高中物理-《电磁感应综合》专题复习试卷

高中物理-《电磁感应综合》专题复习试卷

第I卷选择题

一、选择题（每小题4分,共48分）。

1、面积均为S的两个电阻相同的线圈,分别放在如图甲、乙所示的磁场中,甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场,线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动,乙图中磁场变化规律为,从图示位置开始计时,则 ( )

A．两线圈的磁通量变化规律相同

B．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同

C．经相同的时间t(t＞T),两线圈产生的热量不同

D．从此时刻起,经T/4时间,通过两线圈横截面的电荷量不同

2、如图甲所示,线圈ABCD固定于匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外,当磁场变化时,线圈AB边受安培力向右且变化规律如图乙所示,则磁场的变化情况可能是（）

A． B．

C． D．

3、1820年4月的一天,丹麦科学家奥斯特在上课时,无意中让通电导线靠近小磁针,突然发现小磁针偏转．这个现象并没有引起在场其他人的注意,而奥斯特却是个有心人,他非常兴奋,紧紧抓住这个现象,接连三个月深入地研究,反复做了几十次实验．关于奥斯特的实验,如图所示,下列操作中一定能够观察到小磁针偏转的是（）

A．通电导线AB东西放置,小磁针放在导线正下方,闭合开关

B．通电导线AB南北放置,小磁针放在导线正下方,闭合开关

C．通电导线AB东西放置,小磁针放在导线正下方,改变电流方向

D．通电导线AB南北放置,小磁针在AB延长线的B端外侧,改变电流大小

4、在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是（）

A．t=0.01s时穿过线框的磁通量最大

B．该交变电动势的有效值为11V

C．该交变电动势的瞬时值表达式为e=22sinV

D．电动势瞬时值为22V时,线圈平面与中性面的夹角为45°

5、如图所示,闭合直角三角形线框,底边长为l,现将它匀速拉过宽度为d的匀强磁场（l＞d）．若以逆时针方向为电流的正方向,则以下四个I﹣t图象中正确的是（）

A． B．

C． D．

6、在如图所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈,E为电源,S 为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是（）

A．合上开关,a先亮,b逐渐变亮；断开开关,a、b同时熄灭

B．合上开关,b先亮,a逐渐变亮；断开开关,a先熄灭,b后熄灭

C．合上开关,b先亮,a逐渐变亮；断开开关,a、b同时熄灭

D．合上开关,a、b同时亮；断开开关,b先熄灭,a后熄灭

7、如图中有A、B两个线圈．线圈B连接一电阻R,要使流过电阻R的电流大小恒定,且方向由c点流经电阻R到d点．设线圈A中电流i从a点流入线圈的方向为正方向,则线圈A中的电流随时间变化的图象是（）

A． B．

C． D．

8、如图所示,边长为L的等边三角形导体框是由3根电阻为3r的导体棒构成,磁感应强度为B的匀强磁场垂直导体框所在平面,导体框两顶点与电动势为E,内阻为r的电源用电阻可忽略的导线相连,则整个线框受到的安培力大小为（）

A．0 B． C． D．

9、如图甲所示,在电阻R=1Ω,面积S

=0.3m2的圆形线框中心区域存在匀强磁场,

1

=0.2m2．若取磁场方向垂直纸面向外为正方形,磁感应强度B 圆形磁场区面积S

2

随时间的变化规律可利用图乙描述,则线框中磁感应强度I（取顺时针方形为正方向）随时间t的变化图线是（）

A． B．

C． D．

10、如图甲所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、P两端接一电阻R,整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F,使金属棒由静止开始沿导轨向上运动,金属棒电阻为r,导轨电阻忽略不计．已知通过电阻R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示．下列关于棒运动速度v、外力F、流过R的电量q以及闭合回路中磁通量的变化率随时间变化的图象正确的是（）

A．B．

C． D．

11、如图所示,在磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,金属杆PQ在外力F作用下在粗糙U形导轨上以速度v=2m/s向右匀速滑动,两导轨间距离L=1.0m,电阻R=3.0Ω,金属杆PQ的电阻r=1.0Ω,导轨电阻忽略不计,则下列说法正确的是（）

A．通过R的感应电流的方向为由d到a

B．金属杆PQ两端电压为2 V

C．金属杆PQ受到的安培力大小为0.5 N

D．外力F做功大小等于电路产生的焦耳热

12、如图所示,用相同导线制成的边长为L或2L的四个单匝闭合回路,它们以相同的速度先后垂直穿过正方形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,区域宽度大于2L。则进入磁场过程中,电流最大的回路是

A．甲 B．乙

C．丙 D．丁

第II卷非选择题

二、非选择题（共52分）

13、如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒ab,电流大小为I=2.0A．在下列两种情况下导体棒ab在斜面上静止．

（1）若磁感应强度方向与导体棒垂直且水平向左,请在图中标出导体棒ab中电

；

流的方向,并作出此状态时的磁感应强度的大小B

1

．（2）若磁场方向改为垂直斜面向上,求出此状态时的磁感应强度的大小B

2

14、金属棒ab的质量m=5g,放置在宽L=1m、光滑的金属导轨的边缘处,两金属导轨处于水平平面内,该处有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.电容器的电容C=200μF,电源电动势E=16V,导轨平面距地面高度h=0.8m,g取10m／s2.在电键S与1接通并稳定后,再使它与2接通,则金属棒ab被抛到s=0.064m的地面上,试求此时电容器两端的电压.

15、如图所示,从A点以v

的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块（可视为质点）,

当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入固定光滑圆弧轨道BC,圆弧轨道C端切线水平．BC所对的圆心角θ=37°,小物块过圆弧轨道C后,滑上与圆弧轨道连

为一体的光滑水平板,板的右端与水平顺时针匀速转动的传送带左端E点等高并靠拢．已知长A、B两点距C点的高度分别为H=11.0m、h=0.55m,水平面传送带长为L=9m,物块与水平面传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,传送带传送速度为

V=4m/s,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8．

求：

的大小；

（1）小物块从A点水平抛出的速度v

（2）小物块在传送带上运动的时间t及小物块与传送带之间由于摩擦产生的热量Q．

16、如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨MAC、NBD水平放置,MA、NB间距L=0.4m,AC、BD的延长线相交于E点且AE=BE,E点到AB的距离d=6m,M、N两端与阻值R=2Ω的电阻相连．虚线右侧存在方向与导轨平面垂直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T．一根长度也为L=0.4m、质量m=0.6kg、电阻不计的金属棒,在

=2m/s沿导轨水平向右运动,棒与导轨接触良好,外力作用下从AB处以初速度υ

运动过程中电阻R上消耗的电功率不变．求：

（1）电路中的电流I；

（2）金属棒向右运动过程中克服安培力做的功W；

（3）金属棒向右运动过程中外力做功的平均功率P．

17、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

=0.10T．设棒与轨小可以调节的竖直向上的匀强磁场中．开始时,磁感应强度B

道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2．

的大小不变,从t=0时刻开始,给b棒施加一个水平向（1）若保持磁感应强度B

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棒与导轨间的滑动摩擦力；（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,求在金属棒b开始运动前,这个装置释放的热量是多少？

参考答案

1、A

2、D

3、B

4、ACD

5、D

6、C

7、A

8、B

9、C

10、B

11、C．

12、C

13、解：（1）若磁感应强度方向与导体棒垂直且水平向左,根据左手定则可知,安培力方向不是竖直向上就是竖直向下,而导体棒还要受到重力（竖直向下）,则要使导体棒能处于静止状态,则安培力只能竖直向上,且与重力相等,根据左手定则可知,电流方向由a到b,如图所示：

根据平衡条件得：

IL=mg

B

1

解得：

（2）若磁场方向改为垂直斜面向上,根据左手定则可知安培力沿斜面向上,根据平衡条件得：

B

2

IL=mgsin30°

解得：

答：（1）导体棒ab中电流的方向如图所示,此状态时的磁感应强度的大小B

1

为2T；

（2）若磁场方向改为垂直斜面向上,此状态时的磁感应强度的大小B

2

为1T．

14、A

1 V

2

R

1

滑动变阻器分压 A

1

内接- r

1

15、解：（1）物块做平抛运动：H﹣h=gt2设到达B点时竖直分速度为

v y ,v

y

=gt

在B点 tanθ=

V

=4m/s

（2）从A至C点,由动能定理 mgH=﹣由上式可得

v

2

=6m/s

由题意可知小物块m的摩擦力 f=μmg=ma

解得a=2m/s2

物体做匀减速运动时间

t

1

==1s

位移S

1

==5m＜

9m

后做匀速运

动 t

2

==1s

所以

t=t

1+t

2

=2s

传送带与物体间的相对位移△s=S

1﹣vt

1

=5m﹣

4m=1m

Q=μmg△s=2J

答：（1）小物块从A点水平抛出的速度v

的大小为4m/s；

（2）小物块在传送带上运动的时间t为2s,小物块与传送带之间由于摩擦产生的热量Q为2J．

16、解：（1）金属棒开始运动时产生感应电动势E=BLv

=1×0.4×2=0.8V；

电路中的电流I==A=0.4A；

,由几何（2）金属棒向右运动运动距离为x时,金属棒接入电路的有效长度为L

1

关系可得：

=

==0.4﹣

L

1

=0.16﹣（0≤x）

此时金属棒所受安培力为：F=BIL

1

作出F﹣x图象,由图象可得运动过程中确服安培力所做的功为：

W=x==0.36J；

（3）金属棒运动过程所用时间为t,W=I2Rt；

解得：t=s；

设金属棒运动的的速度为v,由于电阻R上消耗的电功率不变；

则有：

=B v；

BLv

v=2v

由动能定理可得：

2

Pt﹣W=mv2﹣mv

解得：P=

代入数据解得：P=3.52W ．

答：（1）电路中的电流I 为0.4A ； （2）金属棒向右运动

过程中克服安培力做的功W 为0.36J ；

（3）金属棒向右运动过程中外力做功的平均功率P 为3.52W ．

17、解：（1）由图象可得到拉力F 与t 的大小随时间变化 的函数表达式为 F=F 0+

当b 棒匀加速运动时,根据牛顿第二定律有： F ﹣f ﹣F 安=ma F 安=B 0IL I=

v=at

∴F 安=

联立可解得F=f+ma+

代入数据可解得a=5m/s2 f=0.2N

（2）当磁感应强度均匀增大时,闭合电中和有恒定的感应电流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,当磁感应度增大到b所受安掊力F与最大静摩擦力f相等时开始滑动．

感应电动势：E=

I=

棒b将要运动时,有f=B

t

IL

∴Bt=

根据B

t =B

+t=0.1+0.5t,

得：t=1.8s

回路中产生焦耳热为：Q=I2?Rt=12×0.02×1.8=0.036J

答：（1）匀加速运动的加速度是5m/s2,b棒与导轨间的滑动摩擦力是0.2N．（2）在金属棒b开始运动前,这个装置释放的热量是0.036J