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章末过关检测(九) 学生用书P315(单独成册)(时间:60分钟分值:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)1磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈,当以速度v0刷卡时,在线圈中产生感应电动势其Et关系如图所示如果只将刷卡速度改为,线圈中的Et关系图可能是()解析:选D若将刷卡速度改为,线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半,周期将会加倍,故D项正确,其他选项错误2如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,从图中位置经过位置到达位置,位置和都很靠近在这个过程中,线圈中感应电流()A沿abcd流动B沿dcba流动C由到是沿abcd流动,由到是沿dcba流动D由到是沿dcba流动,由到是沿abcd流动解析:选A由条形磁铁的磁场分布情况可知,线圈在位置时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少线圈从位置到,穿过abcd自下而上的磁通量减少,感应电流的磁场阻碍其减少,则在线框中产生的感应电流的方向为abcd,线圈从位置到,穿过abcd自上而下的磁通量在增加,感应电流的磁场阻碍其增加,由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcd故本题答案为A3(2019南京模拟)如图所示的电路中,L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,L1、L2和L3是3个完全相同的灯泡,E是内阻不计的电源在t0时刻,闭合开关S,电路稳定后在t1时刻断开开关S规定以电路稳定时流过L1、L2的电流方向为正方向,分别用I1、I2表示流过L1和L2的电流,则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()解析:选CL的直流电阻不计,电路稳定后通过L1的电流是通过L2、L3电流的2倍闭合开关瞬间,L2立即变亮,由于L的阻碍作用,L1逐渐变亮,即I1逐渐变大,在t1时刻断开开关S,之后电流I会在电路稳定时通过L1的电流大小基础上逐渐变小,I1方向不变,I2反向,故选C4(2019徐州中学高三模拟)1831年,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)它是利用电磁感应原理制成的,是人类历史上第一台发电机图乙是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触使铜盘转动,电阻R中就有电流通过若所加磁场为匀强磁场,回路的总电阻恒定,从左往右看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,CRD平面与铜盘平面垂直,下列说法正确的是()A电阻R中没有电流流过B铜片C的电势高于铜片D的电势 C保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中有电流产生 D保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则CRD回路中有电流产生 解析:选C根据右手定则可知,电流从D点流出,流向C点,因此在圆盘中电流方向为从C向D,由于圆盘在切割磁感线时相当于电源,所以D处的电势比C处高,A、B错误;保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则穿过铜盘的磁通量发生变化,故铜盘中有感应电流产生,但是此时不再切割磁感线,所以CD不能当成电源,故CRD回路中没有电流产生,C正确,D错误5如图所示,光滑斜面的倾角为,斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m,电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连,重物质量为M斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行于底边,则下列说法正确的是()A线框进入磁场前运动的加速度为B线框进入磁场时匀速运动的速度为C线框做匀速运动的总时间为D该匀速运动过程中产生的焦耳热为(Mgmgsin )l2解析:选D由牛顿第二定律得,Mgmgsin (Mm)a,解得线框进入磁场前运动的加速度为,A错误;由平衡条件,Mgmgsin F安0,F安BIl1,I,EBl1v,联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为v,B错误;线框做匀速运动的总时间为t,C错误;由能量守恒定律,该匀速运动过程中产生的焦耳热等于系统重力势能的减小量,为(Mgmgsin )l2,D正确6两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,顶端接阻值为R的电阻质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直,如图所示,不计导轨的电阻,重力加速度为g,则下列说法错误的是()A金属棒在磁场中运动时,流过电阻R的电流方向为baB金属棒的速度为v时,金属棒所受的安培力大小为C金属棒的最大速度为D金属棒以稳定的速度下滑时,电阻R的热功率为R解析:选C金属棒在磁场中向下运动时,由楞次定律知,流过电阻R的电流方向为ba,选项A正确;金属棒的速度为v时,金属棒中感应电动势EBLv,感应电流I,所受的安培力大小为FBIL,选项B正确;当安培力Fmg时,金属棒下滑速度最大,金属棒的最大速度为v,选项C错误;金属棒以稳定的速度下滑时,电阻R和r的总热功率为Pmgv(Rr),电阻R的热功率为R,选项D正确二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分)7(2019南京实验中学模拟)转笔(Pen Spinning)是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及的物理知识的叙述正确的是()A笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越小B笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的C若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走D若该同学使用的是金属笔杆,且考虑地磁场的影响,由于笔杆中不会产生感应电流,因此金属笔杆两端一定不会形成电势差解析:选AC笔杆上各点的角速度相同,根据a2r可知,笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越小,选项A正确;笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由笔杆对该点的作用力提供的,选项B错误;若该同学使用中性笔,且转动过快,则笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走,选项C正确;若考虑地磁场的影响,由于笔杆转动时可能要切割磁感线而使金属笔杆两端形成电势差,选项D错误8如图所示,水平放置的粗糙U形框架上接一个阻值为R0的电阻,放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由静止开始运动距离d后速度达到v,半圆形硬导体AC的电阻为r,其余电阻不计下列说法正确的是()A此时AC两端电压为UAC2BLvB此时AC两端电压为UACC此过程中电路产生的电热为QFdmv2D此过程中通过电阻R0的电荷量为q解析:选BDAC的感应电动势为E2BLv,两端电压为UAC,A错误,B正确;由功能关系得Fdmv2QQf,C错误;此过程中平均感应电流为,通过电阻R0的电荷量为qt,D正确9(2019宿迁市高三调研测试)如图甲所示,一个刚性圆形线圈与电阻R构成闭合回路,线圈平面与所在处的匀强磁场方向垂直,磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示关于线圈中产生的感应电动势e、电阻R消耗的功率P随时间t变化的图象,可能正确的有()解析:选BD根据题图,结合法拉第电磁感应定律可得EnnS,可得线圈在005T和05TT时间内产生大小相等、方向相反的电动势,则选项A错误,B正确;由电功率公式P可得电阻的电功率与电动势方向无关,则大小保持不变,选项C错误,D正确10在倾角为足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图所示一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t0时刻以速度v0进入磁场,恰好做匀速直线运动,若经过时间t0,线框ab边到达gg与ff中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则下列说法正确的是()A当ab边刚越过ff时,线框加速度的大小为gsin Bt0时刻线框匀速运动的速度为Ct0时间内线框中产生的焦耳热为mgLsin mvD离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动解析:选BC当ab边进入磁场时,有EBLv0,I,mgsin BIL,有mgsin 当ab边刚越过ff时,线框的感应电动势和电流均加倍,则线框做减速运动,有4mgsin ,加速度方向沿斜面向上且大小为3gsin ,A错误;t0时刻线框匀速运动的速度为v,则有mgsin ,解得v,B正确;线框从进入磁场到再次做匀速运动的过程,沿斜面向下运动距离为L,则由功能关系得线框中产生的焦耳热为Q,C正确;线框离开磁场时做加速运动,D错误三、非选择题(本题共3小题,共40分按题目要求作答,计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11(12分)(2019宿迁市高三调研测试)如图所示,边长为L、电阻为R、质量为m的正方形线框abcd放在光滑水平面上,其右边有一磁感应强度大小为B、方向竖直向上的有界匀强磁场,磁场宽度为L,左边界与线框的ab边相距为L线框在水平恒力F作用下由静止向右运动,cd边进入磁场前已做匀速运动求:(1)线框匀速运动时的速度大小v;(2)线框进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量q;(3)线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q解析:(1)匀速过程中EBLv对线框I对ab边F安BILF安F解得v(2)线框进入磁场过程中电量qtt(3)线框通过磁场过程,由能量守恒定律得3FLQmv2线框中产生的焦耳热Q3FL答案:见解析12(14分)如图所示,将质量m101 kg、电阻R103 、长度l04 m的导体棒ab横放在U形金属框架上,框架质量m202 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数02,相距04 m的MM、NN相互平行,电阻不计且足够长电阻R201 的MN垂直于MM整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B05 T垂直于ab施加F2 N的水平恒力,使ab从静止开始无摩擦地运动,且始终与MM、NN保持良好接触,当ab运动到某处时,框架开始运动设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q01 J,求该过程中ab位移x的大小解析:(1)ab对框架的压力F1m1g框架受水平面的支持力FNm2gF1依题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到的最大静摩擦力F2FNab中的感应电动势EBlvMN中的电流IMN受到的安培力F安IlB框架开始运动时F安F2由上述各式代入数据解得v6 m/s(2)闭合回路中产生的总热量Q总Q由能量守恒定律,得Fx
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