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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元質(zhì)檢七 電磁感應(yīng)（含解析）滬科版 　單元質(zhì)檢第17頁　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分) 1.在物理學(xué)發(fā)展過程中,觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用。下列敘述不符合史實(shí)的是(　　) A.奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng),該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系 B.安培根據(jù)通電螺線管的磁場(chǎng)和條形磁鐵的磁場(chǎng)的相似性,提出了分子電流假說 C.法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀察到,在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中,會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流 D.楞次在分析了許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)后提出,感應(yīng)電流應(yīng)具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 解析:電流能產(chǎn)生磁場(chǎng),說明電和磁之間存在聯(lián)系,A項(xiàng)正確;為解釋磁現(xiàn)象的電本質(zhì),安培根據(jù)螺線管和條形磁鐵的磁場(chǎng)的相似性,提出了分子電流假說,B項(xiàng)正確;恒定電流附近的固定導(dǎo)線框,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,C項(xiàng)錯(cuò)誤;楞次通過實(shí)驗(yàn),得出了楞次定律,D項(xiàng)正確。 答案:C 2.如圖所示,一塊絕緣薄圓盤可繞其中心的光滑軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),圓盤的四周固定著一圈帶電的金屬小球,在圓盤的中部有一個(gè)圓形線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)圓盤沿順時(shí)針方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向(由上向下看)的電流,則下列關(guān)于可能出現(xiàn)的現(xiàn)象的描述正確的是(　　) A.圓盤上金屬小球帶負(fù)電,且轉(zhuǎn)速減小 B.圓盤上金屬小球帶負(fù)電,且轉(zhuǎn)速增加 C.圓盤上金屬小球帶正電,且轉(zhuǎn)速不變 D.圓盤上金屬小球帶正電,且轉(zhuǎn)速減小 解析:線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向(由上向下看)的感應(yīng)電流,由右手定則可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,由楞次定律可知可能是線圈中向上的磁場(chǎng)減弱或向下的磁場(chǎng)增強(qiáng)的結(jié)果,若圓盤上金屬小球帶負(fù)電,順時(shí)針旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流,磁場(chǎng)方向向上,轉(zhuǎn)速減小時(shí),向上的磁場(chǎng)減弱,選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤;同理可知若圓盤上金屬小球帶正電,產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流,磁場(chǎng)方向向下,轉(zhuǎn)速增加時(shí),向下的磁場(chǎng)增強(qiáng),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 答案:A 3.如圖甲所示,正三角形導(dǎo)線框abc固定在磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。t=0時(shí)刻磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,在0~4 s時(shí)間內(nèi),線框ab邊所受安培力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系(規(guī)定水平向左為力的正方向)可能是下圖中的(　　) 解析:由法拉第電磁感應(yīng)定律有E==S、I=和F=IBl可知F=Bl,其中等于Bt圖線的斜率,則據(jù)圖乙可知0~2 s時(shí)為定值,線框ab邊所受安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比;2~3 s時(shí)=0,則線框ab邊所受安培力等于零;3~4 s時(shí)為定值,線框ab邊所受安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比,根據(jù)楞次定律可以判斷各段時(shí)間內(nèi)安培力F的方向,本題只有選項(xiàng)A正確。 答案:A 4. 如圖所示,水平放置的兩光滑導(dǎo)軌MN、PQ位于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌電阻不計(jì),質(zhì)量和電阻阻值完全相同的兩根金屬棒a和b靜止地橫放在水平導(dǎo)軌上。現(xiàn)將一水平向右的恒力F作用在棒a上,使兩金屬棒運(yùn)動(dòng)起來,則下列說法中正確的是(　　) A.棒a先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),而棒b先做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),最終兩者一起勻速向前運(yùn)動(dòng) B.棒a先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),而棒b先做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),最終兩者以相同的加速度向前加速運(yùn)動(dòng) C.兩棒最終以相同的速度運(yùn)動(dòng),且回路的電流不為零 D.兩棒最終以相同的加速度共同運(yùn)動(dòng),此后力F所做的功等于兩棒動(dòng)能的增加 解析:當(dāng)F作用后,對(duì)棒a根據(jù)牛頓第二定律和法拉第電磁感應(yīng)定律有F-=maaa,可知:a棒速度增加,aa逐漸減小;對(duì)于棒b有=mbab,則ab逐漸增大。對(duì)于整體,根據(jù)牛頓第二定律,最終兩棒會(huì)以相同的加速度向右運(yùn)動(dòng)。由于最終兩棒的速度大小不同,所以棒中有電流,F做的功一部分要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。綜上所述,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,B正確。 答案:B 5. 如圖所示,相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,上端接有定值電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放,當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力,并保持拉力的功率恒為P,導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為g。下列選項(xiàng)正確的是(　　) A.P=2mgvsinθ B.P=3mgvsinθ C.當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)加速度大小為sinθ D.在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中,R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功 解析:當(dāng)導(dǎo)體棒以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),沿斜面方向有mgsinθ=;當(dāng)導(dǎo)體棒以2v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),沿斜面方向F+mgsinθ=,故F=mgsinθ,此時(shí)拉力F的功率P=F2v=2mgvsinθ,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到時(shí),沿斜面方向mgsinθ-=ma,解得:a=gsinθ,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒的速度達(dá)到2v以后,拉力與重力的合力做的功等于R上產(chǎn)生的焦耳熱,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:A 6.如圖所示,在光滑絕緣斜面上放置一矩形鋁框abcd,鋁框的質(zhì)量為m、電阻為R,斜面上ef線與gh線間有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),ef∥gh∥pq∥ab,eh>bc。如果鋁框從磁場(chǎng)上方的某一位置由靜止開始運(yùn)動(dòng),則從鋁框開始運(yùn)動(dòng)到ab邊到達(dá)gh線之前的速度(v)—時(shí)間(t)圖象可能正確的有(　　) 解析:由題意可知,若鋁框剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)受到安培力和重力沿斜面向下的分力平衡,則勻速進(jìn)入,出磁場(chǎng)時(shí),做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)(速度可能一直大于勻速運(yùn)動(dòng)的速度),選項(xiàng)A正確;若鋁框剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)受到安培力小于重力沿斜面向下的分力,則鋁框?qū)⒗^續(xù)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),完全進(jìn)入磁場(chǎng)后,做勻加速運(yùn)動(dòng),出磁場(chǎng)時(shí)開始減速,選項(xiàng)D正確。 答案:AD 7.如圖甲所示,等離子氣流(由高溫高壓的等電荷量的正、負(fù)離子組成)由左方連續(xù)不斷地以速度v0射入P1和P2兩極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,ab直導(dǎo)線與P1、P2相連接,線圈A與直導(dǎo)線cd相連接。線圈A內(nèi)存在如圖乙所示的變化磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向規(guī)定為向右,則下列敘述正確的是(　　) A.0~1 s內(nèi),ab、cd導(dǎo)線互相排斥 B.1~2 s內(nèi),ab、cd導(dǎo)線互相吸引 C.2~3 s內(nèi),ab、cd導(dǎo)線互相吸引 D.3~4 s內(nèi),ab、cd導(dǎo)線互相排斥 解析:由左手定則知,極板P1帶正電,電流由a流向b。由楞次定律知,0~1 s內(nèi)和1~2 s內(nèi),線圈A內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流由d流向c,再由左手定則知,ab、cd導(dǎo)線互相排斥,A正確,B錯(cuò)誤;同理分析,2~3 s內(nèi)和3~4 s內(nèi),線圈A內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流均為由c流向d,由左手定則知,ab、cd導(dǎo)線互相吸引,C正確,D錯(cuò)誤。 答案:AC 8.如圖,固定在同一水平面內(nèi)的兩根長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng),其右端接有阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),當(dāng)桿運(yùn)動(dòng)的距離為d時(shí),速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)。設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g。則求此過程中(　　) A.桿的最大速度為 B.通過電阻R上的電荷量為 C.克服安培力做的功為(F-μmg)d D.感應(yīng)電流在電阻R上產(chǎn)生的熱量是金屬桿上的倍 解析:設(shè)桿的速度最大值為v,則電路中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv,對(duì)應(yīng)的電流為I=,此時(shí)金屬棒處于平衡狀態(tài),故有:F-μmg-BIL=0。解得:v=,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電路中的感應(yīng)電荷量,即通過電阻R的電荷量為:q=,選項(xiàng)B正確;在金屬桿從開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:WF+Wf+W安=ΔEk,則克服安培力做的功應(yīng)等于(F-μmg)d與金屬棒最大動(dòng)能之差,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于R、r串聯(lián),焦耳熱與電阻成正比,選項(xiàng)D正確。 答案:BD 二、實(shí)驗(yàn)題(共15分) 9.(7分)某同學(xué)要測(cè)量一新材料制成的圓柱體的電阻率ρ,部分步驟如下: (1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示,由圖可知其長(zhǎng)度為　　　　cm; (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示,由圖可知其直徑為　　　　mm; (3)用多用電表歐姆擋的“10”倍率,按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖丙所示,則該電阻的阻值約為　　　　Ω。 丙 解析:由游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器以及多用電表讀數(shù)規(guī)律可知長(zhǎng)度為1.340 cm,直徑為3.700 mm,電阻的阻值約為220 Ω。 答案:(1)1.340　(2)3.700　(3)220 10.(8分)某研究性學(xué)習(xí)小組做“探究橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)開始前,他們提出了以下幾種猜想:①W∝,②W∝v,③W∝v2。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行的情形,這時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W。當(dāng)我們用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車在實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出。 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了使小車只在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng),應(yīng)采取的措施是　　　　　　　　。 (2)每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的,為了計(jì)算出小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的　　　　部分進(jìn)行測(cè)量。 (3)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了以下表格來記錄數(shù)據(jù)。其中W1、W2、W3、W4……表示橡皮筋對(duì)小車做的功,v1、v2、v3、v4……表示物體每次獲得的速度。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 …… W W1 W2 W3 W4 …… v v1 v2 v3 v4 …… 他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的Wv圖象,由圖象形狀得出結(jié)論W∝v2。他們的做法是否合適?請(qǐng)說明理由:　　　　。 解析:(1)因?yàn)樾≤囈艿侥Σ磷枇ψ饔?若把木板的末端墊起適當(dāng)高度,使mgsin θ=μmgcos θ,這樣小車所受的合外力就等于橡皮筋的彈力。 (2)橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)以后,小車將做勻速運(yùn)動(dòng),所以應(yīng)選用紙帶的點(diǎn)距均勻部分進(jìn)行測(cè)量。 (3)在物理實(shí)驗(yàn)中改變實(shí)驗(yàn)條件測(cè)得若干組數(shù)據(jù),往往可以用圖象法來處理數(shù)據(jù)。但物理量之間的關(guān)系,并不都是線性關(guān)系,需要經(jīng)過適當(dāng)?shù)拇鷵Q轉(zhuǎn)化為線性關(guān)系,求出所需要的物理量。 答案:(1)把木板的末端墊起適當(dāng)高度以平衡摩擦力　(2)點(diǎn)距均勻　(3)不合適。由曲線不能直接確定函數(shù)關(guān)系,應(yīng)進(jìn)一步繪制Wv2圖象 三、計(jì)算題(本題共3小題,共47分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 11.(15分)如圖所示,質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab,垂直放在相距為l的平行光滑金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板,R和Rx分別表示定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值,不計(jì)其他電阻。 (1)調(diào)節(jié)Rx=R,釋放導(dǎo)體棒,當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí),求通過棒的電流I及棒的速率v。 (2)改變Rx,待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后,將質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的微粒水平射入金屬板間,若它能勻速通過,求此時(shí)的Rx。 解析:(1)當(dāng)Rx=R,棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí),由平衡條件得 Mgsin θ=F 安培力F=BIl 解得I= 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv 電流I= 解得v= (2)微粒水平射入金屬板間,若它能勻速通過,由平衡條件得mg=q 棒沿導(dǎo)軌勻速下滑,由平衡條件得Mgsin θ=BI1l 金屬板間電壓U=I1Rx 解得Rx= 答案:(1)I=　v=　(2) 12.(16分) 如圖所示,固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN,其電阻不計(jì),間距d=0.5 m,P、M兩端接有一只理想電壓表,整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩金屬棒L1、L2平行地?cái)R在導(dǎo)軌上,其電阻均為 r=0.1 Ω,質(zhì)量分別為M1=0.3 kg和M2=0.5 kg。固定棒L1,使L2在水平恒力F=0.8 N的作用下,由靜止開始運(yùn)動(dòng)。試求: (1)當(dāng)電壓表讀數(shù)為U=0.2 V時(shí),棒L2的加速度為多大。 (2)棒L2能達(dá)到的最大速度vm。 解析:(1)流過L2的電流I=A=2 A L2所受的安培力F=B0Id=0.2 N 對(duì)L2得F-F=m2a 所以L2的加速度a=1.2 m/s2 (2)當(dāng)安培力F安與恒力F平衡時(shí),棒L2速度達(dá)到最大,此時(shí)電路電流為Im,則 F安=BImd Im= F安=F 得到,vm==16 m/s。 答案:(1)1.2 m/s2　(2)16 m/s 13.(16分)如圖甲所示,一足夠長(zhǎng)阻值不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L=1.0 m,NQ兩端連接阻值R=1.0 Ω的電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30。一質(zhì)量m=0.20 kg,阻值r=0.50 Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過光滑的定滑輪與質(zhì)量M=0.60 kg的重物相連。細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行。金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時(shí)間t之間的關(guān)系如圖乙所示,已知金屬棒在0~0.3 s內(nèi)通過的電荷量是0.3~0.6 s內(nèi)通過電荷量的,g取10 m/s2,求: (1)0~0.3 s內(nèi)棒通過的位移。 (2)金屬棒在0~0.6 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。 解析:(1)金屬棒在0.3~0.6 s內(nèi)通過的電荷量是 q1=I1t1= 金屬棒在0~0.3 s內(nèi)通過的電荷量 q2= 由題中的電荷量關(guān)系得 代入解得:s2=0.3 m (2)金屬棒在0~0.6 s內(nèi)通過的總位移為s=s1+s2=vt1+s2,代入解得s=0.75 m 根據(jù)能量守恒定律 Mgs-mgssin θ-Q=(M+m)v2 代入解得Q=2.85 J 由于金屬棒與電阻R串聯(lián),電流相等,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,得到它們產(chǎn)生的熱量與電阻成正比,所以金屬棒在0~0.6 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Qr=Q=0.95 J 答案:(1)0.3 m　(2)0.95 J