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2019-2020年高三物理一輪 雙基鞏固卷 第9-10單元 一、選擇題(每小題6分，共42分) 1．在豎直向上的勻強磁場中水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，線圈所圍的面積為0.1 m2，線圈電阻為1 Ω.規(guī)定線圈中感應電流I的正方向從上往下看是順時針方向，如圖G4－1甲所示．磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示．下列說法正確的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙 圖G4－1 A．在0～5 s內，I的最大值為0.1 A B．在第4 s時，I的方向為逆時針 C．前2 s內，通過線圈截面的總電荷量為0.01 C D．第3 s內，線圈的發(fā)熱功率最大 2．信用卡的磁條中有一個個連續(xù)的相反極性的磁化區(qū)，如圖G4－2所示，刷卡時，當磁條以某一速度拉過信用卡閱讀器的檢測頭時，在檢測頭的線圈中產生感應電流，那么下列說法正確的是(　　) 圖G4－2 A．A、B、C三位置經過檢測頭時，線圈中有感應電流產生 B．A、B、C三位置經過檢測頭時，線圈中無感應電流產生 C．A、C兩位置經過檢測頭時，線圈中感應電流方向相同 D．A、C兩位置經過檢測頭時，線圈中感應電流方向相反 圖G4－3 3．如圖G4－3所示，寬度為L的有界勻強磁場的方向垂直紙面向里，磁感應強度的大小為B.閉合等腰直角三角形導線框abc的直角邊ab長為2L，線框總電阻為R，規(guī)定沿abca方向為感應電流的正方向．導線框以速度v勻速向右穿過磁場的過程中，感應電流隨時間變化規(guī)律的圖象是圖G4－4中的(　　) A　　　　　B　　　　　C　　　　　D 圖G4－4 圖G4－5 4．如圖G4－5所示，電路中A、B是完全相同的燈泡，L是一帶鐵芯的線圈，開關S原來閉合，則開關S斷開的瞬間(　　) A．L中的電流方向改變，燈泡B立即熄滅 B．L中的電流方向不變，燈泡B要過一會兒才熄滅 C．L中的電流方向改變，燈泡A比B熄滅慢 D．L中的電流方向不變，燈泡A比B熄滅慢 5．如圖G4－6所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略，其余輸電線電阻可不計，則當開關S閉合時(　　) 圖G4－6 A．交流電壓表V2和V3的示數(shù)一定都變小 B．交流電壓表V3的示數(shù)變小 C．交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)一定都變大 D．只有交流電流表A1的示數(shù)變大 6．如圖G4－7所示，正方形線框abcd長為L，每邊電阻均為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞cd軸以角速度ω轉動，c、d兩點與外電路相連，外電路電阻也為r.下列說法中正確的是(　　) 圖G4－7 A．S斷開時，電壓表讀數(shù)為BωL2 B．S斷開時，電壓表讀數(shù)為BωL2 C．S閉合時，電流表讀數(shù)為BωL2 D．S閉合時，線框從圖示位置轉過過程中流過電流表的電荷量為 二、實驗題(20分) 7．(8分)某學生做實驗驗證楞次定律時，分別研究開關斷開、閉合；原線圈插入副線圈、原線圈從副線圈中拔出；變阻器滑片快速移動；插入鐵芯、拔出鐵芯等情況下感應電流方向與磁通量改變之間的關系，所用到的重要思想方法主要有______． A．等效替代　　　　　　B．歸納總結 C．控制變量 D．理想化模型 該實驗得到的最終結果是：感應電流的______________________引起感應電流的磁通量的變化． 8．(12分)電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，它與計算機相連，能在幾秒內畫出電流隨時間變化的圖象．如圖G4－8甲所示電路，電源電動勢為直流8 V, 電容器為幾百微法的電解電容器，先使開關S與1相連，電源向電容器充電，然后把開關S擲向2，電容器通過電阻R放電，計算機屏幕上顯示出電流隨時間變化的I－t曲線如圖乙所示．在圖乙中畫出了一豎立的狹長矩形(在乙圖的左端)，它的面積的物理意義是：____________________．根據以上數(shù)據估算的電容是________(結果保留三位有效數(shù)字)． 圖G4－8 三、計算題(42分) 9．(18分)如G4－9所示，寬為0.5 m的光滑水平金屬框架固定在方向豎直向下、磁感應強度大小為B＝0.80 T的勻強磁場中，框架左端連接一個R＝0.4 Ω的電阻，框架上面置一電阻r＝0.1 Ω的金屬導體ab，ab長為0.5 m，ab始終與框架接觸良好且在水平恒力F作用下以v＝1.25 m/s的速度向右勻速運動(設水平金屬框架足夠長，軌道電阻及接觸電阻忽略不計)． (1)試判斷金屬導體ab兩端哪端電勢高； (2)求通過金屬導體ab的電流大小； (3)求水平恒力F對金屬導體ab做功的功率． 圖G4－9 10．(24分)如圖G4－10所示，在距離水平地面h＝0.8 m的虛線的上方有一個方向垂直于紙面水平向里的勻強磁場，正方形線框abcd的邊長l＝0.2 m，質量m＝0.1 kg，電阻R＝0.08 Ω.一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連接線框，另一端連接一質量M＝0.2 kg的物體A.開始時線框的cd在地面上，各段繩都處于伸直狀態(tài)，由靜止釋放物體A，一段時間后線框進入磁場，已知線框的ab邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動．當線框的cd邊進入磁場時，物體A恰好落地，同時將輕繩剪斷，線框繼續(xù)上升一段時間后開始下落，最后落至地面．整個過程線框沒有轉動，線框平面始終處于紙面內，g取10 m/s2. (1)勻強磁場的磁感應強度B為多大？ (2)線框從開始運動到最高點，用了多長時間？ (3)線框落地時的速度為多大？ 圖G4－10 1．BC　[解析] 根據B－t圖象的斜率k＝，則E＝＝＝nSk，剛開始時圖象的斜率最大，為0.1，代入得感應電動勢為0.01 V，感應電流I的最大值為0.01 A，故選項A錯誤；在第4 s時，根據楞次定律，感應電流I的方向為逆時針，故選項B正確；由q＝，代入得前2 s內通過線圈截面的總電荷量為0.01 C，故選項C正確；第3 s內，磁感應強度B不變，故不產生感應電流，因此發(fā)熱功率為零，選項D錯誤． 2．AD　[解析] A、B、C三位置處于磁性過渡區(qū)，經過檢測頭時，引起線圈中磁通量變化，有感應電流產生，A對，B錯．A、C兩位置磁性變化規(guī)律不同，經過檢測頭時引起線圈中磁通量變化情況相反，感應電流方向相反，C錯，D對． 3．D　[解析] 在0～時間內，根據公式E＝Blv，等腰直角三角形導線框abc進入磁場區(qū)域，感應電動勢和感應電流隨著導線切割磁感線的有效長度的增大而均勻增大，穿過線圈的磁通量在增大，根據楞次定律，感應電流的方向為逆時針；在～時間內，磁通量在均勻增大，根據E＝可知，感應電動勢和感應電流恒定不變，根據楞次定律，感應電流的方向為逆時針；在～時間內，等腰直角三角形導線框abc切割磁感線的有效長度均勻增大，根據公式E＝Blv，感應電動勢和感應電流均勻增大，由于磁通量逐漸減小，感應電流的方向為順時針，綜上所述，選項D正確． 4．D　[解析] 當開關S斷開時，L與燈泡A組成回路，由于自感，L中的電流由原來數(shù)值逐漸減小，電流方向不變，A燈熄滅要慢，B燈電流瞬間消失，立即熄滅，選項D正確． 5．B　[解析] 因為U不變，由＝可得U2不變；當S閉合后，副線圈所在電路的總電阻R減小，由I2＝可知總電流I2增大；由UI1＝U2I2得I1＝，故I1增大；電阻R1兩端的電壓U3＝U2－I2R′，故U3變小，I3＝變小．綜上所述，交流電流表A1、A2的示數(shù)變大，A3的示數(shù)變小，交流電壓表V2的示數(shù)不變，V3的示數(shù)變小，故只有選項B正確． 6．BD　[解析] 正方形線框在磁感應強度為B的勻強磁場中繞cd軸以角速度ω轉動，產生的感應電動勢最大值為BωL2，電源電動勢為E＝BωL2.S斷開時，內電路電流I＝＝BωL2，電壓表讀數(shù)等于c、d兩點之間的電壓，為U＝Ir＝BωL2，選項B正確，選項A錯誤；S閉合時，電路總電阻為3r＋＝r，ab中電流為I＝＝BωL2，電流表讀數(shù)為＝BωL2，選項C錯誤；S閉合時，線框從圖示位置轉過過程中，磁通量變化ΔФ＝BL2，時間Δt＝，產生感應電動勢的平均值為＝，電流平均值為，流過電流表的電流平均值為I＝，電荷量為q＝IΔt＝，選項D正確． 7. BC　磁場總是要阻礙 [解析] 分析產生感應電流的各種裝置情況，總結共同規(guī)律．在每次實驗中，只改變一個條件，其他條件是不變的. 8．通過電流傳感器的電荷量　330 μF [解析] 由q＝It可知，I－t圖象中的面積表示通過電流傳感器的電荷量．由數(shù)格法可知電容器放電前所帶電荷量Q＝330.210－30.4 C＝2.6410－3 C，則C＝＝330 μF. 9．(1)a端　(2)1 A　(3)0.5 W [解析] (1)a端電勢較高． (2)E＝Blv I＝，代入數(shù)據得I＝1 A. (3)金屬導體做勻速直線運動，受力平衡，有F＝F安 又因為F安＝BIL P＝Fv 代入數(shù)據得P＝0.5 W. 10．(1)1 T　(2)0.9 s　(3)4 m/s [解析] (1)設線框到達磁場邊界時的速度大小為v，由機械能守恒定律可得： Mg(h－l)＝mg(h－l)＋(M＋m)v2 解得：v＝2 m/s 線框的ab邊剛進入磁場時，感應電流：I＝ 線框恰好做勻速運動，有：Mg＝mg＋IBl 聯(lián)立解得：B＝1 T. (2)設線框進入磁場之前運動的時間為t1，有： h－l＝vt1 解得：t1＝0.6 s 線框進入磁場過程做勻速運動，所用的時間：t2＝＝0.1 s 此后輕繩拉力消失，線框做豎直上拋運動，到最高點時所用的時間：t3＝＝0.2 s 線框從開始運動到最高點，所用的時間：t＝t1＋t2＋t3＝0.9 s. (3)線框從最高點下落至磁場邊界時速度大小不變，線框穿磁場過程所受的安培力大小也不變， 因此，線框穿出磁場過程還是做勻速運動，離開磁場后做豎直下拋運動． 由機械能守恒定律可得： mv＝mv2＋mg(h－l) 解得線框落地時的速度：vt＝4 m/s.