專題高效升級卷八電磁感應與力學 電學的綜合 時間 90分鐘滿分 100分 一 選擇題 本題共12小題 每小題4分 共48分 1 如圖所示 一輕質橫桿兩側各固定一金屬環 橫桿可繞中心點自由轉動 拿一條形磁鐵插向其中一個小環 后又取出插向另一個小環 發生的現象是 A 磁鐵插向左環 橫桿發生轉動B 磁鐵插向右環 橫桿發生轉動C 無論磁鐵插向左環還是右環 橫桿都不發生轉動D 無論磁鐵插向左環還是右環 橫桿都發生轉動答案 B 2 下圖中a d所示分別為穿過某一閉合回路的磁通量隨時間t變化的圖象 關于回路中產生的感應電動勢的下列論述正確的是 A 圖a中回路產生的感應電動勢恒定不變B 圖b中回路產生的感應電動勢一直在變大C 圖c中回路在0 t1時間內產生的感應電動勢小于在t1 t2時間內產生的感應電動勢D 圖d中回路產生的感應電動勢先變小再變大答案 D 3 如圖所示 有一勻強磁場分布在一個半徑為R的圓形區域內 并以變化率均勻變化 長度為L的圓弧形金屬棒按圖中形式放置 圓弧圓心與圓形磁場的中心重合 下面給出了此圓弧形金屬棒中產生的感應電動勢的表達式 其中只有一個是合理的 你可能不會求解此圓弧形金屬棒中產生的感應電動勢 但是你可以通過一定的物理分析 對下列表達式的合理性作出判斷 根據你的判斷 此圓弧形金屬棒中產生的感應電動勢的合理表達式為 A E B E LRC E LD E 0答案 A 4 如圖所示 通電螺線管置于水平放置的兩根光滑平行金屬導軌MN和PQ之間 ab和cd是放在導軌上的兩根金屬棒 它們分別放在螺線管的左右兩側 保持開關閉合 最初兩金屬棒處于靜止狀態 當滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動時 ab和cd棒的運動情況是 A ab向左 cd向右B ab向右 cd向左C ab cd都向右運動D ab cd都不動答案 A 5 如圖甲所示 閉合線圈固定在小車上 總質量為1kg 它們在光滑水平面上以10m s的速度進入與線圈平面垂直 磁感應強度為B的水平有界勻強磁場 磁場方向垂直紙面向里 已知小車運動的速度v隨車的位移s變化的v s圖象如圖乙所示 則 甲 乙 A 線圈的長度L 15cmB 磁場的寬度d 15cmC 線圈進入磁場過程中做勻加速運動 加速度為0 8m s2D 線圈通過磁場過程中產生的熱量為48J答案 D 6 如圖所示 水平固定的光滑平行導軌上 垂直放置兩導體棒ab cd 電阻分別為R1 R2 且R1 R2 其他電阻不計 整個裝置放在磁感應強度為B 方向垂直導軌平面的勻強磁場中 當ab在水平恒力F1作用下向左勻速運動時 cd恰好在水平恒力F2作用下保持靜止 設ab間電壓為U1 cd間電壓為U2 下面判斷正確的是 A F1 F2 U1 U2B F1 F2 U1F2 U1 U2答案 A 7 某同學在學習了法拉第電磁感應定律之后 自己制作了一個手動手電筒 如圖是該手電筒的簡單結構示意圖 左 右兩端是兩塊完全相同的條形磁鐵 通過一根絕緣直桿相連 由絕緣細銅絲繞制的多匝環形線圈只可在直桿上左右自由滑動 線圈兩端接一燈泡 晃動手電筒時線圈也來回滑動 燈泡就會發光 其中O點是兩磁極連線的中點 a b兩點是線圈運動經過的兩點 且關于O點對稱 則下列說法正確的是 A 線圈經過O點時穿過的磁通量最大B 線圈經過O點時受到的磁場力最大C 線圈沿不同方向經過b點時所受的磁場力方向相反D 線圈沿同一方向經過a b兩點時其中的電流方向相同答案 C 8 如圖所示 通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈 線圈均與傳送帶以相同的速度勻速運動 為了檢測出個別未閉合的不合格線圈 讓傳送帶通過一固定勻強磁場區域 磁場方向垂直于傳送帶 線圈進入磁場前等距離排列 穿過磁場后根據線圈間的距離 就能夠檢測出不合格線圈 通過觀察圖形 判斷下列說法正確的是 A 若線圈閉合 進入磁場時 線圈相對傳送帶向前滑動B 若線圈不閉合 進入磁場時 線圈相對傳送帶向后滑動C 從圖中可以看出 第2個線圈是不合格線圈D 從圖中可以看出 第3個線圈是不合格線圈答案 D 9 如圖甲所示 兩個垂直紙面的勻強磁場方向相反 磁感應強度的大小均為B 磁場區域的寬度均為a 一正三角形 高度為a 導線框ABC從圖示位置沿圖示方向勻速穿過兩磁場區域 以逆時針方向為電流的正方向 在圖乙中感應電流i與線框移動距離x的關系圖象正確的是 答案 C 甲 乙 10 如圖所示 兩條足夠長的平行金屬導軌水平放置 導軌的一端接有電阻和開關 導軌光滑且電阻不計 勻強磁場的方向與導軌平面垂直 金屬桿ab置于導軌上 當開關S斷開時 在桿ab上作用一水平向右的恒力F 使桿ab向右運動進入磁場 一段時間后閉合開關并開始計時 金屬桿在運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好 下列關于金屬桿ab的v t圖象不可能的是 答案 D 11 如圖a是用電流傳感器 相當于電流表 其電阻可以忽略不計 研究自感現象的實驗電路 圖中兩個電阻的阻值均為R L是一個自感系數足夠大的自感線圈 其直流電阻值也為R 圖b是某同學畫出的在t0時刻開關S切換前后 通過傳感器的電流隨時間變化的圖象 關于這些圖象 下列說法中正確的是 圖a 圖b A 圖b中甲是開關S由斷開變為閉合 通過傳感器1的電流隨時間變化的情況B 圖b中乙是開關S由斷開變為閉合 通過傳感器2的電流隨時間變化的情況C 圖b中丙是開關S由閉合變為斷開 通過傳感器2的電流隨時間變化的情況D 圖b中丁是開關S由閉合變為斷開 通過傳感器2的電流隨時間變化的情況答案 C 12 如圖所示 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 質量為m 導體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等 與導軌之間的動摩擦因數為 導體棒ab沿導軌向上滑動 當上滑的速度為v時 導體棒受到的安培力的大小為F 此時 A 電阻R1消耗的熱功率為B 導體棒ab消耗的熱功率為C 整個裝置因摩擦而消耗的熱功率為 mgvD 整個裝置消耗的機械功率為 F mgcos v答案 D 二 計算題 本題共4小題 共52分 解答應寫出必要的文字說明 方程式和重要演算步驟 只寫出最后答案的不能得分 有數值計算的題 答案中必須明確寫出數值和單位 13 12分 如圖所示 勻強磁場的磁感應強度方向豎直向上 大小為B0 用電阻率為 橫截面積為S的導線做成的邊長為l的正方形線圈abcd水平放置 OO 為過ad bc兩邊中點的直線 線圈全部位于磁場中 現把線圈右半部分固定不動 而把線圈左半部分以OO 為軸向上轉動60 如圖中虛線所示 1 求轉動過程中通過導線橫截面的電荷量 2 若轉動后磁感應強度隨時間按B B0 kt變化 k為常量 求出磁場對方框ab邊的作用力大小隨時間變化的關系式 答案 1 2 F B0 kt 14 13分 如圖甲所示 光滑絕緣水平面上 磁感應強度B 2T的勻強磁場以虛線MN為左邊界 MN的左側有一質量m 0 1kg bc邊長L1 0 2m 電阻R 2 的矩形線圈abcd t 0時 用一恒定拉力F拉線圈 使其由靜止開始向右做勻加速運動 經過時間1s 線圈的bc邊到達磁場邊界MN 此時立即將拉力F改為變力 又經過1s 線圈恰好完全進入磁場 整個運動過程中 線圈中感應電流i隨時間t變化的圖象如圖乙所示 1 求線圈bc邊剛進入磁場時的速度v1和線圈在第1s內運動的距離x 2 寫出第2s內變力F隨時間t變化的關系式 3 求出線圈ab邊的長度L2 答案 1 0 5m s0 25m 2 F 0 08t 0 06 N 3 1m 15 13分 如圖所示 光滑平行的水平金屬導軌MN PQ相距l 在M點和P點間接一個阻值為R的電阻 在兩導軌間OO1 O 1O 矩形區域內有垂直導軌平面向下 寬度為d的勻強磁場 磁感應強度為B 一質量為m 電阻為r的導體棒ab垂直擱置于導軌上 與磁場左邊界相距d0 現用一個大小為F的水平向右的恒力拉棒 使它由靜止開始運動 在棒ab離開磁場前已經做勻速直線運動 棒ab與導軌始終保持良好的接觸 導軌電阻不計 求 1 棒ab在離開磁場右邊界時速度的大小 2 棒ab通過磁場區的過程中整個回路所消耗的電能 答案 1 2 F d0 d 16 14分 如圖甲所示 光滑導體框架水平放置 空間有豎直向上的勻強磁場 磁感應強度為B 1T 質量為m 0 1kg的導體棒橫放在框架上 接觸點為A C AC之間的電阻R 4 現用輕繩拴住導體棒 輕繩的一端通過光滑的定滑輪繞在電