2019年高中物理 第1章《电磁感应与现代生活》综合检测 沪科版选修3-2.doc

2019年高中物理 第1章电磁感应与现代生活综合检测 沪科版选修3-2一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共计42分，每小题至少一个答案正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是()A与引起感应电流的磁场反向B加快引起感应电流的磁通量变化C阻碍引起感应电流的磁通量变化D使电路磁通量的变化有时加快，有时减慢，有时为零【解析】感应电流的磁场一定是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故C正确【答案】C2(xx杭州高二检测)如图1所示，当导体棒MN以速度v0开始向右沿导轨滑动的瞬间(导轨间有磁场，方向垂直纸面向里)，下列说法正确的是()图1A导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流B导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流C圆形金属环B中有感应电流D圆形金属环B中没有感应电流【解析】导线MN开始向右滑动瞬间，导体棒和导轨组成的闭合回路里磁通量发生变化，有感应电流产生，A正确；电磁铁A在圆形金属环B中产生的磁通量从零开始增加，金属环B中一定产生感应电流，C正确【答案】AC3(xx宝鸡高二检测)电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物下列相关的说法中正确的是()A锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗【解析】涡流是交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，故选项A正确、B错误；电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，锅体用金属制成利用涡流加热食物，故选项C、D错误【答案】A4(xx银川一中检测)如图2所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心环内两个圆心角为90的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度逆时针转动，t0时恰好在图示位置规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t0开始转动一周的过程中，电流随t变化的图像是()图2【解析】旋转的导体棒在磁场中切割磁感线，产生电动势，由右手定则可判断，开始时电流方向由b向a，为负方向，后来磁场方向相反，电流方向为正方向，因为只有开始的周期和第3个周期内导体棒切割磁感线，故应选C项【答案】C5.图3(xx镇海中学高二检测)如图3所示，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁铁的正下方，开始时磁铁上端与铜管上端相平，烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说法正确的是()磁铁下落的加速度先增大，后减小磁铁下落的加速度恒定磁铁下落的速度先增大后减小磁铁下落的加速度一直减小最后为零磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动A只有正确B只有正确C只有正确 D只有正确 【解析】磁铁下落过程中，将在铜管中产生感应电流，由楞次定律可知，磁铁将受到阻碍，磁铁下落速度越大，阻力越大，加速度越小，当阻力与重力相等时，加速度减为0，速度达到最大，磁铁以此速度匀速运动，故只有D项正确【答案】D6(xx金华十校联考)如图4所示，一个水平放置的“”形光滑导轨固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，ab是粗细、材料与导轨完全相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好在外力作用下、导体棒以恒定速度v向右平动，以导体棒在图中所示位置的时刻为计时起点，则回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间t变化的下列图像中正确的是()图4【解析】设“”形导轨的夹角为，经过时间t，导体棒的水平位移为xvt，导体棒切割磁感线的有效长度Lvttan ，所以回路中感应电动势EBLvBv2ttan ，感应电动势与时间t成正比，A正确；相似三角形的三边长之比为定值，故组成回路的三角形导轨总长度与时间成正比，故感应电流大小与时间无关，B错误；导体棒匀速移动，外力F与导体棒所受安培力为平衡力，故回路的外力的功率PFvBILvBIv2ttan ，与时间成正比，故C正确；回路产生的焦耳热QI2Rt，式中电流不变，回路电阻与t成正比，故焦耳热Q与t2成正比，D错误【答案】AC7.图5如图5所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是()A金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为12B金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1C从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为11D从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为11【解析】由题意知vcvb，所以EcEb，IcIb，电阻R消耗的功率PI2R，所以，A正确；所需的外力Fma，而金属棒所受的安培力，因加速度未知，B错误；金属棒从a到b和从b到c的两个过程中外力做功W1W2，由动能定理可知动能的增加量Ek1Ek2，由能量守恒定律可知Q1Q2，C错误；E，I，qIt，所以q，因金属棒从a到b和从b到c的两个过程中，磁通量的改变量相同，则通过金属棒横截面的电荷量之比为11，D正确【答案】AD二、非选择题(本大题共5个小题，共58分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)8.图6(8分)为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液粘滞情况，需要测量血管中血液的流速和流量(单位时间内流过血管横截面的血液的体积)，图6所示是电磁流量计示意图，将血管置于磁感应强度为B的匀强磁场中，测得血管两侧电压为U.已知血管的直径为d，则血液在血管中的流速v为_，流量Q为_【解析】由UBdv，得v，Q()2v.【答案】9(12分)把一个矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中匀速拉出(如图7)，第一次速度为v1，第二次速度为v2，且v22v1，则两情况下拉力的功之比_，拉力的功率之比_，线圈中产生的焦耳热之比_.图7【解析】根据EBLv，I，F安BIL.F安由于线圈匀速运动，故拉力FF安由于以不同速度拉出时位移相同故.再根据能量守恒，拉力功率与电路消耗的电功率相等根据P线圈中产生的焦耳热之比与拉力做功之比相同，故.【答案】，10.图8(10分)如图8所示，水平放置的平行金属导轨，相距l0.50 m，左端接一电阻R0.20 ，磁感应强度B0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计当ac棒以v4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：(1)ac棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，ac棒中的感应电动势为EBlv0.400.504.0 V0.80 V.(2)感应电流大小为I A4.0 A.【答案】(1)0.80 V(2)4.0 A11(12分)均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图9所示线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行当cd边刚进入磁场时，图9(1)求线框中产生的感应电动势大小；(2)求cd两点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h是多少？【解析】(1)cd边刚进入磁场时，线框速度v线框中产生的感应电动势EBLvBL.(2)此时线框中电流Icd两点间的电势差UI(R)BL.(3)安培力FBIL根据牛顿第二定律mgFma，由a0解得下落高度满足h.【答案】(1)BL(2)BL(3)12(16分)(xx江苏高考)如图10所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直已知线圈的匝数N100，边长ab1.0 m、bc0.5 m，电阻r2 .磁感应强度B在01 s内从零均匀变化到0.2 T在15 s内从0.2 T均匀变化到0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的正方向求：(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；(2)在15 s内通过线圈的电荷量q；(3)在05 s内线圈产生的焦耳热Q.图10【解析】(1)感应电动势E1N ，磁通量的变化量1B1S，解得E1N ，代入数据得E110 V，感应电流的方向为adcba.(2)同理可得E2N ，感应电流I2电荷量qI2t2，解得qN ，代入数据得q10 C.(3)01 s内的焦耳热Q1Irt1，且I1，15 s内的焦耳热Q2Irt2由QQ1Q2，代入数据得Q100 J.【答案】(1)10 V，感应电流的方向为adcba(2)10 C(3)100 J