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文档简介

章未检测(九)

(时间:45分钟满分:100分)

一、单项选择题(共6小题,每小题6分,共36分)

1.(2018.常州一中一模)如图1所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈

上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过

程中()

图1

A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥

B.通过电阻的感应电流的方向由〃到a,线圈与磁铁相互排斥

C.通过电阻的感应电流的方向由a到4线圈与磁铁相互吸引

D.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引

解析当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向上,所以感应

磁场方向向下,根据右手螺旋定则,通过电阻的电流方向为b一d根据楞次定律

“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用,故磁铁与线圈相互排斥。综

上所述:线圈中感应电流通过电阻的电流方向为bfa,磁铁与线圈相互排斥。B

项正确。

答案B

2.(2018.泰州中学四模)铺设海底金属油气管道时,焊接管道需要先用感应加热的

方法对焊口两侧进行预热。将被加热管道置于感应线圈中,当感应线圈中通以电

流时管道发热。如图2,下列说法中正确的是()

油气管道

A.管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的

B.感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的

C.感应线圈中通以恒定电流时也能在管道中产生电流

D.感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电

解析高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场,在焊接的金属工件中就产

生感应电流,根据法拉第电磁感应定律分析可知,电流变化的频率越高,磁通量

变化频率越高,产生的感应电动势越大,感应电流越大,焊缝处的温度升高得越

快。管道发热是由于线圈的作用,导致管道有涡流,A错误;感应加热是利用线

圈周围变化的磁场,从而产生感应电场,形成涡流,B错误;感应线圈中通恒定

电流时不能在管道产生电流,C错误;感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生

的涡流也是交流,D正确。

答案D

3.(2018•小海中学模拟)如图3所示是两个形状相同的竖直管,左管为真空玻璃管,

右管为真空铜管,使小磁石、羽毛从两管内顶端由静止释放,已知小磁石、羽毛

下落过程均未与管内壁接触,则()

图3

A.左管中小磁石的下落时间小于羽毛的下落时间

B.右管中小磁石的下落时间大于羽毛的下落时间

C.两管中小磁石的下落时间相等

D.若右管足够长,落到管底端时,羽毛的速度小于小磁石的速度

解析左管中小磁石和羽毛都做自由落体运动,下落时间相等,故A错误;当小

磁石在铜管中下落时,由于穿过铜管的磁通量变化,导致铜管中产生感应电流,

小磁石将受到安培力的阻碍作用,而羽毛做自由落体运动,所以右管中小磁石的

下落时间大于羽毛的下落时间,故B正确,C错误;在铜管中小磁石受到安培力

的阻碍作用,则在右管中,落到管底端时,羽毛的速度大于小磁石的速度,故D

错误。

答案B

4.(2018.江苏南京高三下学期第三次模拟)如图4所示,电源电动势为E,其内阻r

不可忽略,L]、L2是完全相同的灯泡,线圈L的直流电阻不计,电容器的电容为

Co下列说法正确的是()

图4

A.刚接通开关S的瞬间,L2立即亮,L逐渐变亮

B.合上开关S,电路稳定后,灯泡Li、L2的亮度相同

C.电路稳定后在断开S的瞬间,通过灯泡L)的电流方向向右

D.电路稳定后在断开S的瞬间,通过灯泡L2的电流为零

解析刚接通开关S的瞬间,线圈中电流要增大,则出现自感电动势,Li立即亮,

L2逐渐变亮,故A项错误;合上开关S,当电路稳定后,由于线圈的直流电阻为

零,则灯泡Li被短路,故B项错误;当断开S的瞬间,线圈中电流要减小,则

出现自感电动势,通过灯泡Li的电流方向向右,故C项正确;断开S的瞬间,

电容器也要放电,则灯泡L2慢慢熄灭,故D项错误。

答案C

5.(2018•江苏苏州模拟)如图5所示,两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN

垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场

中,磁感应强度为瓦电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不

计。现给导线MN—初速度,使导线向右运动,当电路稳定后,以速度。

向右做匀速运动,则()

RM

---------------------

XXXX

c=i=

XXXX

N

图5

A.电容器两端的电压为零

B.电阻两端的电压为BLv

C.电容器所带电荷量为CB。

D272y-

D.为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为一^-

解析当导线MN匀速向右运动时,导线MN产生的感应电动势恒定,稳定后,

电容器既不充电也不放电,无电流产生,故电阻两端没有电压,电容器两极板间

的电压为。二七二班4,所带电荷量为Q=CU=C8Lo,故选项A、B错误,C正

确;MN匀速运动时,因无电流而不受安培力,又导轨光滑,故拉力为零,选项

D错误。

答案C

6.(2018•扬州期末)如图6所示,空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场,磁场区

域宽度为23以磁场左边界上的。点为坐标原点建立x轴。一边长为L的正方

形金属线框。从4,在外力作用下以速度。匀速穿过匀强磁场。从线框cd边刚进

磁场开始计时,线框中产生的感应电流八线框"边两端的电压U”,、线框所受

安培力F、穿过线圈的磁通量。随位移x的变化图象正确的是()

XX

解析线框向右移动0〜L进入磁场时产生的电动势电流/=方,方向

11B2l/v

为逆时针,Uab=]E=]BLu,安培力F=BIL=r~,方向向左,磁通量0=3Lx

逐渐变大;线框向右移动L〜2L完全进入磁场时产生的感应电流为零,&;,=3笈,

安培力为零,磁通量。=87?不变;当线框向右移动2L〜3L出离磁场时产生的电

33

动势E=BLv,电流方向为顺时针;。"=产=/4,安培力F=BIL=R,

方向向左;磁通量。=8L(L—幻逐渐变小,综上所述只有图象D正确。

答案D

二、多项选择题(共4小题,每小题7分,共28分)

7.(2018•江苏南京金陵中学、海安高级中学、南京外国语学校高三第四次模拟)关

于科学技术在生产、生活中的应用,下列哪些运用了电磁感应的原理和规律()

霍尔元件_________

前表叫J

-Q~©■铁芯

电子霍尔元件位移传感器

B

回旋加速器运输中电流表

CD

解析霍尔元件是利用霍尔效应测量磁感应强度的磁传感器,带电粒子在正交的

匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动,根据电场力和洛伦兹力相等得到。位移

传感器是一种属于金属感应的线性器件,接通电源后,在开关的感应面将产生一

个交变磁场,当金属物体接近此感应面时,金属中则产生涡流而吸取了振荡器的

能量,应用了电磁感应的原理。回旋加速器是带电粒子在电场力的作用下加速,

然后进入磁场,受到洛伦兹力使其运动方向改变转过180度,再次进入电场,这

时电场方向改变,使带电粒子再次加速,穿过电场后进入另一个磁场再次转过180

度回到电场,电场的方向又改变,对带电粒子继续加速,于是循环这个过程就达

到对粒子加速的目的。运输中电流表是利用电磁感应原理形成电磁阻尼,防止运

输中指针被打弯,所以B、D正确。

答案BD

8.[2018.苏锡常镇四市高三调研(二)汝口图7,一根足够长的直导线水平放置,通以

向右的恒定电流,在其正上方。点用细丝线悬挂一铜制圆环。将圆环从。点无初

速释放,圆环在直导线所处的竖直平面内运动,经过最低点匕和最右侧c后返回,

则()

A.从a到c的过程中圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针

B.运动过程中圆环受到的安培力方向与速度方向相反

C.圆环从b到c的时间大于从c到b的时间

D.圆环从b到c产生的热量大于从c到b产生的热量

解析由安培定则知,直导线上方磁场方向垂直纸面向外,圆环从a到b的过程

中磁通量增加,由楞次定律和安培定则可得,圆环中感应电流方向是顺时针;圆

环从b到c的过程中磁通量减小,由楞次定律和安培定则可得,圆环中感应电流

方向是逆时针,故A项正确;圆环从a到8的运动过程中,将环分解为若干个小

的电流元,上半环的左右对称部分所受合力向下,下半环左右对称部分所受合力

向上;下半环所在处的磁场比上半环所在处的磁场强,则整个环所受安培力的方

向向上,故B项错误;圆环从b到c的过程与圆环从c到8的过程中经同一位置

时从b到c速率大于从c到b的速率(一部分机械能转化为电能),则圆环从b到c

的时间小于从c到。的时间,故C项错误;圆环从。到c的过程与圆环从c到8

的过程中经同一位置时从。到c速率大于从c到8的速率,则圆环从人到c的过

程与圆环从c到b的过程中经同一位置时从h到c圆环所受安培力大于从c到b

圆环所受安培力,圆环从b到c的过程克服安培力做的功大于圆环从c到b的过

程克服安培力做的功,圆环从力到c产生的热量大于从c到b产生的热量,故D

项正确。

答案AD

9.(2018•广州高三模拟)如图8所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内,有一位

于纸面且电阻均匀的正方形导体框仍〃,现将导体框分别朝两个方向以。、3。速

度匀速拉出磁场,则导体框分别从两个方向移出磁场的过程中()

A.导体框中产生的感应电流方向相同

B.导体框中产生的焦耳热相同

C.导体框ad边两端电势差相同

D.通过导体框截面的电荷量相同

解析由右手定则可得两种情况导体框中产生的感应电流方向相同,选项A正确;

热量用=(二淄下,导体框产生的焦耳热与运动速度有关,选项B

8历JD12

错误;电荷量4=〃=-相三=加,电荷量与速度无关,电荷量相同,选项D正确;

-13

以速度。拉出时,Uad=01V,以速度3。拉出时,Uad=^BL3v,选项C错误。

答案AD

10.(2018.江苏单科,9)如图9所示,竖直放置的形光滑导轨宽为L,矩形匀强

磁场I、II的高和间距均为力磁感应强度为瓦质量为m的水平金属杆由静止

释放,进入磁场I和n时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触

良好,其余电阻不计,重力加速度为g。金属杆()

A.刚进入磁场I时加速度方向竖直向下

B.穿过磁场I的时间大于在两磁场之间的运动时间

C.穿过两磁场之间的总热量为4mgd

D.释放时距磁场I上边界的高度h可能小于器尸

解析根据题述,由金属杆进入磁场I和进入磁场n时速度相等可知,金属杆在

磁场I中做减速运动,所以金属杆刚进入磁场I时加速度方向竖直向上,选项A

错误;由于金属杆进入磁场I后做加速度逐渐减小的减速运动,而在两磁场之间

做匀加速运动,运动过程如图所示(其中m为金属杆刚进入I时的速度,。2为金

属杆刚出I时的速度),图线与时间轴所围的面积表示位移,两段运动的位移相等,

所以穿过磁场I的时间大于在两磁场之间的运动时间,选项B正确;根据能量守

恒定律,金属杆从刚进入磁场I到刚进入磁场II过程动能变化量为0,重力做功

为21ngd,则金属杆穿过磁场I产生的热量Q=2/〃gd,而金属杆在两磁场区域的

运动情况相同,产生的热量相等,所以金属杆穿过两磁场产生的总热量为2X2mgd

=4mgd,选项C正确;金属杆刚进入磁场I时的速度丽,进入磁场I时产

E

生的感应电动势后二台/4,感应电流/=左,所受安培力F=BIL,由于金属杆刚进

入磁场I时加速度方向竖直向上,所以安培力大于重力,即F>mg,联立解得

h>,2^L4,选项D错误。

O«,1.2

答案BC

三'计算题(共2小题,共36分)

11.(16分)(2018・扬州第一学期期末)实验小组想要探究电磁刹车的效果,在遥控小

车底面安装宽为L、长为2.5L的N匝矩形线框"〃,总电阻为R,面积可认为与

小车底面相同,其平面与水平地面平行,小车总质量为机。如图10所示是简化的

俯视图,小车在磁场外以恒定的功率做直线运动,受到地面阻力恒为f,进入磁

场前已达到最大速度v,车头他〃边)刚要进入磁场时立即撤去牵引力,车尾(cd边)

刚出磁场时速度恰好为零。已知有界磁场宽度为2.5L磁感应强度为方向竖

直向下。求:

,pM

1XXXX

B

;XXXX

—2.5L------------

'xXXXN

Q

图10

⑴进入磁场前小车所受牵引力的功率P;

⑵车头刚进入磁场时,感应电流的大小/;

(3)电磁刹车过程中产生的焦耳热。。

解析(1)小车达最大速度。后,小车做匀速直线运动,

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