2015屆高考物理二輪復習必備章節(jié)檢測 第11章 檢測3 電磁感應中的電路與圖象問題

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1、第十一章電 磁 感 應第3講電磁感應中的電路與圖象問題一、 單項選擇題1. 世界上海拔最高、線路最長的鐵路是青藏鐵路,為隨時監(jiān)控列車的運行情況,在青藏鐵路上安裝了一種電磁裝置向控制中心傳輸信號,以確定火車的位置.有一種磁鐵能產(chǎn)生勻強磁場,被安裝在火車首節(jié)車廂下面,如圖所示(俯視圖),當它經(jīng)過安裝在兩鐵軌之間的線圈時,便會產(chǎn)生一種電信號被控制中心接收到.當火車以恒定的速度通過線圈時,表示線圈兩端的電壓隨時間變化的關系是圖中的()2. (2012廣東九校聯(lián)考)一矩形線圈位于一變化的勻強磁場內(nèi),磁場方向垂直線圈所在的平面向里,如圖甲所示.磁感應強度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示.以圖甲中線圈上箭頭所示方

2、向的電流為正.則以下關于線圈中產(chǎn)生的感應電流I隨時間t變化的圖象正確的是()甲乙3. 如圖所示,MN、PQ為兩平行金屬導軌,M、P間連有一阻值為R的電阻,導軌處于勻強磁場中,磁感應強度為B,磁場方向與導軌所在平面垂直,圖中磁場垂直紙面向里.有一金屬圓環(huán)沿兩導軌滑動,速度為v,與導軌接觸良好,圓環(huán)的直徑d與兩導軌間的距離相等.環(huán)與導軌的電阻均忽略,當金屬環(huán)向右做勻速運動時()A. 有感應電流通過電阻R,大小為 B. 有感應電流通過電阻R,大小為 C. 有感應電流通過電阻R,大小為 D. 沒有感應電流通過電阻R4. (2012重慶)如下圖所示,正方形區(qū)域MNPQ有垂直紙面向里的勻強磁場.在外力作用

3、下,一正方形閉合剛性導線框沿QN方向勻速運動,t=0時刻,其四個頂點M、N、P、Q恰好在磁場邊界中點.下列圖象中能反映線框所受安培力f的大小隨時間t變化規(guī)律的是()二、 雙項選擇題5. (2013韶關模擬)如圖所示,正方形金屬框四條邊電阻相等,勻強磁場垂直線框平面且剛好充滿整個線框,現(xiàn)以相同的速率分別沿甲、乙、丙、丁四個方向將線框拉出磁場.關于a、b兩點間的電勢差,下列說法正確的是()A. 沿甲方向拉出最大B. 沿乙方向拉出最大C. 沿丁方向拉出最大D. 分別沿甲、乙、丙三方向拉出時一樣大6. 如圖甲所示,圓形線圈P靜止在桌面上,其正上方懸掛一相同的線圈Q,P和Q共軸,Q中通有變化電流,電流隨

4、時間變化的規(guī)律如右圖乙所示,P所受重力為G,桌面對P的支持力為N,則()A. t1時刻,NGB. t2時刻,NGC. t3時刻,NGD. t4時刻,N=G7. 如圖甲所示,面積為0.1 m2的10匝線圈EFG處在某磁場中,t=0時,磁場方向垂直于線圈平面向里,磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示.已知線圈與右側電路接觸良好,電路中的電阻R=4 ,電容C=10 F,線圈EFG的電阻為1 ,其余部分電阻不計.則當開關S閉合,電路穩(wěn)定后,在t1=0.1 s至t2=0.2 s這段時間內(nèi)()A. 電容器所帶的電荷量為810-5 CB. 通過R的電流是2.5 A,方向從b到aC. 通過R的電流是2 A,

5、方向從a到bD. R消耗的電功率是0.16 W8. (2013茂名模擬)在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一與磁場方向垂直、長度為L的金屬桿aO,已知ab=bc=cO=,a、c與磁場中以O為圓心的同心圓(都為部分圓弧)金屬軌道始終接觸良好.一電容為C的電容器接在軌道上,如圖所示,當金屬桿在與磁場垂直的平面內(nèi)以O為軸,以角速度順時針勻速轉動時()A. Uac=2UbOB. Uac=2UabC. 電容器帶電荷量Q=BL2CD. 若在eO間連接一個電壓表,則電壓表示數(shù)為零9. 如圖所示,一閉合圓形線圈放在勻強磁場中,線圈的平面與磁場方向成=30角,磁感應強度隨時間均勻變化,變化率為一定值.在下述辦法中

6、用哪種可以使線圈中感應電流的強度增加一倍()A. 把線圈的半徑增加一倍B. 把線圈的匝數(shù)增加一倍C. 把線圈的面積增加一倍D. 使線圈的平面與磁場方向垂直三、 非選擇題10. (2013三水實驗中學模擬)如圖所示,在串聯(lián)電阻阻值為R的閉合電路中,面積為S的正方形區(qū)域abcd存在一個方向垂直紙面向外、磁感應強度均勻增加且變化率為k的勻強磁場B1,abcd的電阻值也為R,其他電阻不計.電阻R兩端又向右并聯(lián)一個平行板電容器.在靠近M板處由靜止釋放一質量為m、電荷量為+q的帶電粒子(不計重力),經(jīng)過N板的小孔P進入一個垂直紙面向內(nèi)、磁感應強度為B的圓形勻強磁場,已知該圓形勻強磁場的半徑為r=.求:(1

7、) 電容器獲得的電壓.(2) 帶電粒子從小孔P射入勻強磁場時的速度.(3) 帶電粒子在圓形磁場區(qū)域運動時的軌道半徑及它離開磁場時的偏轉角.11. (2012華南師大附中模擬)在小車上豎直固定著一個高h=0.05 m、總電阻R=10 、n=100匝的閉合矩形線圈,且小車與線圈的水平長度l相同.現(xiàn)線圈和小車一起在光滑的水平面上運動,速度為v1=1.0 m/s,隨后穿過與線圈平面垂直,磁感應強度B=1.0 T的水平有界勻強磁場,方向垂直紙面向里,如圖甲所示.已知小車運動(包括線圈)的速度v隨車的位移s變化的vs圖象如圖乙所示.求:(1) 小車的水平長度l和磁場的寬度d.(2) 小車的位移s=10 c

8、m時線圈中的電流大小I.(3) 小車的位移s=35 cm時線圈所受的安培力大小及方向如何?第3講電磁感應中的電路與圖象問題1. C2. D3. B4. B5. CD6. AD7. AC8. AC9. AD10. (1) 根據(jù)法拉第電磁感應定律,閉合電路的電動勢為E=Sk.根據(jù)閉合電路的歐姆定律,閉合電路的電流為I=.電阻獲得的電壓UR=IR=Sk.因電容器與電阻是并聯(lián)的,故電容器獲得的電壓U=UR=Sk.(2) 帶電粒子在電容器中受到電場力作用而做勻加速直線運動,根據(jù)動能定理,有qU=mv2.得到帶電粒子從小孔P射入勻強磁場時的速度為v=.(3) 帶電粒子進入圓形勻強磁場后,洛倫茲力提供其做勻

9、速圓周運動的向心力,有qvB=m.得帶電粒子在圓形勻強磁場運動的半徑為R=.又圓形磁場的半徑r=,即R=r.根據(jù)左手定則,帶電粒子在圓形磁場向右轉過的圓周(如圖所示),故它離開磁場時的偏轉角為90.11. (1) 由題圖乙可知,從s=5 cm開始,線圈進入磁場,線圈中有感應電流,受安培力作用,小車做減速運動,速度v隨位移s減小,當s=15 cm時,線圈完全進入磁場,線圈中無感應電流,小車做勻速運動.因此小車的水平長度l=10 cm.當s=30 cm時,線圈開始離開磁場,則d=(30-5)cm=25 cm.(2) 當s=10 cm時,由圖象可知線圈右邊切割磁感線的速度v2=0.8 m/s.由閉合電路歐姆定律得線圈中的電流I=.解得I= A=0.4 A.(3) 當s=35 cm時,切割磁感線的速度v3=0.4 m/s.線圈中的電流I=.則安培力F=nBIh=.代入數(shù)據(jù)得F=1 N.由左手定則得安培力方向水平向左.