2011金版新學(xué)案高三物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 電磁感應(yīng)單元評(píng)估 (本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁(yè)形式分冊(cè)裝訂！)一、選擇題1(2009年北京順義模擬)如右圖所示，條形磁鐵用細(xì)線懸掛在O點(diǎn)O點(diǎn)正下方固定一個(gè)水平放置的鋁線圈讓磁鐵在豎直面內(nèi)擺動(dòng)，下列說法中正確的是()A在一個(gè)周期內(nèi)，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向改變2次B磁鐵始終受到感應(yīng)電流磁場(chǎng)的斥力作用C磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力始終是阻力D磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力有時(shí)是阻力有時(shí)是動(dòng)力【答案】C2如右圖所示，通電螺線管置于閉合金屬環(huán)a的軸線上，當(dāng)螺線管中電流I減小時(shí)()A環(huán)有縮小的趨勢(shì)以阻礙原磁通量的減小B環(huán)有擴(kuò)大的趨勢(shì)以阻礙原磁通量的減小C環(huán)有縮小的趨勢(shì)以阻礙原磁通量的增大D環(huán)有擴(kuò)大的趨勢(shì)以阻礙原磁通量的增大【解析】由于電流I減小，閉合金屬環(huán)的磁通量變小，故環(huán)通過減小面積來阻礙磁通量減小，即環(huán)有縮小的趨勢(shì)，A正確【答案】A3如下圖所示在虛線空間內(nèi)有一對(duì)彼此平行的金屬導(dǎo)軌，寬為L(zhǎng)，與水平面的夾角為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在虛線空間內(nèi)同時(shí)分布著垂直導(dǎo)軌平面上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)導(dǎo)軌的下端接一定值電阻R，上端通過導(dǎo)線與一對(duì)豎直放置的平行金屬板相連接，兩板間距為d，其間固定著一光滑絕緣直桿，它與水平面也成角，桿上套一帶電小球當(dāng)一電阻也為R的光滑導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌以速度v勻速下滑時(shí)，小球恰好靜止在絕緣直桿上則由此可以判斷小球的電性并能求出其荷質(zhì)比為()A正電荷，2dgtan /BLvcos B正電荷，2dgtan /BLvC負(fù)電荷，2dgtan /BLvcos D負(fù)電荷，2dgtan /BLv【解析】桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BLv，所以UBLv/2，對(duì)球：qU/dmgtan ，聯(lián)立得q/m2dgtan /BLv，故正確答案為B.【答案】B4(2010年成都市高三摸底測(cè)試)如右圖所示，電阻R1 、半徑r10.2 m的單匝圓形導(dǎo)線框P內(nèi)有一個(gè)與P共面的圓形磁場(chǎng)區(qū)域Q、P、Q的圓心相同，Q的半徑r20.1 mt0時(shí)刻，Q內(nèi)存在著垂直于圓面向里的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系是B2t(T)若規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t線框P中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象應(yīng)該是下圖中的()【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：圓形導(dǎo)線框P中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為··r0.01(V)，再由歐姆定律得：圓形導(dǎo)線框P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I0.01(A)，其中負(fù)號(hào)表示電流的方向是順時(shí)針方向故C正確【答案】C5如右圖所示，電阻為R，其他電阻均可忽略，ef是一電阻可不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab、cd保持良好的接觸，又能沿框架無摩擦下滑，整個(gè)裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑經(jīng)一段時(shí)間后閉合開關(guān)S，則S閉合后()A導(dǎo)體棒ef的加速度可能大于gB導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于gC導(dǎo)體棒ef最終速度隨S閉合時(shí)刻的不同而不同D導(dǎo)體棒ef的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒【解析】開關(guān)閉合前，導(dǎo)體棒只受重力而加速下滑閉合開關(guān)時(shí)有一定的初速度v0，若此時(shí)F安>mg，則F安mgma.若F安<mg，則mgF安ma，F(xiàn)安不確定，A正確B錯(cuò)誤；無論閉合開關(guān)時(shí)初速度多大，導(dǎo)體棒最終的安培力和重力平衡，故C錯(cuò)誤再根據(jù)能量守恒定律，D正確【答案】AD6如右圖所示，兩個(gè)相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度均為L(zhǎng)，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B、2B.邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框從位置甲勻速穿過兩個(gè)磁場(chǎng)到位置乙，規(guī)定感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎?，則感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象是()【答案】D7如右圖所示，AB、CD為兩個(gè)平行的水平光滑金屬導(dǎo)軌，處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中. AB、CD的間距為L(zhǎng)，左右兩端均接有阻值為R的電阻質(zhì)量為m長(zhǎng)為L(zhǎng)且不計(jì)電阻的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，并與輕質(zhì)彈簧組成彈簧振動(dòng)系統(tǒng)開始時(shí)，彈簧處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒MN具有水平向左的初速度v0，經(jīng)過一段時(shí)間，導(dǎo)體棒MN第一次運(yùn)動(dòng)到最右端，這一過程中AC間的電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則()A初始時(shí)刻導(dǎo)體棒所受的安培力大小為B從初始時(shí)刻至導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最左端的過程中，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為C當(dāng)導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最右端時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能為mv2QD當(dāng)導(dǎo)體棒再次回到初始位置時(shí)，AC間電阻R的熱功率為【解析】初始時(shí)刻由EBLv0、I及FBIL可解得F，A正確；由于導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為焦耳熱，故從開始到第一次到達(dá)最左端過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q大于從左端運(yùn)動(dòng)到平衡位置產(chǎn)生的焦耳熱，即Q>×2Q，B錯(cuò)誤；由能量守恒可知C正確；當(dāng)導(dǎo)體棒再次回到平衡位置時(shí)，其速度v<v0，AC間電阻的實(shí)際熱功率為P，故D錯(cuò)誤【答案】AC8如右圖所示，一個(gè)小矩形線圈從高處自由落下，進(jìn)入較小的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈平面和磁場(chǎng)保持垂直設(shè)線圈下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到上邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)為A過程；線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)為B過程；線圈下邊剛出磁場(chǎng)到上邊剛出磁場(chǎng)為C過程則()A在A過程中，線圈一定做加速運(yùn)動(dòng)B在B過程中，線圈機(jī)械能不變，并做勻加速運(yùn)動(dòng)C在A和C過程中，線圈內(nèi)電流方向相同D在A和C過程中，通過線圈某截面的電荷量相同【解析】由于線圈從高處落下的高度未知，所以進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的初速度也不知，故進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈在安培力和重力的作用下可能加速，也可能勻速或減速B過程中，線圈內(nèi)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，只受重力作用，所以做勻加速運(yùn)動(dòng)，且機(jī)械能守恒由楞次定律知，A、C過程中電流方向相反，A過程為逆時(shí)針，C過程為順時(shí)針由公式qt·t，A和C過程線圈磁通量的變化量相同，故通過線圈某截面的電荷量相同故正確選項(xiàng)為B、D.【答案】BD9如右圖所示，水平面內(nèi)兩個(gè)足夠長(zhǎng)光滑平行的金屬導(dǎo)軌間距為d，置于垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量均為m，電阻均為R的金屬棒ab和cd垂直于導(dǎo)軌放置處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)給ab棒一個(gè)水平向左的瞬時(shí)沖量I.下列說法正確的是()A兩棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒B電路在整個(gè)過程中產(chǎn)生的電能為C最終穩(wěn)定后兩棒之間距離將減小D電路在整個(gè)過程中產(chǎn)生的電熱為【解析】?jī)砂艚M成的系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒，ab棒開始運(yùn)動(dòng)后，由于安培力的作用，ab棒做減速運(yùn)動(dòng)，cd棒做加速運(yùn)動(dòng)，兩棒的加速度大小相等并不斷減小，直到兩棒速度相等，兩棒加速度減為零，以后兩棒就保持相同速度勻速運(yùn)動(dòng)，由于在二者速度達(dá)到相等前ab棒速度始終大于cd棒速度，二者距離應(yīng)該增大，C錯(cuò)；由于存在機(jī)械能和電能之間的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)；在這個(gè)過程中，克服安培力做多少功，就產(chǎn)生多少電能，只有棒ab在二者達(dá)到共同速度之前克服安培力做功，設(shè)棒ab的初速度為v1，二棒達(dá)到的共同速度為v2，則有Imv1，mv12mv2，產(chǎn)生的電能等于ab棒動(dòng)能的減少，即Emvmv，依以上3個(gè)式子可得E，可見B正確；電路在整個(gè)過程產(chǎn)生的電熱等于系統(tǒng)動(dòng)能的減少，則Qmv·2mv，可見D錯(cuò)【答案】B10兩根相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌水平向下如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以某一速度向下勻速運(yùn)動(dòng)重力加速度為g.以下說法正確的是()Aab桿所受拉力F的大小為mgBcd桿所受摩擦力為零Ccd桿向下勻速運(yùn)動(dòng)的速度為Dab桿所受摩擦力為2mg【解析】ab桿的速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向平行，只有cd桿運(yùn)動(dòng)切割磁感線，設(shè)cd桿向下運(yùn)動(dòng)的速度為v1，根據(jù)閉合電路的歐姆定律及法拉第電磁感應(yīng)定律有：I，EBlv1cd桿只受到豎直向下的重力mg和豎直向上的安培力作用(因?yàn)閏d桿與導(dǎo)軌間沒有正壓力，所以摩擦力為零)由平衡條件得：mgBLI解得cd桿向下勻速運(yùn)動(dòng)的速度為ab桿的受力如上圖所示，根據(jù)平衡條件可得：FN2mg，F(xiàn)Ff2mg綜上所述，選項(xiàng)B、C、D正確【答案】BCD二、非選擇題11如右圖所示，半徑為a的圓環(huán)電阻不計(jì)，放置在垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，環(huán)內(nèi)有一導(dǎo)體棒電阻為r，可以繞環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)將電阻R，開關(guān)S連接在環(huán)和棒的O端，將電容器極板水平放置，并聯(lián)在R和開關(guān)S兩端如右圖(1)開關(guān)S斷開，極板間有一帶正電q，質(zhì)量為m的粒子恰好靜止，試判斷OM的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角速度的大小(2)當(dāng)S閉合時(shí)，該帶電粒子以g的加速度向下運(yùn)動(dòng)，則R是r的幾倍？【解析】(1)由于粒子帶正電，故電容器上極板為負(fù)極，根據(jù)右手定則，OM應(yīng)繞O點(diǎn)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)粒子受力平衡，mgqEBa2當(dāng)S斷開時(shí)，UE.解得.(2)當(dāng)S閉合時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律mgqm·gU·R解得3.【答案】(1)OM應(yīng)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(2)312如右圖所示，電阻忽略不計(jì)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為3 的定值電阻R.在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)區(qū)域的高度為d0.5 m導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma0.2 kg、電阻Ra3 ；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb0.1 kg、電阻Rb6 ，它們分別從圖中M、N處同時(shí)由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動(dòng)，且都能勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)b剛穿出磁場(chǎng)時(shí)a正好進(jìn)入磁場(chǎng)取重力加速度g10 m/s2.(不計(jì)a、b之間的作用)求：(1)導(dǎo)體棒a、b剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小有何關(guān)系？(2)導(dǎo)體棒所在釋放位置M處和N處距L1的高度分別為多少？(3)在整個(gè)過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？【解析】(1)b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)設(shè)其運(yùn)動(dòng)速度為vb，電阻R與導(dǎo)體棒電阻Ra并聯(lián)，電路總電阻R1Rb 導(dǎo)體棒b中的電流Ib 由導(dǎo)體棒b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)有：BIbLmbg 由以上各式得mbg 導(dǎo)體棒a在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)其運(yùn)動(dòng)速度為va，總電阻R2Ra同理得：mag 由以上各式得：. (2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v22gh和關(guān)系式得： 設(shè)導(dǎo)體棒b通過磁場(chǎng)所用的時(shí)間為t，則有：vavbgt dvbt 聯(lián)立解得：ham，hb m.(3)因a、b在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)，由能量關(guān)系知：Wamagd1.0 JWbmbgd0.5 J在整個(gè)過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱QWaWb1.5 J.【答案】(1)(2) m m(3)1.5 J13如右圖所示，平行光滑U形導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，導(dǎo)軌間的距離L1.0 m，電阻R0.8 ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面，磁感強(qiáng)度B1.0 T，質(zhì)量m0.5 kg、電阻r0.2 的金屬棒ab垂直置于導(dǎo)軌上現(xiàn)用沿軌道平面且垂直于金屬棒的大小為F5.0 N的恒力，使金屬棒ab從靜止起沿導(dǎo)軌向上滑行當(dāng)ab棒滑行0.8 m后速度不變，求：(sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2)(1)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大?。?2)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻R上的功率；(3)金屬棒從靜止起到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為多少？【解析】(1)當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由力的平衡條件得：Fmgsin 37°BIL由閉合電路歐姆定律得：I聯(lián)立以上方程解得金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為：v2.0 m/s.(2)當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：EBLv回路中的電流強(qiáng)度I電阻R上的電功率為：PI2R解得： P3.2 W.(3)在金屬棒滑行s0.8 m的過程中，由動(dòng)能定理得：Fsmgssin 37°W安mv20回路所產(chǎn)生的總熱量QW安聯(lián)立以上方程得：Q0.6 J電阻R上產(chǎn)生的熱量為：QRQ0.48 J【答案】(1)2.0 m/s(2)3.2 W(3)0.48 J