《2014年高考物理復(fù)習(xí) 第9章 單元小結(jié)練 感應(yīng)電流方向的判斷及大小的計(jì)算訓(xùn)練題 新人教版》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2014年高考物理復(fù)習(xí) 第9章 單元小結(jié)練 感應(yīng)電流方向的判斷及大小的計(jì)算訓(xùn)練題 新人教版(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
單元小結(jié)練 感應(yīng)電流方向的判斷及大小的計(jì)算
(限時(shí):45分鐘)
一、單項(xiàng)選擇題
1.如圖1所示,某人在自行車道上從東往西沿直線以速度v騎行,該
處地磁場(chǎng)的水平分量大小為B1,方向由南向北,豎直分量大小為B
2,方向豎直向下;自行車車把為直把、金屬材質(zhì),兩把手間距為
L,只考慮自行車在地磁場(chǎng)中的電磁感應(yīng),下列結(jié)論正確的是( )
A.圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低
B.圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高 圖1
C.自行車左車把的電勢(shì)比右車把的電勢(shì)高B2Lv
D.自行車在十字路口左拐改為南北騎向,則自行車車把兩
2、端電動(dòng)勢(shì)要降低
答案 AC
解析 自行車車把切割磁感線,由右手定則知,自行車左車把的電勢(shì)比右車把的電勢(shì)高B2Lv;輻條旋轉(zhuǎn)切割磁感線,由右手定則知,圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低;自行車在十字路口左拐改為南北騎向,地磁場(chǎng)豎直分量始終垂直于自行車車把,則其兩端電動(dòng)勢(shì)不變.正確答案為A、C.
2.兩個(gè)大小不同的絕緣金屬圓環(huán)a、b如圖2所示疊放在一起,小圓環(huán)b有一
半面積在大圓環(huán)a中,當(dāng)大圓環(huán)a通上順時(shí)針?lè)较螂娏鞯乃查g,小圓環(huán)中
感應(yīng)電流的方向是 ( )
A.順時(shí)針?lè)较?
3、 圖2
B.逆時(shí)針?lè)较?
C.左半圓順時(shí)針,右半圓逆時(shí)針
D.無(wú)感應(yīng)電流
答案 B
解析 當(dāng)大圓環(huán)a中電流為順時(shí)針?lè)较驎r(shí),圓環(huán)a內(nèi)部的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,而環(huán)外的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,但環(huán)里磁場(chǎng)比環(huán)外磁場(chǎng)要強(qiáng),圓環(huán)b的凈磁通量是垂直紙面向里且增強(qiáng)的;由楞次定律可知圓環(huán)b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直紙面向外;再由安培定則得出圓環(huán)b中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍珺正確.
3.如圖3所示,一磁鐵用細(xì)線懸掛,一個(gè)很長(zhǎng)的銅管固定在磁鐵的正下方,開(kāi)始時(shí)磁鐵上端與銅管上端相平,燒斷細(xì)線,磁鐵落入銅管的過(guò)程中,
4、下列說(shuō)法正確的是 ( )
①磁鐵下落的加速度先增大,后減小
②磁鐵下落的加速度恒定
③磁鐵下落的加速度一直減小最后為零
圖3
④磁鐵下落的速度先增大后減小
⑤磁鐵下落的速度逐漸增大,最后勻速運(yùn)動(dòng)
A.只有②正確
B.只有①④正確
C.只有①⑤正確
D.只有③⑤正確
答案 D
解析 剛燒斷細(xì)線時(shí),磁鐵只受重力,向下加速運(yùn)動(dòng),銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流,對(duì)磁鐵的下落產(chǎn)生阻力,故磁鐵速度增大,加速度減小,當(dāng)阻力和重力相等時(shí),磁鐵加速度為零,速度達(dá)到最大,做勻速運(yùn)動(dòng),可見(jiàn)D正確.
4.下列各圖中,相同的條形磁鐵垂直穿過(guò)相同的線圈時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大的是(
5、 )
答案 D
解析 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E=n=nS,A、B兩圖磁通量的變化量相同,C圖變化量最小,D圖變化量最大.磁鐵穿過(guò)線圈所用的時(shí)間A、C、D圖相同且小于B圖所用的時(shí)間,綜合比較,D圖中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大.
5.如圖4所示,一導(dǎo)線彎成閉合線圈,以速度v向左勻速進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直平面向外.線圈總電阻為R,從線圈進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始到完全進(jìn)入磁場(chǎng)為止,下列結(jié)論正確的是 ( )
圖4
A.感應(yīng)電流一直沿順時(shí)針?lè)较?
B.線圈受到的安培力先增大
6、,后減小
C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E=Brv
D.穿過(guò)線圈某個(gè)橫截面的電荷量為
答案 AB
解析 在閉合線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)閉合線圈的磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向一直為順時(shí)針?lè)较?,A正確.線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度先變大后變小,感應(yīng)電流先變大后變小,安培力也先變大后變小,B正確.線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度最大值為2r,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為E=2Brv,C錯(cuò)誤.穿過(guò)線圈某個(gè)橫截面的電荷量為q==,D錯(cuò)誤.
6.如圖5所示,一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng),直徑CD始終與MN
7、垂直.從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止,下列結(jié)論正確的是 ( )
圖5
A.感應(yīng)電流方向不變
B.CD段直導(dǎo)線始終不受安培力
C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em=Bav
D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值=πBav
答案 ACD
解析 在閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)閉合回路的磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较虿蛔?,A正確.根據(jù)左手定則可判斷,CD段受安培力向下,B不正確.當(dāng)半圓形閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)一半時(shí),這時(shí)有效切割長(zhǎng)度最大為a,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em=Bav,C正確.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值===πBav.D正確.
7.如圖6所示,一半圓形鋁框處在水平向外的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)
8、中,場(chǎng)中各點(diǎn)
的磁感應(yīng)強(qiáng)度為By=,y為該點(diǎn)到地面的距離,c為常數(shù),B0為
一定值.鋁框平面與磁場(chǎng)垂直,直徑ab水平,空氣阻力不計(jì),鋁框 圖6
由靜止釋放下落的過(guò)程中 ( )
A.鋁框回路磁通量不變,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0
B.回路中感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较颍睆絘b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為0
C.鋁框下落的加速度大小一定小于重力加速度g
D.直徑ab受安培力向上,半圓弧ab受安培力向下,鋁框下落加速度大小可能等于g
答案 C
解析 由題意知,y越小,By越大,下落過(guò)程中,磁通量逐漸
9、增加,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為0,A錯(cuò)誤;由楞次定律判斷,鋁框中電流沿順時(shí)針?lè)较颍玌ab≠0,B錯(cuò)誤;直徑ab受安培力向上,半圓弧ab受安培力向下,但直徑ab處在磁場(chǎng)較強(qiáng)的位置,所受安培力較大,半圓弧ab的等效水平長(zhǎng)度與直徑相等,但處在磁場(chǎng)較弱的位置,所受安培力較小,這樣整個(gè)鋁框受安培力的合力向上,鋁框下落的加速度大小小于g,故C正確,D錯(cuò)誤.
8.如圖7所示的電路中,L是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈,
D1、D2和D3是三個(gè)完全相同的燈泡,E是內(nèi)阻不計(jì)的電源.在t=0
時(shí)刻,閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后在t1時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S.規(guī)定電路穩(wěn)定時(shí)
流過(guò)D1、D2的電流方向?yàn)檎较?,分別用I1、I2
10、表示流過(guò)D1和D2的
電流,則下圖中能定性描述電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的是 ( ) 圖7
答案 BC
解析 在t1時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后,由于自感現(xiàn)象通過(guò)D1的電流逐漸減小,方向不變,A錯(cuò)誤,B正確;而通過(guò)D2和D3的電流方向立即改變,且逐漸減小,C正確,D錯(cuò)誤.
三、非選擇題
9.(2011·浙江理綜·23)如圖8甲所示,在水平面上固定有長(zhǎng)為L(zhǎng)=2 m、寬為d=1 m的金屬“U”型導(dǎo)軌,在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m=0.1 kg的導(dǎo)體棒以v0=1 m/s的
11、初速度從導(dǎo)軌的左端開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為λ=0.1 Ω/m,不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場(chǎng)的影響(取g=10 m/s2 ).
甲 乙
圖8
(1)通過(guò)計(jì)算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況;
(2)計(jì)算4 s內(nèi)回路中電流的大小,并判斷電流方向;
(3)計(jì)算4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱.
答案 (1)前1 s導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng),1 s~4 s內(nèi)一直保持靜止 (2)0.2 A,順時(shí)針?lè)较颉?3)0.04 J
解析 (1)導(dǎo)體棒先在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域做勻減速直線運(yùn)動(dòng),有
-μmg=ma,vt=v0+a
12、t,s=v0t+at2
導(dǎo)體棒速度減為零時(shí),vt=0.
代入數(shù)據(jù)解得:t=1 s,s=0.5 m
13、,寬度為L(zhǎng)的金屬框架豎直固定在絕緣地面上,框架
的上端接有一個(gè)電子元件,其阻值與其兩端所加的電壓成正比,
即R=kU,式中k為已知常數(shù).框架上有一質(zhì)量為m,離地高為
h的金屬棒,金屬棒與框架始終接觸良好無(wú)摩擦,且保持水平.
磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向里.將金屬棒
由靜止釋放,棒沿框架向下運(yùn)動(dòng),不計(jì)金屬棒及導(dǎo)軌的電阻.重
力加速度為g.求:
(1)金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,流過(guò)棒的電流的大小和方向; 圖9
(2)金屬棒落到地面時(shí)的速度大??;
(3)金屬棒從釋放到落地過(guò)程中通過(guò)電子元件的電荷量.
答案 (1) 水平向右(或從a→b) (2)
(3)
解析 (1)流過(guò)電子元件的電流大小為I==,由串聯(lián)電路特點(diǎn)知流過(guò)棒的電流大小也為,由右手定則判定流過(guò)棒的電流方向?yàn)樗较蛴?或從a→b)
(2)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒受到的安培力為F安=BIL=
對(duì)金屬棒運(yùn)用牛頓第二定律有mg-F安=ma
得a=g-恒定,故金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
根據(jù)v2=2ax,得v=
(3)設(shè)金屬棒經(jīng)過(guò)時(shí)間t落地,有h=at2
解得t= =
故有q=I·t=