2017届高三上学期物理《电磁感应综合》专题复习试卷

江西万载株潭中学2017届高三上学期物理《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11

V

sinV

C．该交变电动势的瞬时值表达式为e=22

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S1=0.3m2的圆形线框中心区域存在匀强磁场，圆形磁场区面积S2=0.2m2．若取磁场方向垂直纸面向外为正方形，磁感应强度B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B1；

（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B2．

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v0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：

（1）小物块从A点水平抛出的速度v0的大小；

（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，在外力作用下从AB处以初速度υ0=2m/s沿导轨水平向右运动，棒与导轨接触良好，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小可以调节的竖直向上的匀强磁场中．开始时，磁感应强度B0=0.10T．设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2．

（1）若保持磁感应强度B0的大小不变，从t=0时刻开始，给b棒施加一个水平向右的拉力，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？

1、A 2、D 3、B 4、ACD 5、D 6、C 7、A 8、B 9、C 10、B 11、C． 12、C

参考答案

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： B1IL=mg 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： B2IL=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B1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B2为1T． 14、A1 V2 R1 滑动变阻器分压 A1内接

- r1

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vy，

vy=gt

在B点 tanθ=

V0=4m/s （2）从A至C点，由动能定理 mgH=由上式可得

v2=6m/s 由题意可知小物块m的摩擦力 f=μ

mg=ma 解得a=2m/s2

物体做匀减速运动时间t1=

=1s 位移S1=

=5m＜

9m

﹣

后做匀速运动 t2= 所以

t=t1+t2=2s 传送带与物体间的相对位移△s=S1﹣vt1=5m﹣4m=1m Q=μmg△s=2J

答：（1）小物块从A点水平抛出的速度v0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=BLv0=1×0.4×2=0.8V； 电路中的电流I=

=

A=0.4A；

=1s

（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L1，由几何关系可得：

=

L1==0.4﹣

此时金属棒所受安培力为：F=BIL1=0.16﹣（0≤x）

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；

设金属棒运动的则有： BLv0=Bv=2v0

v；

的速度为v，由于电阻R上消耗的电功率不变；

由动能定理可得： Pt﹣W=

mv2﹣

mv02

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=F0+

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=B0IL 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=BtIL

∴Bt=

根据Bt=B0+得：t=1.8s

t=0.1+0.5t，

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

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