2015屆高考物理二輪復(fù)習(xí)必備章節(jié)檢測 第11章 檢測3 電磁感應(yīng)中的電路與圖象問題

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1、第十一章　電 磁 感 應(yīng)第3講　電磁感應(yīng)中的電路與圖象問題 一、 單項(xiàng)選擇題 1. 世界上海拔最高、線路最長的鐵路是青藏鐵路,為隨時監(jiān)控列車的運(yùn)行情況,在青藏鐵路上安裝了一種電磁裝置向控制中心傳輸信號,以確定火車的位置.有一種磁鐵能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場,被安裝在火車首節(jié)車廂下面,如圖所示(俯視圖),當(dāng)它經(jīng)過安裝在兩鐵軌之間的線圈時,便會產(chǎn)生一種電信號被控制中心接收到.當(dāng)火車以恒定的速度通過線圈時,表示線圈兩端的電壓隨時間變化的關(guān)系是圖中的(　　) 2. (2012·廣東九校聯(lián)考)一矩形線圈位于一變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi),磁場方向垂直線圈所在的平面向里,如圖甲所示.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化規(guī)律如圖乙

2、所示.以圖甲中線圈上箭頭所示方向的電流為正.則以下關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象正確的是(　　) 甲 　　 乙 　　 3. 如圖所示,MN、PQ為兩平行金屬導(dǎo)軌,M、P間連有一阻值為R的電阻,導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直,圖中磁場垂直紙面向里.有一金屬圓環(huán)沿兩導(dǎo)軌滑動,速度為v,與導(dǎo)軌接觸良好,圓環(huán)的直徑d與兩導(dǎo)軌間的距離相等.環(huán)與導(dǎo)軌的電阻均忽略,當(dāng)金屬環(huán)向右做勻速運(yùn)動時(　　) A. 有感應(yīng)電流通過電阻R,大小為 B. 有感應(yīng)電流通過電阻R,大小為 C. 有感應(yīng)電流通過電阻R,大小為 D. 沒有感應(yīng)

3、電流通過電阻R 4. (2012·重慶)如下圖所示,正方形區(qū)域MNPQ有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.在外力作用下,一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QN方向勻速運(yùn)動,t=0時刻,其四個頂點(diǎn)M'、N'、P'、Q'恰好在磁場邊界中點(diǎn).下列圖象中能反映線框所受安培力f的大小隨時間t變化規(guī)律的是(　　) 二、 雙項(xiàng)選擇題 5. (2013·韶關(guān)模擬)如圖所示,正方形金屬框四條邊電阻相等,勻強(qiáng)磁場垂直線框平面且剛好充滿整個線框,現(xiàn)以相同的速率分別沿甲、乙、丙、丁四個方向?qū)⒕€框拉出磁場.關(guān)于a、b兩點(diǎn)間的電勢差,下列說法正確的是(　　) A. 沿甲方向拉出最大 B. 沿乙方向拉出最大 C.

4、沿丁方向拉出最大 D. 分別沿甲、乙、丙三方向拉出時一樣大 6. 如圖甲所示,圓形線圈P靜止在桌面上,其正上方懸掛一相同的線圈Q,P和Q共軸,Q中通有變化電流,電流隨時間變化的規(guī)律如右圖乙所示,P所受重力為G,桌面對P的支持力為N,則(　　) A. t1時刻,N>G B. t2時刻,N>G C. t3時刻,N

5、余部分電阻不計.則當(dāng)開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后,在t1=0.1 s至t2=0.2 s這段時間內(nèi)(　　) A. 電容器所帶的電荷量為8×10-5 C B. 通過R的電流是2.5 A,方向從b到a C. 通過R的電流是2 A,方向從a到b D. R消耗的電功率是0.16 W 8. (2013·茂名模擬)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有一與磁場方向垂直、長度為L的金屬桿aO,已知ab=bc=cO=,a、c與磁場中以O(shè)為圓心的同心圓(都為部分圓弧)金屬軌道始終接觸良好.一電容為C的電容器接在軌道上,如圖所示,當(dāng)金屬桿在與磁場垂直的平面內(nèi)以O(shè)為軸,以角速度ω順時針勻速轉(zhuǎn)動時(　　) A.

6、 Uac=2UbO B. Uac=2Uab C. 電容器帶電荷量Q=BL2ωC D. 若在eO間連接一個電壓表,則電壓表示數(shù)為零 9. 如圖所示,一閉合圓形線圈放在勻強(qiáng)磁場中,線圈的平面與磁場方向成θ=30°角,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化,變化率為一定值.在下述辦法中用哪種可以使線圈中感應(yīng)電流的強(qiáng)度增加一倍(　　) A. 把線圈的半徑增加一倍 B. 把線圈的匝數(shù)增加一倍 C. 把線圈的面積增加一倍 D. 使線圈的平面與磁場方向垂直 三、 非選擇題 10. (2013·三水實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示,在串聯(lián)電阻阻值為R的閉合電路中,面積為S的正方形區(qū)域abcd存在一個方向垂直紙

7、面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加且變化率為k的勻強(qiáng)磁場B1,abcd的電阻值也為R,其他電阻不計.電阻R兩端又向右并聯(lián)一個平行板電容器.在靠近M板處由靜止釋放一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(不計重力),經(jīng)過N板的小孔P進(jìn)入一個垂直紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場,已知該圓形勻強(qiáng)磁場的半徑為r=.求: (1) 電容器獲得的電壓. (2) 帶電粒子從小孔P射入勻強(qiáng)磁場時的速度. (3) 帶電粒子在圓形磁場區(qū)域運(yùn)動時的軌道半徑及它離開磁場時的偏轉(zhuǎn)角. 11. (2012·華南師大附中模擬)在小車上豎直固定著一個高h(yuǎn)=0.05 m、總電阻R=10 Ω、n=100匝的

8、閉合矩形線圈,且小車與線圈的水平長度l相同.現(xiàn)線圈和小車一起在光滑的水平面上運(yùn)動,速度為v1=1.0 m/s,隨后穿過與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T的水平有界勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向里,如圖甲所示.已知小車運(yùn)動(包括線圈)的速度v隨車的位移s變化的vs圖象如圖乙所示.求: (1) 小車的水平長度l和磁場的寬度d. (2) 小車的位移s=10 cm時線圈中的電流大小I. (3) 小車的位移s=35 cm時線圈所受的安培力大小及方向如何? 第3講　電磁感應(yīng)中的電路與圖象問題 1. C　 2. D 3. B　 4. B 5. CD　 6. AD　

9、7. AC　 8. AC　 9. AD　 10. (1) 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,閉合電路的電動勢為 E===Sk. 根據(jù)閉合電路的歐姆定律,閉合電路的電流為I==. 電阻獲得的電壓UR=IR=Sk. 因電容器與電阻是并聯(lián)的,故電容器獲得的電壓U=UR=Sk. (2) 帶電粒子在電容器中受到電場力作用而做勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)動能定理,有qU=mv2. 得到帶電粒子從小孔P射入勻強(qiáng)磁場時的速度為v==. (3) 帶電粒子進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場后,洛倫茲力提供其做勻速圓周運(yùn)動的向心力,有qvB=m. 得帶電粒子在圓形勻強(qiáng)磁場運(yùn)動的半徑為R'==. 又圓形磁場的半徑r=,即R'=r

10、. 根據(jù)左手定則,帶電粒子在圓形磁場向右轉(zhuǎn)過的圓周(如圖所示),故它離開磁場時的偏轉(zhuǎn)角為90°. 11. (1) 由題圖乙可知,從s=5 cm開始,線圈進(jìn)入磁場,線圈中有感應(yīng)電流,受安培力作用,小車做減速運(yùn)動,速度v隨位移s減小,當(dāng)s=15 cm時,線圈完全進(jìn)入磁場,線圈中無感應(yīng)電流,小車做勻速運(yùn)動.因此小車的水平長度l=10 cm. 當(dāng)s=30 cm時,線圈開始離開磁場,則 d=(30-5)cm=25 cm. (2) 當(dāng)s=10 cm時,由圖象可知線圈右邊切割磁感線的速度v2=0.8 m/s. 由閉合電路歐姆定律得線圈中的電流I==. 解得I= A=0.4 A. (3) 當(dāng)s=35 cm時,切割磁感線的速度v3=0.4 m/s. 線圈中的電流I==. 則安培力F=nBIh=. 代入數(shù)據(jù)得F=1 N. 由左手定則得安培力方向水平向左.