2021届高考物理二轮复习必备章节检测 第11章 检测3 电磁感应中的电路与图象问题.doc

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1、第十一章电 磁 感 应第3讲电磁感应中的电路与图象问题一、 单项选择题1. 世界上海拔最高、线路最长的铁路是青藏铁路,为随时监控列车的运行情况,在青藏铁路上安装了一种电磁装置向控制中心传输信号,以确定火车的位置.有一种磁铁能产生匀强磁场,被安装在火车首节车厢下面,如图所示(俯视图),当它经过安装在两铁轨之间的线圈时,便会产生一种电信号被控制中心接收到.当火车以恒定的速度通过线圈时,表示线圈两端的电压随时间变化的关系是图中的()2. (2012广东九校联考)一矩形线圈位于一变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面向里,如图甲所示.磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示.以图甲中线圈上箭头所示方

2、向的电流为正.则以下关于线圈中产生的感应电流I随时间t变化的图象正确的是()甲乙3. 如图所示,MN、PQ为两平行金属导轨,M、P间连有一阻值为R的电阻,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度为B,磁场方向与导轨所在平面垂直,图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动,速度为v,与导轨接触良好,圆环的直径d与两导轨间的距离相等.环与导轨的电阻均忽略,当金属环向右做匀速运动时()A. 有感应电流通过电阻R,大小为 B. 有感应电流通过电阻R,大小为 C. 有感应电流通过电阻R,大小为 D. 没有感应电流通过电阻R4. (2012重庆)如下图所示,正方形区域MNPQ有垂直纸面向里的匀强磁场.在外力作用

3、下,一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动,t=0时刻,其四个顶点M、N、P、Q恰好在磁场边界中点.下列图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是()二、 双项选择题5. (2013韶关模拟)如图所示,正方形金属框四条边电阻相等,匀强磁场垂直线框平面且刚好充满整个线框,现以相同的速率分别沿甲、乙、丙、丁四个方向将线框拉出磁场.关于a、b两点间的电势差,下列说法正确的是()A. 沿甲方向拉出最大B. 沿乙方向拉出最大C. 沿丁方向拉出最大D. 分别沿甲、乙、丙三方向拉出时一样大6. 如图甲所示,圆形线圈P静止在桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流,电流随

4、时间变化的规律如右图乙所示,P所受重力为G,桌面对P的支持力为N,则()A. t1时刻,NGB. t2时刻,NGC. t3时刻,NGD. t4时刻,N=G7. 如图甲所示,面积为0.1 m2的10匝线圈EFG处在某磁场中,t=0时,磁场方向垂直于线圈平面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示.已知线圈与右侧电路接触良好,电路中的电阻R=4 ,电容C=10 F,线圈EFG的电阻为1 ,其余部分电阻不计.则当开关S闭合,电路稳定后,在t1=0.1 s至t2=0.2 s这段时间内()A. 电容器所带的电荷量为810-5 CB. 通过R的电流是2.5 A,方向从b到aC. 通过R的电流是2 A,

5、方向从a到bD. R消耗的电功率是0.16 W8. (2013茂名模拟)在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一与磁场方向垂直、长度为L的金属杆aO,已知ab=bc=cO=,a、c与磁场中以O为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好.一电容为C的电容器接在轨道上,如图所示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴,以角速度顺时针匀速转动时()A. Uac=2UbOB. Uac=2UabC. 电容器带电荷量Q=BL2CD. 若在eO间连接一个电压表,则电压表示数为零9. 如图所示,一闭合圆形线圈放在匀强磁场中,线圈的平面与磁场方向成=30角,磁感应强度随时间均匀变化,变化率为一定值.在下述办法中

6、用哪种可以使线圈中感应电流的强度增加一倍()A. 把线圈的半径增加一倍B. 把线圈的匝数增加一倍C. 把线圈的面积增加一倍D. 使线圈的平面与磁场方向垂直三、 非选择题10. (2013三水实验中学模拟)如图所示,在串联电阻阻值为R的闭合电路中,面积为S的正方形区域abcd存在一个方向垂直纸面向外、磁感应强度均匀增加且变化率为k的匀强磁场B1,abcd的电阻值也为R,其他电阻不计.电阻R两端又向右并联一个平行板电容器.在靠近M板处由静止释放一质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力),经过N板的小孔P进入一个垂直纸面向内、磁感应强度为B的圆形匀强磁场,已知该圆形匀强磁场的半径为r=.求:(1

7、) 电容器获得的电压.(2) 带电粒子从小孔P射入匀强磁场时的速度.(3) 带电粒子在圆形磁场区域运动时的轨道半径及它离开磁场时的偏转角.11. (2012华南师大附中模拟)在小车上竖直固定着一个高h=0.05 m、总电阻R=10 、n=100匝的闭合矩形线圈,且小车与线圈的水平长度l相同.现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动,速度为v1=1.0 m/s,随后穿过与线圈平面垂直,磁感应强度B=1.0 T的水平有界匀强磁场,方向垂直纸面向里,如图甲所示.已知小车运动(包括线圈)的速度v随车的位移s变化的vs图象如图乙所示.求:(1) 小车的水平长度l和磁场的宽度d.(2) 小车的位移s=10 c

8、m时线圈中的电流大小I.(3) 小车的位移s=35 cm时线圈所受的安培力大小及方向如何?第3讲电磁感应中的电路与图象问题1. C2. D3. B4. B5. CD6. AD7. AC8. AC9. AD10. (1) 根据法拉第电磁感应定律,闭合电路的电动势为E=Sk.根据闭合电路的欧姆定律,闭合电路的电流为I=.电阻获得的电压UR=IR=Sk.因电容器与电阻是并联的,故电容器获得的电压U=UR=Sk.(2) 带电粒子在电容器中受到电场力作用而做匀加速直线运动,根据动能定理,有qU=mv2.得到带电粒子从小孔P射入匀强磁场时的速度为v=.(3) 带电粒子进入圆形匀强磁场后,洛伦兹力提供其做匀

9、速圆周运动的向心力,有qvB=m.得带电粒子在圆形匀强磁场运动的半径为R=.又圆形磁场的半径r=,即R=r.根据左手定则,带电粒子在圆形磁场向右转过的圆周(如图所示),故它离开磁场时的偏转角为90.11. (1) 由题图乙可知,从s=5 cm开始,线圈进入磁场,线圈中有感应电流,受安培力作用,小车做减速运动,速度v随位移s减小,当s=15 cm时,线圈完全进入磁场,线圈中无感应电流,小车做匀速运动.因此小车的水平长度l=10 cm.当s=30 cm时,线圈开始离开磁场,则d=(30-5)cm=25 cm.(2) 当s=10 cm时,由图象可知线圈右边切割磁感线的速度v2=0.8 m/s.由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流I=.解得I= A=0.4 A.(3) 当s=35 cm时,切割磁感线的速度v3=0.4 m/s.线圈中的电流I=.则安培力F=nBIh=.代入数据得F=1 N.由左手定则得安培力方向水平向左. - 7 -