2014届高三物理一轮复习练习曲 第9章 第2单元 法拉第电磁感应定律　自感和涡流限时规范特训.doc

2014届高三物理一轮复习练习曲：限时规范特训 第9章 第2单元 法拉第电磁感应定律自感和涡流(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题7分，共70分)1如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁可能是()A向下运动B向上运动C向左运动D以上都不可能解析：此题可通过逆向应用楞次定律来判定(1)由感应电流方向ARB，应用安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下；(2)楞次定律判得螺线管内磁通量的变化应是向下的减小或向上的增加；(3)由条形磁铁的磁感线分布知螺线管内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左、向右平移，所以B、C正确答案：BC22013·云南省昆明市高三摸底理综卷如图甲所示，100匝线圈(图中只画了1匝)两端A、B与一电压表相连线圈内有一垂直指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化下列关于电压表的说法正确的是()A电压表读数为50 VB电压表读数为150 VC电压表“”接线柱接A端D电压表“”接线柱接B端解析：En100× V50 V，选项A正确，B错误；根据楞次定律可判断，A端电势高于B端，所以电压表“”接线柱接A端，选项C正确，D错误本题答案为AC.答案：AC3如图所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面，当ab棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外，其他电阻不计，要使稳定状态灯泡的功率变为2P0，下列措施正确的是()A换一个电阻为原来一半的灯泡B把磁感应强度B增为原来的2倍C换一根质量为原来的倍的金属棒D把导轨间的距离增大为原来的倍解析：解答这类问题的基本思路是：先求出灯泡功率P与其他量的关系式，然后再讨论各选项是否正确金属棒在导轨上下滑的过程中，受重力mg、支持力FN和安培力FIlB三个力的作用其中安培力F是磁场对棒ab切割磁感线所产生的感应电流的作用力，它的大小与棒的速度有关当导体棒下滑到稳定状态时(匀速运动)所受合外力为零，则有mgsinIlB.此过程小灯泡获得稳定的功率PI2R.由上两式可得Pm2g2Rsin2/B2l2.要使灯泡的功率由P0变为2P0，根据上式讨论可得，题目所给的四个选项只有C是正确的答案：C4如图所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止，则F()A方向向右，且为恒力B方向向右，且为变力C方向向左，且为变力 D方向向左，且为恒力解析：因回路磁通量减小，由楞次定律知棒中电流由b到a；由左手定则可判定安培力的方向为右下方，由平衡条件推知外力F方向向左；磁感应强度B均匀减小，由E·S可得感应电动势恒定，电流不变，F安BIl减小，故外力F也应变小，C项正确答案：C52013·广西梧州、玉林高三联考理综卷边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域磁场区域的宽度为d(d>L)已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，正确的是()A金属框中产生的感应电流方向相反B金属框所受的安培力方向相反C进入磁场过程所用的时间等于穿出磁场过程的时间D进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量解析：根据楞次定律可判断，线框进入和穿出磁场的过程中感应电流的方向分别为顺时针和逆时针，选项A正确；根据左手定则，进入时，金属框的ab边受到的安培力方向向左，穿出时，ab边的对边受到的安培力方向也向左，选项B错误；进入磁场时，线框做匀速直线运动，设速度为v0，则F安F，完全进入磁场后做匀加速直线运动，当ab边到达磁场的右边界时，速度v1v0，安培力大于恒力F，线框穿出时做加速度逐渐减小的减速运动，穿出时的速度可能大于(a0)或等于(a0)v0，进入磁场时的时间t1L/v0，穿出磁场时的平均速度v0，所以t2L/t1，选项C错误；线框的发热量等于克服安培力做的功，进入磁场的过程，安培力等于恒力F，所以Q1FL，穿出磁场的过程，安培力可能一直大于恒力，也可能先大于恒力后等于恒力，不管哪种情况，安培力做的功都大于恒力做的功，所以Q2FLQ1，选项D正确本题答案为A、D.答案：AD6如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是()A感应电流的方向始终是由PQB感应电流的方向先是由PQ，后是由QPCPQ受磁场力的方向垂直杆向左DPQ受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右解析：在PQ杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，三角形POQ内的磁通量先增大后减小，由楞次定律可判断B项对；再由PQ中电流方向及左手定则可判断D项对答案：BD72012·锦州模拟如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为()A. B. C. D. Bav解析：当摆到竖直位置时，AB切割磁感线的瞬时感应电动势EB·2a·(v)Bav.由闭合电路欧姆定律，UAB·Bav，故选A.答案：A8. 如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒ab与电路接触良好当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L未被烧毁，电容器C未被击穿，则该过程中()A感应电动势将变大B灯泡L的亮度变大C电容器C的上极板带负电D电容器两极板间的电场强度将减小解析：当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，由右手定则，导体棒a端的电势高，电容器C的上极板带正电；由公式EBLv，感应电动势将变大，导体棒两端的电压变大，灯泡L的亮度变大，由EU/d，电容器两极板间的电场强度将变大故A、B正确，C、D错答案：AB9如图所示的电路，伏安法测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆去时应()A. 先断开开关S1 B. 先断开开关S2C. 先拆去电流表 D. 先拆去电阻R解析：如果我们先断开S1 ，那么电压表和自感线圈组成回路，自感线圈在断开S1 的瞬间会产生较大的感应电流，有可能烧坏电压表，所以，应该先断开S2.答案：B10. 2012·陕西省西安八校高三上学期联考如图所示，在竖直平面内有两根平行金属导轨，上端与电阻R相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面一质量为m的金属棒以初速度v0沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计下列说法正确的是()A回到出发点的速度v大于初速度v0B通过R的最大电流上升过程小于下落过程C电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程D所用时间上升过程大于下落过程解析：金属棒在运动过程中，机械能不断转化为热能，所以回到出发点的速度v小于初速度v0，选项A错误；设金属棒运动的速度为v，长度为l，那么感应电动势EBlv，通过R的电流IE/RBlv/R，可见，当金属棒运动速度v大时，通过R的电流大，因为金属棒在运动过程中，机械能不断转化为热能，所以运动到同一高度处，上升时的速度大于下降时的速度，所以通过R的最大电流上升过程大于下落过程，选项B错误；同一高度处金属棒上升时受到的安培力大于下降时受到的安培力，由于上升和下降的高度相同，所以上升过程克服安培力所做的功大于下降时克服安培力做的功，故电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程C正确；研究金属棒的上升过程时，可以采取逆向思维法，把上升过程看做金属棒从最高点自由下落，显然，下落的加速度a1ga2，其中a2为金属棒返回下落时的加速度，显然，下落相同高度，t1t2，选项D错误答案：C二、非选择题(共30分)11(15分)2011·四川理综如图所示，间距l0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B10.4 T、方向竖直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场电阻R0.3 、质量m10.1 kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m20.05 kg的小环已知小环以a6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长取g10 m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8.求：(1)小环所受摩擦力的大小； (2)Q杆所受拉力的瞬时功率解析：(1)设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律，有m2gFfm2a代入数据，得：Ff0.2 N.(2)设通过K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有FfB1I1l设回路总电流为I，总电阻为R总，有I2I1R总R设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有IEB2lvFm1gsinB2Il拉力的瞬时功率为：PF·v联立以上方程，代入数据得：P2 W.答案：(1)0.2 N(2)2 W12. (15分)2013·武汉高三模拟 如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率k，k为负的常量用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率解析：(1)导线框的感应电动势为El2B导线框中的电流为I式中R是导线框的电阻，根据电阻率公式有R联立式，将k代入得I. (2)导线框所受磁场的作用力的大小为fBIl它随时间的变化率为Il由式得.答案：(1)(2)7