高三總復習單元綜合測試卷電磁感應

1、新課標人教版2013屆高三物理總復習單元綜合測試卷第九單元電磁感應本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分試卷滿分為100分?？荚嚂r間為90分鐘。第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本大題包括10小題，每小題4分，共40分。)1.圖1為一種早期發(fā)電機原理示意圖，該發(fā)電機由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對于線圈平面對稱在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動過程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧運動(O是線圈中心)，則()圖1A從X到O，電流由E經(jīng)流向F，先增大再減小B從X到O，電流由F經(jīng)流向E，先減小再增大C從O到Y(jié)，電流由F經(jīng)流向E，先減小再增大D從O到Y(jié)，電流由E經(jīng)流向F，先

2、增大再減小解析：本題考查楞次定律，意在考查考生對楞次定律的理解和運用從X到O過程中，原磁場方向指向上不斷增加，則感應電流的磁場方向應該指向下，再由右手螺旋定則知，感應電流方向應該是由F經(jīng)到E，又感應電流從零到有再到零，則一定經(jīng)歷先增大再減小的過程同理，當從O到Y(jié)的過程中，感應電流的方向應該是由E經(jīng)到F，大小也是先增大再減小答案：D2電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖2所示現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()圖2A從a到b，上極板帶正電B從a到b，下極板帶正電C從b到a，上極板帶正電D從b到a，

3、下極板帶正電解析：由楞次定律知線圈中感應電流方向從上向下看為順時針，線圈下端為電源正極，所以流過R的電流方向為從b向a，電容器下極板帶正電，故D正確，A、B、C錯誤答案：D3如圖3所示，A是長直密繞通電螺線管，小線圈B與電流表連接，并沿A的軸線Ox從O點自左向右勻速穿過螺線管A.能正確反映通過電流表中電流I隨x變化規(guī)律的是()圖3解析：通電螺線管產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，磁場特征為：兩極附近最強且不均勻，管內(nèi)場強近似勻強當小線圈穿越兩極時，因磁場不均勻，故穿過小線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電流，且因磁場的變化方向不同，故在小線圈中感應電流方向相反，小線圈在螺線管內(nèi)部運動時，因穿越區(qū)域的磁感應強度不變，

4、小線圈中沒有感應電流產(chǎn)生故C項正確答案：C4如圖4所示，在一均勻磁場中有一U形導線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動桿ef及線框中導線的電阻都可不計開始時，給ef一個向右的初速度，則()圖4Aef將減速向右運動，但不是勻減速Bef將勻減速向右運動，最后停止Cef將勻速向右運動Def將往返運動解析：給ef一個向右的初速度，則ef產(chǎn)生感應電動勢，回路形成電流同時，ef受安培力而減速，隨著ef減速，回路電流減小，安培力減小因此，ef將減速向右運動，但不是勻減速答案：A5如圖5所示是一種延時開關(guān)當S1閉合時，電磁鐵

5、F將銜鐵D吸下，將C線路接通當S1斷開時，由于電磁感應作用，D將延遲一段時間才被釋放則()圖5A由于A線圈的電磁感應作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用B由于B線圈的電磁感應作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用C如果斷開B線圈的電鍵S2，無延時作用D如果斷開B線圈的電鍵S2，延時將變長解析：延時開關(guān)的工作原理是：當斷開S1使A線圈中電流變小并消失時，鐵芯中的磁通量減小，若B線圈閉合則在其中引起感應電流根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場阻礙原磁場的減小，這樣，就使鐵芯中磁場減弱得慢些，因此才產(chǎn)生延時釋放D的作用可見是由于B線圈的電磁感應作用，起到了延時作用，故B、C選項正確答案：BC6一直升機停在南半球的地磁極上空，

6、該處地磁場的方向豎直向上，磁感應強度為B.直升機螺旋槳葉片的長度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉(zhuǎn)動螺旋槳葉片的近軸端為a，遠軸端為b，如圖6所示如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用表示每個葉片中的感應電動勢，則()圖6Afl2B，且a點電勢低于b點電勢B2fl2B，且a點電勢低于b點電勢Cfl2B，且a點電勢高于b點電勢D2fl2B，且a點電勢高于b點電勢解析：螺旋槳葉片圍繞著O點轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應電動勢為BlvBlv0Bl(l)B(2f)l2fl2B，由右手定則判斷出b點電勢比a點電勢高所以選項A正確答案：A7兩根相距為L的足夠長的金屬直角導軌如圖7所示放

7、置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面質(zhì)量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為，導軌電阻不計，回路總電阻為2R.整個裝置處于磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下以速度v1沿導軌勻速運動時，cd桿也正好以速度v2向下勻速運動重力加速度為g.以下說法正確的是()圖7Aab桿所受拉力F的大小為mgBcd桿所受摩擦力為零C回路中的電流為D與1大小的關(guān)系為解析：ab棒切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，cd棒不切割磁感線，整個回路中的感應電動勢E感BLabv1BLv1，回路中感應電流I，C選項錯誤ab棒受到的安

8、培力為F安BILBL，ab棒沿導軌勻速運動，受力平衡ab棒受到的拉力為FF摩F安mg，A選項正確cd棒所受摩擦力為fF安，B選項錯誤cd棒做勻速直線運動，受力平衡，mgf，mg，D選項正確答案：AD8如圖8所示，用一根長為L、質(zhì)量不計的細桿與一個上弧長為l0、下弧長為d0的金屬線框的中點聯(lián)結(jié)并懸掛于O點，懸點正下方存在一個上弧長為2l0.下弧長為2d0的方向垂直紙面向里的勻強磁場，且d0L.先將線框拉開到如圖8所示位置，松手后讓線框進入磁場，忽略空氣阻力和摩擦，下列說法正確的是()圖8A金屬線框進入磁場時感應電流的方向為abcdaB金屬線框離開磁場時感應電流的方向為adcbaC金屬線框dc邊進

9、入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等D金屬線框最終將在磁場內(nèi)做簡諧運動解析：線框在進入磁場過程中由楞次定律可判得電流的方向為adcba.而擺出磁場過程中同樣由楞次定律可判得電流方向為abcda.所以A、B項均錯誤因為線框在進入和離開磁場過程中安培力做負功，所以速度會逐漸減小，所以C項錯誤線框最終在磁場中擺動過程中，由于磁通量不再發(fā)生變化，回路中不再產(chǎn)生感應電流，沒有熱能的產(chǎn)生，只有機械能的轉(zhuǎn)化與守恒，所以線框最終會在磁場中做簡諧運動，則D項正確答案：D9如圖9所示，平行金屬導軌與水平面成角，導軌與固定電阻R1和R2相連，勻強磁場垂直穿過導軌平面，有一導體棒ab，質(zhì)量為m，導體棒的電阻與固定

10、電阻R1和R2的阻值均相等，與導軌之間的動摩擦因數(shù)為，導體棒ab沿導軌向上滑動，當上滑的速度為v時，受到安培力的大小為F，此時()圖9A電阻R1消耗的熱功率為Fv/3B電阻R2消耗的熱功率為Fv/6C整個裝置因摩擦而消耗的熱功率為mgvcosD整個裝置消耗的機械功率為(Fmgcos)v解析：上滑速度為v時，導體棒受力如圖10所示則F所以PR1()2RFv，故A錯誤，B正確因fN，Nmgcos所以Pffvmgvcos，故C正確此時，整個裝置消耗的機械功率為PPFPfFvmgvcos，故D正確圖10答案：BCD10.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度電磁血流計由一對電極a

11、和b以及一對磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖11所示由于血液中的正負離子隨血流一起在磁場中運動，電極a、b之間會有微小電勢差在達到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看作是勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零在某次監(jiān)測中，兩觸點間的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160 V，磁感應強度的大小為0.040 T則血流速度的近似值和電極a、b的正負為()圖11A1.3 m/s，a正、b負B2.7 m/s，a正、b負C1.3 m/s，a負、b正 D2.7 m/s，a負、b正解析：本題

12、考查帶電粒子在復合場中的運動、磁流體發(fā)電機、左手定則等知識點，意在考查考生對帶電粒子在復合場中的運動、力的平衡、左手定則的綜合運用能力根據(jù)左手定則，可知a正b負，所以CD錯；因為離子在場中所受合力為零，Bqvq，所以v1.3 m/s，A對B錯答案：A第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(共12分)11如圖12所示，半徑為r的金屬圓環(huán)繞通過直徑的軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動，勻強磁場的磁感應強度為B，以金屬環(huán)的平面與磁場方向重合時開始計時，求在轉(zhuǎn)動30°角的過程中，環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢為_圖12解析：21BSsin30°0Br2.又t/(6)所以E3Br2.答案：3Br212一個邊

13、長為10 cm的正方形金屬線框置于勻強磁場中，線框匝數(shù)n100，線框平面與磁場垂直，電阻為20 .磁感應強度隨時間變化的圖象如圖13所示則在一個周期內(nèi)線框產(chǎn)生的熱量為_ J.圖13解析：由題圖可知，線框中穿過均勻變化的磁場，變化周期T4 s根據(jù)法拉第電磁感應定律和閉合電路歐姆定律，線框中產(chǎn)生的感應電動勢EnS，感應電流I A5×102 A，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量QI2RT(5×102)2×20×4 J0.2 J.答案：0.2三、計算題(每小題12分，共48分)13如圖14所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導軌，間距為L1，處在豎直向下、磁感應強

14、度大小為B1的勻強磁場中一導體桿ef垂直于P、Q放在導軌上，在外力作用下向左做勻速直線運動質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長為L2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點a、b通過細導線與導軌相連，磁感應強度大小為B2的勻強磁場垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止狀態(tài)不計其余電阻和細導線對a、b點的作用力圖14(1)通過ab邊的電流Iab是多大？(2)導體桿ef的運動速度v是多大？解析：(1)設(shè)通過正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，有IabIIdcI金屬框受重力和安培力，處于靜止狀態(tài)，有mgB2IabL2B2IdcL2由，解得Iab.(2)由(1)可得I設(shè)導體

15、桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E，有EB1L1v設(shè)ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則Rr根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I由，解得v.答案：(1)(2)14如圖15所示，固定的水平光滑金屬導軌，間距為L，左端接有阻值為R的電阻處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m的導體棒與固定彈簧相連，放在導軌上，導軌與導體棒的電阻均可忽略初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度v0.在沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸圖15(1)求初始時刻導體棒受到的安培力(2)若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過程中安培力

16、做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少？(3)導體棒往復運動，最終將靜止于何處？從導體棒開始運動到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？解析：(1)初始時刻棒中感應電動勢ELv0B棒中感應電流I作用于棒上的安培力FILB聯(lián)立得F，安培力方向：水平向左(2)由功和能的關(guān)系，得安培力做功W1EPmv電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1mvEp.(3)由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件等，可判斷：棒最終靜止于初始位置，Qmv.答案：(1)F，方向水平向左(2)W1EpmvQ1mvEp(3)Qmv15如圖16所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1 m，導軌平面與水平面成37°

17、角，下端連接阻值為R的電阻，勻強磁場方向與導軌平面垂直質(zhì)量為0.2 kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.圖16(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大??；(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8 W，求該速度的大小(3)在上問中，若R2 ，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應強度的大小與方向(g取10 m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8) 解析：(1)金屬棒開始下落的初速為零，根據(jù)牛頓第二定律mgsinmgcosma由式解得a10×(0.60.25×0.8) m

18、/s24 m/s2.(2)設(shè)金屬棒運動達到穩(wěn)定時，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導軌方向受力平衡mgsinmgcosF0此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率FvP由兩式解得v m/s10 m/s.(3)設(shè)電路中電流為I，兩導軌間金屬棒的長為l，磁場的磁感應強度為BIPI2R由兩式解得B T0.4 T磁場方向垂直導軌平面向上答案：(1)4 m/s2(2)10 m/s(3)0.4 T方向垂直導軌平面向上16.單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量(以下簡稱流量)有一種利用電磁原理測量非磁性導電液體(如自來水、啤酒等)流量的裝置，稱為電磁流量計它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成傳感器的結(jié)構(gòu)如圖17所示，圓筒形測量管內(nèi)壁絕緣，其上裝有一對電極a和c，a、c間的距離等于測量管內(nèi)徑D，測量管的軸線與a、c的連線方向以及通電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直當導電液體流過測量管時，在電極a、c間出現(xiàn)感應電動勢E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體的流量Q.設(shè)磁場均勻恒定，磁感應強度為B.圖17(1)已知D0.40 m，B2.5×103 T，Q0.12 m3/s，設(shè)液體在測量管內(nèi)