2021新高物理大一轮专题复习《电磁感应》过关检测(Word版附答案)

D.若飞机从北往南飞,φ2比φ1高

答案:C

3.如图所示,质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时,线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况,以下判断正确的是( )

A.FN先大于mg,后小于mg B.FN一直大于mg C.Ff先向左,后向右

D.线圈中的电流方向始终不变 答案:A

4.如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好。t=0时,将开关S由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和棒的加速度。下列图像正确的是( )

答案:D

5.在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1 500,横截面积S=20 cm2。螺线管导线电阻r=1.0 Ω,R1=4.0 Ω,R2=5.0 Ω,C=30 μF。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。则下列说法正确的是( )

A.螺线管中产生的感应电动势为1 V

B.闭合S,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为1.4×10-2 W

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C.电路中的电流稳定后电容器下极板带正电

D.S断开后,流经R2的电荷量为1.8×10-5 C 答案:CD

6.如图所示,一导线弯成闭合线圈,以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直平面向外,线圈总电阻为R。从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止,下列结论正确的是( )

A.感应电流一直沿顺时针方向 B.线圈受到的安培力先增大,后减小 C.感应电动势的最大值E=Brv D.穿过线圈某个横截面的电荷量为

B(r2+πr2)

R

答案:AB

7.如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落,图乙是金属线框由开始下落到完全穿出匀强磁场区域瞬间的v-t图像。图像中的物理量均为已知量。重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )

A.金属线框刚进入磁场时感应电流沿adcba方向 B.金属线框的边长为v1(t2-t1) C.磁场的磁感应强度为v

1

1(t2-t1

√)

mgRv1

1

D.金属线框在0~t4的时间内所产生的热量为mgv1(t2-t1)+2m(v32?v22)

答案:BC

二、计算题(本题共3小题,共51分)

8.(16分)如图所示,粗糙斜面的倾角θ=37°,半径r=0.5 m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n=10的刚性正方形线框abcd通过松弛的柔软导线与一个额定功率P=1.25 W的小灯泡L相连,圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边。已知线框质量m=2 kg,总电阻R0=1.25 Ω,边长l>2r,与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。从t=0时起,

7

磁场的磁感应强度按B=2-πt(T)的规律变化。开始时线框静止在斜面上,在线框运动前,灯泡始终正常发光。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:

2

(1)线框不动时,回路中的感应电动势E;

(2)小灯泡正常发光时的电阻R;

(3)线框保持不动的时间内,小灯泡产生的热量Q。 答案:(1)2.5 V (2)1.25 Ω (3)3.14 J

9.(17分)如图甲所示,在水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y轴方向没有变化,沿x轴方向B与x成反比,如图乙所示。顶角θ=45°的光滑金属长导轨MON固定在水平面内,ON与x轴重合,一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨向右滑动,导体棒在滑动过程中始终与导轨接触,且与x轴垂直。已知t=0时,导体棒位于顶点O处,导体棒的质量为m=1 kg,回路接触点总电阻恒为R=0.5 Ω,其余电阻不计。回路电流I与时间t的关系如图丙所示,图线是过原点的直线。求:

(1)t=2 s时回路的电动势E;

(2)0~2 s时间内流过回路的电荷量q和导体棒的位移x1;

(3)导体棒滑动过程中水平外力F的瞬时功率P(单位:W)与横坐标x(单位:m)的关系式。 答案:(1)2 V (2)4 C 2 m (3)P=4x+√2x(各物理量均取国际单位制中的单位)

10.(18分)间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成,如图所示,倾角为θ的导轨处于大小为B1、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅰ中,水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3m的“联动双杆”(由两根长为l的金属杆cd和ef,用长度为l'的刚性绝缘杆连接而成),在“联动双杆”右侧存在大小为B2、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ,其长度大于l',质量为m、长为l的金属杆ab,从倾斜导轨上端释放,达到匀速后进入水平导轨(无能量损失),杆ab与“联动双杆”发生碰撞后杆ab和cd合在一起形成“联动三杆”,“联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间Ⅱ并从中滑出,运动过程中,杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好,且保持与导轨垂直。已知杆ab、cd和ef电阻

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均为R=0.02 Ω,m=0.1 kg,l=0.5 m,l'=0.3 m,θ=30°,B1=0.1 T,B2=0.2 T,g取10 m/s2,不计摩擦阻力和导轨电阻,忽略磁场边界效应。求:

(1)杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小v0; (2)“联动三杆”进入磁场区间Ⅱ前的速度大小v;

(3)“联动三杆”滑过磁场区间Ⅱ过程中产生的焦耳热 Q。 答案:(1)6 m/s (2)1.5 m/s (3)0.25 J

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