高考物理一轮复习 专题10.11 电磁感应中的科技信息问题千题精练-人教版高三全册物理试题.doc
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1、专题10.11 电磁感应中的科技信息问题一、 选择题1.(2018北京海淀区期末)(多选)现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图11所示,上面为侧视图,上、下为电磁铁的两个磁极,电磁铁线圈中电流的大小可以变化;下面为磁极之间真空室的俯视图。现有一电子在真空室中做圆周运动,从上往下看电子沿逆时针方向做加速运动。则下列判断正确的是()图11A.通入螺线管的电流在增强B.通入螺线管的电流在减弱C.电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力D.电子在轨道中加速的驱动力是电场力【参考答案】AD2.自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率如图甲所示,自行
2、车前轮上安装一块磁铁,轮子每转一圈,这块磁铁就靠近传感器一次,传感器会输出一个脉冲电压图乙为霍尔元件的工作原理图当磁场靠近霍尔元件时,导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转,最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差,即为霍尔电势差下列说法正确的是( )A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B.自行车的车速越大,霍尔电势差越高C.图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的D.如果长时间不更换传感器的电源,霍尔电势差将减小【参考答案】A,D 【分析】依据单位时间内的脉冲数,即可知转动周期,再结合角速度与周期,与线速度与角速度关系,即可求解;根据左手定则得出
3、电子的偏转方向,抓住电子所受的电场力和洛伦兹力平衡得出霍尔电压的表达式,从而进行分析3.如图所示是一种延时开关,当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,C线路接通。当S1断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放。则(A)由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用(B)由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用(C)如果断开B线圈的电键S2,无延时作用(D)如果断开B线圈的电键S2,延时将变长【参考答案】BC4电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的
4、长、宽、高分别为图中的a、b、c,流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中虚线)。图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料,现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面。当导电液体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为,不计电流表的内阻,则可求得流量为A B C D【参考答案】A【名师解析】设管中流体的流速为v,则在t时间内流体在管中向前移动的距离为vt,这样如下图画线的流体在t时间内都将流过横截面,设此横截面积为S,则画线的流体体积V=Svt,除以时间t,则得到流体在该管中的流
5、量为Q=V/t=Sv.对于题干所给的流量计,横截面积S=bc,故流过流量计的流量Q=vbc,对于给定的流量计,b与c是常量,可见测流量实质上是测流速. 当可导电流体稳定地流经流量计,流体将切割磁感线,这样在流量计的上、下两面产生感应电动势E=vBc,其中B是垂直于流量计前后两面的匀强磁场的磁感应强度, c是流过流量计流体的厚度,v是可导电流体在流量计中的流速.这样在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,如下图所示,则将有电流流过闭合电路,这个闭合电路中的电动势就是由可导电流体沿流量计流动切割磁感线而产生的感应电动势,如下图所示,电阻包括外接的电阻R和可导电流体的电阻r
6、=c/ab,这样根据欧姆定律,得到闭合电路中的电流等于I=Q= vbc=,选项A正确。二计算题1(10分)(2018北京朝阳期末)电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置,其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论:如图所示,将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上,斜面与水平方向夹角为。一条形磁铁滑入两铝条间,恰好以速度v0匀速下滑,穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定,其引起电磁感应的效果与磁铁不动、铝条相对磁铁运动相同。磁铁端面是底边为2d,高为d的长方形,由于磁铁距离铝条很近,磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场,
7、磁感应强度为B,铝条的高度大于d,宽度为b,电阻率为。为研究问题方便,铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场,其他部分电阻和磁场可忽略不计,假设磁铁进入铝条间以后,减少的机械能完全转化为铝条的内能,重力加速度为g。(1)求一侧铝条中与磁铁正对部分的感应电动势E;(2)求条形磁铁的质量m;(3)在其他条件不变的情况下,仅将两铝条更换为宽度()为的铝条,磁铁仍以速度v0进入铝条间,请在图2中定性画出磁铁速度v随时间t变化关系的图线(规定沿斜面向下为正方向)。图2【名师解析】(10分)(1)一侧铝条中与磁铁正对部分的感应电动势(2分)(2)根据电阻定律,一侧铝条与磁铁正对部分的电阻根据欧姆定律有,铝
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