高考物理总复习 第十章 电磁感应 单元评估检测(十)(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc
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1、单元评估检测(十)(第十、十一章)(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。15题为单选题,68题为多选题)1.如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正),MN始终保持静止,则0t2时间内()A.电容器C的电荷量变小B.电容器C的a板先带正电后带负电C.MN所受安培力的大小始终不变D.MN所受安培力的方向先向右后向左【解析】选D。磁感应强度均匀变化,产生恒定电动势,电容器C的电荷量大小始终没变,选项A、B错误;由于磁感应强
2、度变化,根据楞次定律和左手定则可知,MN所受安培力的方向先向右后向左,大小先减小后增大,选项C错误,D正确。2.(2018永州模拟)如图所示,边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上。从t=0开始,使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场,直到整个导线框离开磁场区域。用I表示导线框中的感应电流(逆时针方向为正),则下列表示I-t关系的图线中,正确的是()【解析】选D。导线框完全进入磁场后,没有感应电流产生,故A、B项均错误;进入和穿出磁场过程中,线框有效切割长度
3、变化,感应电动势和感应电流在变化,故C项错误;线框进入磁场过程,有效切割长度L均匀增大,感应电动势E均匀增大,感应电流I均匀增大。穿出磁场过程,有效切割长度L均匀减小,感应电动势E均匀减小,感应电流I均匀减小,两个过程电流方向相反,故D项正确。【加固训练】如图所示,宽为2L且上、下边界都水平的匀强磁场区域的正上方有一个高为L的闭合矩形线框由静止从某高处释放,线框竖直下落过程中,下边始终保持水平,磁感应强度方向垂直线框平面向里,线框第一次从某高度由静止下落后,恰好匀速进入磁场,第二次调整下落高度后,线框恰好匀速穿过磁场下边界,用I1、I2分别表示第一次、第二次在整个进出磁场区域的过程中线框的感应
4、电流大小,则下列反映线框的感应电流随位移变化的图象中可能正确的是()【解析】选A。线框第一次从某高度由静止下落后,恰好匀速进入磁场,说明安培力与重力大小相等,方向相反,即mg=BI0L,其中:I0=,由于速度不变,所以感应电流的大小不变;线框完全在磁场中运动时,线框中没有感应电流,则没有安培力,线框做加速运动,速度增大,所以线框的下边刚出磁场时线框的速度大于v0,所以感应电流大于I0,线框受到的安培力大于mg,线框做减速运动,速度逐渐减小,所以安培力逐渐减小,线框做加速度逐渐减小的加速运动。若减速至v0时,安培力再次等于重力,线框重新做匀速运动。不存在速度小于v0的情况,所以线框中的电流不会小
5、于I0,故A项正确,B项错误;第二次调整下落高度后,线框恰好匀速穿过磁场下边界,说明线框到达下边的速度是v0。由于线框完全在磁场中运动时,线框中没有感应电流,则没有安培力,线框做加速运动,速度增大,所以线框完全进入磁场时的速度一定小于v0,则进入磁场的过程中产生的感应电流一定小于I0,所以安培力一定小于重力,线框加速度的方向向下,线框在进入磁场的过程中一定一直做加速运动,此过程中电流一直增大且小于I0,故C、D项错误。3.图甲所示电压按正弦规律变化,图乙所示电压是正弦交流电的一部分,则下列说法正确的是()A.图乙所示的电压也是正弦交流电压B.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=10sin 50t(
6、V)C.图乙所示电压的周期与图甲所示电压的周期相同D.图甲所示电压的有效值比图乙所示电压的有效值小【解析】选D。图乙所示电压只有一部分按正弦交流电压变化,整个不能称为正弦交流电压,选项A错误;图甲所示电压的瞬时值表达式为u=10sin 100t(V),选项B错误;图乙所示电压的周期为图甲所示电压周期的2倍,选项C错误;图甲所示电压的有效值为5 V,对图乙由=T,得电压的有效值为U=10 V,因此选项D正确。4.(2019淄博模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20 V的灯泡a和b。当输入u=220sin 100t(V)的交变电压时,两灯泡均能正常发光。设灯泡不会被烧坏,下列说法
7、正确的是()A.原、副线圈匝数比为111B.原、副线圈中电流的频率比为111C.当滑动变阻器的滑片向下滑少许时,灯泡b变亮D.当滑动变阻器的滑片向下滑少许时,灯泡a变亮【解析】选D。两灯均正常发光,则原线圈输入的电压为U1=U-U灯=(220-20) V=200 V,副线圈电压U2=U灯=20 V,根据理想变压器变压比:=,故A错误;变压器不改变交流电的频率,即频率比为11,故B错误;当滑动变阻器的滑片向下滑少许时,阻值减小,副线圈电流变大,根据=,可知原线圈电流变大,灯泡a分担的电压变大,原线圈输入的电压变小,所以灯泡a变亮,b变暗,故C错误,D正确。【加固训练】(多选)如图为一自耦变压器,
8、保持电阻R和输入电压不变,以下说法正确的是()A.滑片P向b方向移动,滑片Q下移,电流表示数减小B.滑片P不动,滑片Q上移,电流表示数不变C.滑片P向b方向移动,滑片Q不动,电压表示数增大D.滑片P不动,滑片Q上移或下移,电压表示数始终不变【解析】选A、D。由于U2=U1,所以P上移,U2减小,而Q下移,负载电阻R负增大,所以输出功率P2=减小,I1减小,A正确;Q上移,负载电阻R负减小,但U2不变,所以输出功率增大,电流表的示数增大,B错误;同理,分析可知,C错误,D正确。5.一个匝数为100匝,电阻为0.5 的闭合线圈处于某一磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,从某时刻起穿过线圈的磁通量按如图
9、所示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为()A.5 AB.2 AC.6 AD.5A【解析】选B。01s内线圈中产生的感应电动势E1=n=1000.01 V=1 V,11.2 s内线圈中产生的感应电动势E2=n=100 V=5 V,在一个周期内产生的热量Q=Q1+Q2=t1+t2=12 J,根据交变电流有效值的定义Q=I2Rt=12 J得I=2 A,故选项B正确,A、C、D错误。6.如图所示,一导线弯成闭合线圈,以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,线圈总电阻为R。从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止,下列结论正确的是()A.感应电流一直沿顺时针方向B.线圈受到
10、的安培力先增大,后减小C.感应电动势的最大值E=BrvD.穿过线圈某个横截面的电荷量为【解析】选A、B。在闭合线圈进入磁场的过程中,通过闭合线圈的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向,A正确;导体切割磁感线的有效长度先变大后变小,感应电流先变大后变小,安培力也先变大后变小,B正确;导体切割磁感线的有效长度的最大值为2r,感应电动势最大为E=2Brv,C错误;穿过线圈某个横截面的电荷量为q=It=,D错误。7.(2019武汉模拟)如图所示,直角三角形导线框OPQ放置在磁感应强度大小为B,方向垂直于OQ向右的匀强磁场中,且OP边的长度为l,POQ=。当导线框绕OQ边以角速
11、度逆时针转动(从O向Q观察)时()A.导线框OPQ内产生大小恒定、方向周期性变化的交流电B.导线框OPQ内产生正弦式交流电C.P点的电势始终大于O点的电势D.如果截去导线PQ,则PO两点的电势差的最大值为Bl2sin cos 【解析】选B、D。线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动,产生正弦交流电,感应电动势的表达式为E=BScos t=Bl2sin cos cos t,UP有时大于UO,有时小于UO,而PQ、OQ均不切割磁感线,故UPO=Bl2sin cos 。所以,正确答案为B、D选项。【加固训练】(多选)如图所示,两根等高光滑的圆弧轨道,半径为r、间距为L,轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R
12、的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始,在拉力作用下以初速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处,则该过程中()A.通过R的电流方向为由内向外B.通过R的电流方向为由外向内C.R上产生的热量为D.流过R的电量为【解析】选B、C。由右手定则知道,cd切割磁感线产生的电流由c向d,则R中的电流由外向内,故A项错误;B项正确;金属棒做匀速圆周运动,把v0分解为水平速度v0cos t和竖直速度v0sin t,只有水平速度切割磁感线产生感应电流,所以金属棒做匀速圆周运动,回路中产生正弦式交变电流,可得产生的感应电动势的最大
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