人教版高中物理选修32高三一轮总复习第一章.docx
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人教版高中物理选修32高三一轮总复习第一章
高中物理学习材料
(灿若寒星**整理制作)
安徽淮南二中2017届高三一轮总复习物理选修3-2第一章电磁感应能力提升检测试卷
第I卷选择题
一、选择题(每小题4分,共40分)。
1、如图所示,弹簧测力计下端挂一矩形导线框,导线框接在图示电路中,线框的短边置于蹄型磁体的N、S极间磁场中.在接通电路前,线框静止时弹簧测力计的示数F0;接通电路,调节滑动变阻器使电流表读数为I时,线框静止后弹簧测力计的示数为F.已知导线框在磁场中的这条边的长度为L、线圈匝数为N,则磁体的N、S极间磁场的磁感应强度的大小可表示为()
A.
B.
C.
D.
2、水平面上有U形导轨NM、PQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电源,现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab,棒与导轨间的动摩擦因数为μ(滑动摩擦力略小于最大静摩擦力),通过棒的电流强度为I,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于金属棒ab,与垂直导轨平面的方向夹角为θ,如图所示,金属棒
处于静止状态,重力加速度为g,则金属棒所受的摩擦力大小可能为( )
A.BILsinθ
B.BILcosθ
C.μ(mg-BILsinθ)
D.μ(mg+BILcosθ)
3.如图所示,线圈两端与电阻和电容器相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。
在将磁铁的S极插人线圈的过程中()
A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥
B.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥
C.电容器的B极板带正电,线圈与磁铁相互吸引
D.电容器的B极板带负电,线圈与磁铁相互排斥
4、如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域,v2=2v1,在先后两种情况下()
A.线圈中的感应电流之比I1:
I2=2:
1
B.作用在线圈上的外力大小之比F1:
F2=1:
2
C.线圈中产生的焦耳热之比Q1:
Q2=2:
1
D.通过线圈某一截面的电荷量之比q1:
q2=1:
2
5、如图,用粗细均匀的电阻丝折成边长为L的平面等边三角形框架,每个边长L的电阻均为r,三角形框架的两个顶点与一电动势为E、内阻为r的电源相连接,垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场,则三角形框架受到的安培力的合力大小为()
A.0B.
C.
D.
6、在如图(a)所示的虚线框内有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁感应强度随时间变化规律如图(b)所示.边长为L,电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中,磁场方向垂直于线框平面,此时线框的发热功率为P,则()
A.线框中的感应电流方向会发生改变
B.cd边所受的安培力大小不变,方向改变
C.线框中的感应电动势为
D.线框中的电流大小为
7、如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC,已知∠B=θ,导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下,沿垂直DE方向从静止开始匀加速向右平移,使导体棒和框架构成等腰三角形回路。
设框架和导体棒材料相同,其单位长度的电阻均为R,框架和导体棒均足够长,不计摩擦及接触电阻。
关于回路中的电流I随时间t变化的下列四个图像中可能正确的是()
8、如图,两根相距l=0.4m、电阻不计的光滑金属导轨在同一水平面内平行放置,两导轨左端与阻值R=0.15Ω的电阻相连.导轨x>O的一侧存在沿+x方向均匀增大的稳恒磁场,其方向与导轨平面垂直(即竖直向下),磁感应强度B=0.5+0.5x(T).一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直.棒在水平外力作用下从x=0处沿导轨向右作直线运动,运动过程中回路电流恒为2A.以下判断正确的是( )
A.金属棒在x=3m处的速度为0.5m/s
B.金属棒在x=3m处的速度为0.75m/s
C.金属棒从x=0运动到x=3m过程中克服安培力做的功为1.6J
D.金属棒从x=0运动到x=3m过程中克服安培力做的功为3.0J
9、如图示,闭合小金属环从高h处的光滑曲面右上端无初速滚下,又沿曲面的另一侧上升,则( )
A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
D.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
10、一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心。
若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空()
A.由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
B.由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上
D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势
第II卷非选择题
二、填空题(每小题5分,共20分)
11、把长L=0.25m的导体棒置于磁感应强度B=1.0×10﹣2T的匀强磁强中,使导体棒和磁强方向垂直,如图所示.若导体棒的电流I=2.0A,方向向右,则导体棒受到的安培力大小F= N,安培力的方向为竖直向 (选填“上”或“下).
12、如图,边长为a、电阻为R的正方形线圈在水平外力的作用下以速度v匀速穿过宽为b的有界的匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为B,从线圈开始进入磁场到线圈刚离开磁场的过程中,外力做功为W.若a>b,则W= ,若a<b,则W= .
13、如图所示,当电键K接通后,通过线圈的电流方向是 ,通过灯泡的电流方向是 ,当电键K断开瞬间,通过线圈的电流方向是 ,通过灯泡的电流方向是 .
14、磁场对通电导线的作用通常称为_________,在匀强磁场中有一段长为0.2m的导线,它与磁场方向垂直,当通以3A的电流时,它受到的作用力为6×10﹣2N,该磁场的磁感应强度是;当导线在原位置缩短为原长的一半时,磁场的磁感应强度是________.
三、计算题(每小题10分,共40分)
15、如图所示,匀强磁场的磁感强度为0.5T,方向垂直纸面向里,当金属棒ab沿光滑导轨水平向左匀速运动时,电阻R上消耗的功率为2w,已知电阻R=0.5Ω,导轨间的距离l=0.4m,导轨电阻不计,金属棒的电阻r=0.1Ω,求:
(1)金属棒ab中电流的方向;
(2)金属棒匀速滑动的速度.
16、某电子天平原理如图所示,E形磁铁的两侧为N极,中心为S极,两极间的磁感应强度大小均为B,侧基宽度均为L,忽略边缘效应,一正方形线圈套于中心磁极,其骨架与秤盘连为一体,线圈两端C、D与外电路连接.当质量为m的重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触),随后外电路对线圈供电,秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,由此时对应的供电电流I可确定重物的质量.已知线圈的匝数为n,线圈的电阻为R,重力加速度为g.问:
(1)供电电流I是从C端还是D端流入?
求重物质量与电流的关系.
(2)若该电子天平能称量的最大质量为M,则线圈消耗的最大功率P是多少?
17、如图所示,光滑导轨与水平面成θ角,导轨宽L。
匀强磁场磁感应强度为B。
金属杆长也为L,质量为m,水平放在导轨上。
当回路总电流为I1时,金属杆正好能静止。
求:
(1)当B的方向垂直于导轨平面向上时B的大小;
(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上;
应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止?
18、如图,在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势E=50V,内阻r=1Ω的电源和滑动变阻器R,导轨的宽度d=0.2m,倾角θ=37°。
质量m=0.11kg的细杆ab垂直置于导轨上,与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,整个装置处在竖直向下的磁感应强度B=2.2T的匀强磁场中,导轨与杆的电阻不计。
现调节R使杆ab静止不动。
sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。
求:
(1)杆ab受到的最小安培力F1和最大安培力F2;
(2)滑动变阻器R有效电阻的取值范围。
参考答案
1.【答案】C
2.【答案】B
3.【答案】B
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】B
8.【答案】AD
9.【答案】BD
10.【答案】AD
11.【答案】5×10﹣3;上
12.【答案】
,
13.【答案】a→b,a→b,a→b,b→a
14.【答案】安培力,0.1T,0.1T
15.【答案】
(1)金属棒ab中电流的方向为:
a→b;
(2)金属棒匀速滑动的速度为6m/s
解:
(1)由右手定则可知,金属棒中的电流方向为:
a→b.
(2)电路电流I=
=
=2A,
感应电动势:
E=BLv,
由欧姆定律得:
I=
,
速度:
v=
=
=6m/s;
答:
(1)金属棒ab中电流的方向为:
a→b;
(2)金属棒匀速滑动的速度为6m/s.
16.【答案】
(1)供电电流I是从C端流入,且重物质量与电流的关系m=
.
(2)若该电子天平能称量的最大质量为M,则线圈消耗的最大功率P是
.
解:
(1)E形磁铁的两侧为N极,中心为S极,由于线圈在该磁铁的最下面的磁通量最大,所以向下的过程中向下的磁通量增加,根据楞次定律可得,感应电流的磁场的方向向上,所以感应电流的方向是逆时针方向(从上向下看),电流由C流出,D端流入.
秤盘和线圈向上恢复到未放重物时的位置并静止,说明安培力的方向向上,由左手定则即可判断出电流的方向是逆时针方向(从上向下看),电流由C流出,由D流入.
两极间的磁感应强度大小均为B,磁极宽度均为L,线圈匝数为n,左右两侧受力相等,得:
mg=2n?
BIL,
即m=
;
(2)设最大称重力是mm
得:
mmg=2n?
BIL①
又:
P=I2R②
联立得:
P=
.
答:
(1)供电电流I是从C端流入,且重物质量与电流的关系m=
.
(2)若该电子天平能称量的最大质量为M,则线圈消耗的最大功率P是
.
17.【答案】
(1)
;
(2)I2=
【解析】本题考查安培力的知识,意在考查学生的应用能力。
(1)BI1L=mgsinθ
⑵当B的方向改为竖直向上时,这时安培力的方向变为水平向右,
沿导轨方向合力为零,得BI2Lcosθ=mgsinθ
I2=
。
18.【答案】
(1)F1=0.2N,F2=2.2N;
(2)
(1)由题意知:
当ab棒具有向下的运动趋势时所受安培力最小,当ab棒具有向上的运动趋势时所受安培力最大,由物体平衡条件有:
解得:
F1=0.2N
F2=2.2N
(2)设导体棒所受安培力为F1、F2时对应R的值为R1和R2,则有:
R1=109Ω,R2=9Ω
故有: