1、【 精品教育资源文库 】 第 10单元 电磁感应 单元小结卷 (十 ) 考查范围 :第十单元 时间 / 45分钟 分值 / 100分 一、选择题 (每小题 8分 ,共 48分 ,14小题为单选 ,56小题为多选 ) 1.2017哈尔滨师范附中 模拟 下列没有利用涡流的是 ( ) A.金属探测器 B.变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯 C.用来冶炼合金钢的真空冶炼炉 D.车站的安检门 2.如图 D10-1所示 ,一个闭合三角形导线框位于竖直平面内 ,其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且相距很近 (但不重叠 )的水平直导线 ,导线中通以图示方向的恒定 电流 .不计阻 力 ,线框从实线位置由静
2、止释放至运动到直导线下方虚线位置过程中 ( ) 图 D10-1 A.线框中的磁通量为零时其感应电流也为零 B.线框中感应电流方向先为顺时针后为逆时针 C.线框受到的安培力方向始终竖直向上 D.线框减少的重力势能全部转化为电能 3.如图 D10-2所示 ,导体杆 OP在作用于 OP中点且垂直于 OP的力作用下 ,绕 O点沿以 O为圆心、半径为r的光滑半圆形金属导轨在匀强磁场中以一定的角速度转动 ,磁场的磁感应强度为 B,A、 O间接有阻值为 R的定值电阻 ,导体杆和导轨的电阻不计 ,回路中的电功率 为 P,则 ( ) 图 D10-2 A.外力的大小为 2Br B.外力的大小为 Br C.导体杆转
3、动的角速度大小为 D.导体杆转动的角速度大小为 4.如图 D10-3所示 ,在光滑的水平面上有一 竖直向下的匀强磁场 ,该磁场分布在宽为 L的区域内 .现有一个边长为 a(aL)的正方形闭合导线圈以初速度 v0垂直于磁场边界滑过磁场后 ,速度变为 v(vv0),则( ) 【 精品教育资源文库 】 图 D10-3 A.线圈完全进入磁场时的速度大于 B.线圈完全进入磁场时的速度等于 C.线圈完全进入磁场时的速度小于 D.以上情况 A、 B均有可能 ,而 C是不可能的 5.如图 D10-4所示 ,在边长为 a的正方形区域内有匀强磁场 ,磁感应强度为 B,其方向垂直于纸面向外 ,一个边长也为 a的正
4、方形导线框 EFGH正好与上述磁场区域的边界重合 .现使导线框以周期 T绕其中心O点在纸面内匀速转动 ,经过 导线框转到图中虚线位置 ,则在这 时间内 ( ) 图 D10-4 A.平均感应电动势大小等于 B.平均感应电动势大小等于 C.顺时针方向转动时感应电流方向为 E F G H E D.逆时针方向转动时感应电流方向为 E H G F E 6.如图 D10-5所示 ,将若干匝 线圈固定在光滑绝缘杆上 ,另一个金属环套在杆上且与线圈共轴 .当开关闭合瞬间 ,线圈中产生磁场 ,金属环就可被加速弹射出去 .现在线圈左侧同一位置处先后放置形状、大小相同的铜环和铝环 (两环分别用横截面积相等的铜和铝导
5、线制成 ),且 铝的电阻率大于铜的电阻率 ,闭合开关 S的瞬间 ,下列描述正确的是 ( ) 图 D10-5 【 精品教育资源文库 】 A.从左侧看 ,环中感应电流沿顺时针方向 B.线圈沿轴向有伸长的趋势 C.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 D.若金属环出现断裂 ,不会影响其向左弹射 二、非选择题 (共 52分 ,要求解答过程有必要的文字说 明 ) 7.(14分 )如图 D10-6所示 ,一对光滑的平行金属导轨 (电阻不计 )固定在同一水平面内 ,导轨足够长且间距为 L,左端接有阻值为 R的电阻 ,一质量为 m、长度为 L的金属棒 MN 放置在导轨上 ,棒的电阻为 r,整个装置置于竖直向
6、上的匀强磁场中 ,磁场的磁感应强度为 B.棒在水平向右的外力作用下由静止开始做加速运动 ,运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好 .已知外力的功率恒为 P,经过时间 t 导体棒做匀速运动 .求 : (1)导体棒匀速运动时的速度大小 ; (2)t时间内回路中产生的焦耳热 . 图 D10-6 8.(18分 )2018长沙雅礼中学月考 如图 D10-7所示 ,光滑平行金属导轨 MN、 PQ固定于同一水平面内 ,导轨相距 L=0.2 m,导轨左端接有规格为“ 0.6 V,0.6 W”的小灯 泡 ,磁感应强度 B=1 T的匀强磁场垂直于导轨平面 ,导体棒 ab 与导轨垂直并接触良好 ,在水平拉力作用下沿导
7、轨向右运动 ,此过程中小灯泡始终正常发光 .已知导轨 MN、 PQ与导体棒的材料相同 ,每米长度的该材料电阻 r=0.5 , 其余导线电阻不计 ,导体棒的质量 m=0.1 kg,导体棒到左端 MP的距离为 x. (1)求导体棒 ab的速度 v与 x的 关系式 ; (2)求导体棒从 x1=0.1 m处运动到 x2=0.3 m处的过程中水平拉力所做的功 . 图 D10-7 【 精品教育资源文库 】 9.(20分 )2018安徽淮北一中周考 如图 D10-8甲所示 ,斜面上存在一有理想边界的匀强磁场 ,磁场方向与斜面垂直 .在斜面上离磁场上边界 0.36 m处由静止释放一矩形金属线框 ,金属线框与
8、斜面间的动摩擦因数为 0.5,整个线框进入磁场的过程中 ,机械能 E和位移 s之间的关系如图乙所示 .已知 E0-E1=0.09 J,线框的质量为 0.1 kg,电阻不 能忽略 ,斜面倾角 = 37, 磁场区域的宽度 d=0.43 m,重力加速度 g取 10 m/s2,sin 37 =0.6,cos 37 =0.8.求 : (1)线框刚进入磁场时的速度大小 v1; (2)线框从开始进入至完全进入磁场所用的时间 t. 图 D10-8 【 精品教育资源文库 】 测评手册 单元小结卷 (十 ) 1.B 解析 金属探测器和安检门都利用了涡流 ;用来冶炼合金钢的真空冶炼炉利用炉内的金属中产生涡流 ,涡
9、流产生的热量使金属熔化 ;变压器的铁芯用互相绝 缘的硅钢片叠压而成 ,是为了减小涡流 ,故B正确 . 2.C 解析 根据右手定则 ,通电直导线上方的磁场方向向外 ,下方的磁场方向向里 ,离导线近的地方磁感应强度大 ,离导线远的地方磁感应强度小 .线框从上向下靠近导线的过程 ,穿过线框的磁通量向外增加 ,根据楞次定律 ,线框中产生顺时针方向的电流 ;经过导线时 ,向外的磁通量和向里的磁通量叠加 ,磁通量先向外减小至零 ,之后变成向里 ,并逐渐增大 ,直至最大 ,根据楞次定律 ,线框中产生逆时针方向的电流 ;磁通量向里变成最大后 ,线框继续向下运动 ,磁通量又逐渐减小 ,这时线框中的电流方向又变成
10、了 顺时针 ,且这一过程是连续的 ,线框中始终有感应电流存在 ,故 A、 B错误 .根据楞次定律 ,感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动 ,所以安培力的方向始终竖直向上 ,故 C正确 .根据能量守恒定律 ,线框从实线位置由静止释放至运动到虚线位置过程中 ,减少的重力势能转 化为电能和自身动能 ,故 D错误 . 3.C 解析 设导体杆转动 的角速度为 ,则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势 E= Br2 ,电流I = ,回路中的电功率 P=EI,设维持导体杆匀速转动的外力为 F,则有 P=F ,v=r ,联立解得F=Br ,= ,选项 C正确 ,选项 A、 B、 D错误 . 4.B 解析 设线圈
11、电阻为 R,完全进入磁场时的速度为 vx.线圈在穿过磁场的过程中所受的合外力为安培力 .对于线圈进入磁场的过程 ,根据动量定理可得 -F t=-Ba =mvx-mv0,对于线圈穿出磁场的过程 ,据动量定理可得 -F t=-Ba =mv-mvx,联立可得 vx= ,选项 B正确 . 【 精品教育资源文库 】 5.AD 解析 由题意可知 ,导线框从 开始至转过 ,磁通量减少量为 = 4B ,故平均感应电动势 E= ,选项 A正确 ,选项 B错误 ;由楞次定律知 ,无论导线框转动方向如何 ,穿过导线框的磁通量都减少 ,电流 方向都是 E H G F E,选项 C错误 ,选项 D正确 . 6.AC
12、解析 线圈中通电瞬间 ,由安培定则可知 ,磁场方向向左 ,通过金属环的磁通量增加 ,从左侧看 ,环中有顺时针方向的感应电流 ,A 正确 ;同向电流相互吸引 ,故线圈有收缩的趋 势 ,B错误 ;因铜环的电阻小 ,故铜环中感应电流大 ,受到的安培力大 ,C正确 ;若金属环出现断裂 ,就不能构成闭合回路 ,环中有感应电动势 ,但无感应电流 ,不受安培力作用 ,是不会被向左弹出的 ,D错误 . 7.(1) (2)Pt- 解析 (1)导体棒 切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv 回路 中电流 I= 导体棒所受安培力 F 安 =BIL P=Fv 匀速运动时 ,有 F=F 安 联立可得 v= . (2)导
13、体棒由静止开始加速过程 ,根据动能定理得 WF+W 安 = mv2 其中 WF=Pt 回路中产 生的焦耳热等于克服安培力所做的功 ,即 Q=-W 安 联立可得 Q=Pt- . 8.(1)v=(5x+3.5) m/s (2)0.49 J 解析 (1)导体棒接入回路的电阻 R0=Lr=0.2 0.5 =0.1 灯泡正常发光 ,由 P=UI得 ,回路中电流 I= =1 A 灯泡电阻 R 灯 = =0.6 导体棒 ab切割磁感线产 生的感应电动势 E=BLv 由闭合电路欧姆定律有 I= 联立得 v=(5x+3.5) m/s (2)由速度与位移关系 v=(5x+3.5) m/s得 当 x1=0.1 m时
14、 ,速度 v1=4 m/s 当 x2=0.3 m时 ,速度 v2=5 m/s 【 精品教育资源文库 】 根据动能定理可得 W 拉 +W 安 = 其中安培力所做的功 W 安 =-BIL(x2-x1) 解得 W 拉 =0.49 J 9.(1)1.2 m/s (2)0.125 s 解析 (1)金属线框进入磁场的过程中 ,减小的机械能等 于克服摩擦力和安培力所做的功 ,由图像知机械能随位移均匀减小 ,因此安培 力为恒力 ,线框匀速进入磁场 . 在进入磁场前的加速度 a=gsin 37 -g cos 37 =2 m/s2 由 =2as1 解得 v1=1.2 m/s (2)设线框的侧边长为 s2,即线框进入磁场过程运动的距离为 s2.根据功能关系 ,除重力之外的力所做的总功等于线框机械能的变化量 ,所以 E=Wf2+WA=-(f+FA)s2 因为是匀速运动 ,所以 f+FA=mgsin 37 =0.6 N 解得 s2=0.15 m 故 t= s=0.125 s
