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1、2020屆高考物理第二輪復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)中電路檢測(cè)
一.選擇題(4×10;每題至少有一個(gè)正確答案,不選或錯(cuò)選得0分;漏選得2分)
1.如圖所示,虛線框內(nèi)是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),導(dǎo)線框的三條豎直邊的電阻均為r,長(zhǎng)均為L(zhǎng),兩橫邊電阻不計(jì),線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。當(dāng)導(dǎo)線框以恒定速度v水平向右運(yùn)動(dòng),ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ab兩端的電勢(shì)差為U1,當(dāng)cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ab兩端的電勢(shì)差為U2,則 ( )
A.U1=BLv B.U1=BLv
C.U2=BLv D.U2=BLv
2.如圖所
2、示,a、b是平行金屬導(dǎo)軌,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面,c、d是分別串有電壓表和電流表金屬棒,它們與導(dǎo)軌接觸良好,當(dāng)c、d以相同速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí),下列正確的是( )
A.兩表均有讀數(shù)
B.兩表均無讀數(shù)
C.電流表有讀數(shù),電壓表無讀數(shù)
D.電流表無讀數(shù),電壓表有讀數(shù)
3.如圖所示,有一閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈軸線和磁場(chǎng)方向成300角,磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化.若所用導(dǎo)線規(guī)格不變,用下述方法中哪一種可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍?( )
300
╮
B
A.線圈匝數(shù)增加一倍
B.線圈面積增加一倍
C.線圈半徑增加一倍
D.改變線圈的軸線方向
a
3、b
d
B
c
4.如圖所示,理想變壓器左線圈與導(dǎo)軌相連接,導(dǎo)體棒ab可在導(dǎo)軌上滑動(dòng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,以下說法正確的是:
A.a(chǎn)b棒勻速向右滑,c、d兩點(diǎn)中c點(diǎn)電勢(shì)高
B.a(chǎn)b棒勻加速右滑,c、d兩點(diǎn)中d點(diǎn)電勢(shì)高
C.a(chǎn)b棒勻減速右滑,c、d兩點(diǎn)中d點(diǎn)電勢(shì)高
D.a(chǎn)b棒勻加速左滑,c、d兩點(diǎn)中c點(diǎn)電勢(shì)高
5.一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右作加速運(yùn)動(dòng),如圖所示,下列說法正確的是( )
v
a
b
d
c
A.線圈中無感應(yīng)電流,有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B.線圈中有感應(yīng)電流,也有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
C.線圈中無感應(yīng)電流,無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
D.a(chǎn)、b、c、d各點(diǎn)電勢(shì)的關(guān)系是:Ua=U
4、b,Uc=Ud,Ua>Ud
6.如圖所示,水平放置的兩平行導(dǎo)軌左側(cè)連接電阻,其它電阻不計(jì).導(dǎo)軌MN放在導(dǎo)軌上,在水平恒力F的作用下,沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),并將穿過方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)邊界PQ與MN平行,從MN進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí),通過MN的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化可能是下圖中的( )
t
i
A
0
t
i
B
0
t
i
D
0
t
i
C
0
N
R
M
P
Q
F
7. 如圖6—6所示,abcd是粗細(xì)均勻的電阻絲制成的長(zhǎng)方形線框,導(dǎo)體MN有電阻,電阻與ab邊電阻相同,可在ab邊及dc邊上無摩擦滑動(dòng),且接
5、觸良好,線框處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(圖中未畫出),當(dāng)MN由緊靠ad邊向bc邊勻速滑動(dòng)過程中,以下說法中正確的是( )
A. MN中電流先減小后增大 B. MN兩端電壓先增大后減小
C. MN上拉力的功率先減小后增大 D. 矩形線框中消耗的電功率先減小后增大
8.圖中,“∠” 形金屬導(dǎo)軌COD上放有一根金屬棒MN,拉動(dòng)MN使它以速度v 向右勻速平動(dòng),如果導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w,電阻率都為ρ,那么MN在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中,閉合回路的( )
A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變 B.感應(yīng)電流保持不變
C.感應(yīng)電流逐漸減弱
6、 D.感應(yīng)電流逐漸增強(qiáng)
9.如圖,電燈的燈絲電阻為2Ω,電池電動(dòng)勢(shì)為2V,內(nèi)阻不計(jì),線圈匝數(shù)足夠多,其直流電阻為3Ω.先合上電鍵K,過一段時(shí)間突然斷開K,則下列說法中錯(cuò)誤的有( )
A.電燈立即熄滅
B.電燈立即先暗再熄滅
C.電燈會(huì)突然比原來亮一下再熄滅,且電燈中電流方向與K斷開前方向相同
D.電燈會(huì)突然比原來亮一下再熄滅,且電燈中電流方向與K斷開前方向相反
10.電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電流體(如污水)在管中的流量(在單位時(shí)間內(nèi)通過管內(nèi)橫截面的流體的體積)。為了簡(jiǎn)化,假設(shè)流量計(jì)是如圖所示的橫截面為長(zhǎng)方形的一段管道,其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、
7、c,流量計(jì)的兩端與輸送液體的管道相連接(圖中虛線)。圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料,前后兩面是絕緣材料,現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面。當(dāng)導(dǎo)電液體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí),在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接,I表示測(cè)得的電流值。已知流體的電阻率為ρ,不計(jì)電流表的內(nèi)阻,則可求得流量為( )
A. B.
C. D.
二.(10分)填空
11.如圖所示,圓環(huán)a和b的半徑之比,a、b都是用同種材料同樣粗細(xì)的導(dǎo)線制成的,連接兩圓環(huán)的導(dǎo)線電阻不計(jì),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度始終以恒定的變化率變化,那么將a環(huán)和b環(huán)分別置
8、于同一磁場(chǎng)時(shí)(環(huán)面與磁場(chǎng)方向垂直),A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差之比 。
12.如圖所示,MN是一段光滑金屬圓弧軌道,其半徑為r,圓弧所對(duì)的圓心角是。整個(gè)裝置放在豎直面內(nèi),點(diǎn)M、O在豎直方向上,點(diǎn)M、O之間接有一只阻值是R的電阻,長(zhǎng)為2r的金屬桿OA(不計(jì)質(zhì)量)可繞點(diǎn)O在導(dǎo)軌所在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),另一端系著質(zhì)量為m的小球,若在垂直導(dǎo)軌平面內(nèi)加一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,將桿OA拉到水平位置緊貼導(dǎo)軌自由釋放,若小球到達(dá)豎直面內(nèi)最低位置的速度大小是。求流過電阻R的最大電流(不計(jì)其余部分電阻)為 。
13.(10分)如圖所示器材可用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象 及到定感應(yīng)電流
9、方向。
(1)在給出的實(shí)物圖中,用實(shí)線作為導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)儀器連成實(shí)驗(yàn)電路。
(2)將線圈L1插入L2中,合上開關(guān)穩(wěn)定后。能使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同的實(shí)驗(yàn)操作是 ( )
A、插入軟鐵棒 B、拔出線圈L1
C、使變阻器接入電路的阻值變大 D、斷開開關(guān)
14.截面積為0.2m2的100匝電阻可以忽略不計(jì)的線圈A,處在均勻磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向垂直線圈截面,如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=(0.6-0.2t)T(t為時(shí)間,以秒為單位),R1=4Ω
10、,R2=6Ω,C=3F,線圈電阻不計(jì),求:
(1)閉合S2后,通過R2的電流大小和方向;
(2)S1切斷后,通過R2的電量。
15.如圖所示,垂直紙面向外的磁場(chǎng)強(qiáng)弱沿y軸方向不變,沿x軸方向均勻增加,變化率為。有一長(zhǎng),寬的矩形線框abcd以的速度沿x軸方向勻速運(yùn)動(dòng),問:(1)金屬框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大?
(2)若金屬框的電阻為,為保持金屬框勻速運(yùn)動(dòng),需加多大的外力?
16.如圖所示,導(dǎo)線圓環(huán)總電阻為2R,半徑為d,垂直磁場(chǎng)固定于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,此磁場(chǎng)的左邊界正好與圓環(huán)直徑重合,電阻為R的直金屬棒ab以恒定的角速度ω繞過環(huán)心O的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。a、b
11、端正好與圓環(huán)保持良好接觸,到圖示位置時(shí),求:
(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓;
(2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的電功率。
17.如圖所示,da、cb為相距的平行導(dǎo)軌(電阻可以忽略不計(jì)),a、b間接一個(gè)固定電阻,阻值為R,長(zhǎng)直細(xì)金屬桿MN可以按任意角架在平行導(dǎo)軌上,并以勻速v滑動(dòng)(平移),v的方向和da平行,桿MN有電阻,每米長(zhǎng)的電阻值為R,整個(gè)空間充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直紙面(dabc平面)向里。
(1)求固定電阻R上消耗的電功率為最大時(shí)角的值。
(2)求桿MN上消耗的電功率為最大時(shí)角的值。
12、
18.有一種磁性加熱裝置,其關(guān)鍵部分由焊接在兩個(gè)等大的金屬圓環(huán)上的n根間距相等的平行金屬條組成,成“鼠籠”狀,如圖12—3—16所示.每根金屬條的長(zhǎng)度為l,電阻為R,金屬環(huán)的直徑為D、電阻不計(jì).圖中虛線所示的空間范圍內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的寬度恰好等于“鼠籠”金屬條的間距.當(dāng)金屬環(huán)以角速度ω繞過兩圓環(huán)的圓心的軸 OO′轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),始終有一根金屬條在垂直切割磁感線.“鼠籠”的轉(zhuǎn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),這套設(shè)備的效率為η,求電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率.
19.為了測(cè)量列車運(yùn)行的速度和加速度大小,可采用如圖的裝置,它是由安裝在列車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在
13、軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀組成(測(cè)量記錄儀未畫出)。當(dāng)列車頭部經(jīng)過線圈上方時(shí),線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來了,就能求出列車在各個(gè)位置的速度和加速度。
如圖下圖所示,假設(shè)磁體端部的磁感應(yīng)強(qiáng)度,且全部集中在端部范圍內(nèi)與端面垂直,磁體寬度與線圈寬度相同,且都很小,線圈匝數(shù)為,長(zhǎng),電阻(包括引出線電阻),測(cè)量記錄下的電流——位移圖線如下圖1所示。
(1)試計(jì)算在離O(原點(diǎn))30m、130m處列車速度和。
(2)假設(shè)列車是勻加速直線運(yùn)動(dòng),求列車加速度。
圖1
參考答案
1.BD
2.B
3.C
4.BD
5.AD
14、
6.ACD
7.ABC
8.B
9.ACD
10 .A
11.
12.
13.(1)圖: (2)BCD
14.解: (1) E=SΔB/ΔT
I=E/( R1+ R2)
所以I=0.04(A)方向a→b;
(2)Q=CUR2
UR2=IR2
所以Q=7.2×10-6(C)
15.(1)0.04V (2)0.04N
16.(1)從b→a,; (2)。
17.如圖5所示,桿滑動(dòng)時(shí)切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,與角無關(guān)。
用r表示兩導(dǎo)軌間那段桿的電阻,回路中的電流為
(1)電阻R上消耗的電功率為
由和R均與無關(guān)
15、,所以r的值最小時(shí)的值達(dá)最大,當(dāng)桿與導(dǎo)軌垂直時(shí)兩軌道間的桿長(zhǎng)最短,r的值最小,所以最大時(shí)的值為。
(2)桿上消耗的電功率為
要求最大,即要求取最大值。由于
顯然,時(shí),有極大值,因每米桿長(zhǎng)的電阻值為R,即要求兩導(dǎo)軌間的桿長(zhǎng)為1m,所以有以下兩種情況:
① 如果,則滿足下式時(shí)
所以
②如果,則兩導(dǎo)軌間那段桿長(zhǎng)總是大于1m,即總有,由于
在的條件下,上式隨r的減小而單調(diào)減小,r取最小值時(shí),取最小值,取最大值,所以取最大值時(shí)值為。
18.于磁場(chǎng)中的金屬條切割磁感線的線速度為v=ω
產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv=Blω
通過切割磁感線的金屬條的電流為I=
磁場(chǎng)中導(dǎo)體受到的安培力為F=BIl
克服安培力做功的功率為P安=Fv=
電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為P=P安/η
聯(lián)立以上各式解出P=
19.(1) (2)