＝eq\f（2B2L2v0，3R),方向水平向左．（2）导体棒从初始时刻到速度第一次为零的过程中，由动能定理有W1－Ep＝0－eq\f(1，2)mveq\o\al(2,0），得安培力所做的功W1＝Ep－eq\f(1，2)mveq\o\al(2，0)，整个回路产生的焦耳热Q＝eq\f（1,2）mveq\o\al(2，0)－Ep。(3）棒最终静止于初始位置，则电阻R上产生的焦耳热Q1＝eq\f(2，3)Q总＝eq\f（2,3)×eq\f(1，2）mveq\o\al（2,0)＝eq\f(1,3)mveq\o\al（2，0）.答案：（1）eq\f(2B2L2v0，3R），方向水平向左（2)Ep－eq\f（1,2）mveq\o\al(2，0）eq\f（1,2)mveq\o\al（2，0）－Ep（3)eq\f（1,3）mveq\o\al(2,0)10．（18分）如图所示,在水平面上有两条平行金属导轨MN、PQ,导轨间距为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里,磁感应强度的大小为B，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离放在导轨上,且与导轨垂直．它们接入电路的电阻均为R，两杆与导轨接触良好,导轨电阻不计,金属杆的摩擦不计．杆1以初速度v0滑向杆2，为使两杆不相碰，则分别在杆2固定与不固定两种情况下,求最初摆放两杆时的最小距离之比．解析：杆2固定时，设杆1恰好滑到杆2处速度为零，初始两杆距离为x1.对杆1应用动量定理得－Beq\o(I，\s\up6(－)）1d·t1＝0－mv0①由法拉第电磁感应定律得eq\o（E,\s\up6(－））1＝eq\f(ΔΦ1,t1)＝eq\f（Bdx1,t1）②由欧姆定律得eq\o（I,\s\up6(－))1＝eq\f（\o(E,\s\up6（－）)1，2R）③联立①②③得x1＝eq\f（2mRv0,B2d2)④杆2不固定时，两杆恰好不相碰，设其共同速度为v,由动量守恒定律得mv0＝2mv⑤对杆2应用动量定理得－Beq\o(I，\s\up6(－））2d·t2＝0－mv⑥设两杆恰不相碰,初始距离为x2。由法拉第电磁感应定律，eq\o（E，\s\up6(－））2＝eq\f（ΔΦ2，t2）＝eq\f(Bdx2，t2)⑦由欧姆定律得eq\o（I,\s\up6（－）)2＝eq\f(\o（E,\s\up6（－)）2，2R）⑧联立⑤⑥⑦⑧得x2＝eq\f(mRv0,B2d2)⑨由④⑨知eq\f（x1，x2）＝2.答案：211．(20分）(2018·河南中原名校联考)如图甲，在水平桌面上固定着两根相距L＝20cm、相互平行的无电阻轨道P、Q，轨道一端固定一根电阻R＝0。02Ω的导体棒a，轨道上横置一根质量m＝40g、电阻可忽略不计的金属棒b，两棒相距也为L＝20cm。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中．开始时，磁感应强度B0＝0.1T,设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。(1）若保持磁感应强度B0的大小不变，从t＝0时刻开始,给b棒施加一个水平向右的拉力，使它由静止开始做匀加速直线运动．此拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示．求b棒做匀加速运动的加速度及b棒与轨道间的滑动摩擦力；(2)若从t＝0开始，磁感应强度B随时间t按图丙中图象所示的规律变化，求在金属捧b开始运动前，这个装置释放的热量．解析：（1）F安＝B0IL①E＝B0Lv②I＝eq\f（E，R)＝eq\f（B0Lv，R)③v＝at④所以F安＝eq\f（B\o\al(2，0）L2a,R)t当b棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有F－Ff－F安＝ma⑤联立可得F－Ff－eq\f(B\o\al（2,0)L2a，R)t＝ma⑥由图象可得:当t＝0时，F＝0.4N，当t＝1s时,F＝0.5N.代入⑥式，可解得a＝5m/s2，Ff＝0.2N.（2）当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流I,以b棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到b所受安培