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2019-2020年高三物理一輪 雙基鞏固卷 第9-10單元 一、選擇題(每小題6分，共42分) 1．在豎直向上的勻強磁場中水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，線圈所圍的面積為0.1 m2，線圈電阻為1 Ω.規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時針方向，如圖G4－1甲所示．磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示．下列說法正確的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙 圖G4－1 A．在0～5 s內(nèi)，I的最大值為0.1 A B．在第4 s時，I的方向為逆時針 C．前2 s內(nèi)，通過線圈截面的總電荷量為0.01 C D．第3 s內(nèi)，線圈的發(fā)熱功率最大 2．信用卡的磁條中有一個個連續(xù)的相反極性的磁化區(qū)，如圖G4－2所示，刷卡時，當磁條以某一速度拉過信用卡閱讀器的檢測頭時，在檢測頭的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，那么下列說法正確的是(　　) 圖G4－2 A．A、B、C三位置經(jīng)過檢測頭時，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．A、B、C三位置經(jīng)過檢測頭時，線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生 C．A、C兩位置經(jīng)過檢測頭時，線圈中感應(yīng)電流方向相同 D．A、C兩位置經(jīng)過檢測頭時，線圈中感應(yīng)電流方向相反 圖G4－3 3．如圖G4－3所示，寬度為L的有界勻強磁場的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度的大小為B.閉合等腰直角三角形導(dǎo)線框abc的直角邊ab長為2L，線框總電阻為R，規(guī)定沿abca方向為感應(yīng)電流的正方向．導(dǎo)線框以速度v勻速向右穿過磁場的過程中，感應(yīng)電流隨時間變化規(guī)律的圖象是圖G4－4中的(　　) A　　　　　B　　　　　C　　　　　D 圖G4－4 圖G4－5 4．如圖G4－5所示，電路中A、B是完全相同的燈泡，L是一帶鐵芯的線圈，開關(guān)S原來閉合，則開關(guān)S斷開的瞬間(　　) A．L中的電流方向改變，燈泡B立即熄滅 B．L中的電流方向不變，燈泡B要過一會兒才熄滅 C．L中的電流方向改變，燈泡A比B熄滅慢 D．L中的電流方向不變，燈泡A比B熄滅慢 5．如圖G4－6所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略，其余輸電線電阻可不計，則當開關(guān)S閉合時(　　) 圖G4－6 A．交流電壓表V2和V3的示數(shù)一定都變小 B．交流電壓表V3的示數(shù)變小 C．交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)一定都變大 D．只有交流電流表A1的示數(shù)變大 6．如圖G4－7所示，正方形線框abcd長為L，每邊電阻均為r，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞cd軸以角速度ω轉(zhuǎn)動，c、d兩點與外電路相連，外電路電阻也為r.下列說法中正確的是(　　) 圖G4－7 A．S斷開時，電壓表讀數(shù)為BωL2 B．S斷開時，電壓表讀數(shù)為BωL2 C．S閉合時，電流表讀數(shù)為BωL2 D．S閉合時，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過過程中流過電流表的電荷量為 二、實驗題(20分) 7．(8分)某學生做實驗驗證楞次定律時，分別研究開關(guān)斷開、閉合；原線圈插入副線圈、原線圈從副線圈中拔出；變阻器滑片快速移動；插入鐵芯、拔出鐵芯等情況下感應(yīng)電流方向與磁通量改變之間的關(guān)系，所用到的重要思想方法主要有______． A．等效替代　　　　　　B．歸納總結(jié) C．控制變量 D．理想化模型 該實驗得到的最終結(jié)果是：感應(yīng)電流的______________________引起感應(yīng)電流的磁通量的變化． 8．(12分)電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，它與計算機相連，能在幾秒內(nèi)畫出電流隨時間變化的圖象．如圖G4－8甲所示電路，電源電動勢為直流8 V, 電容器為幾百微法的電解電容器，先使開關(guān)S與1相連，電源向電容器充電，然后把開關(guān)S擲向2，電容器通過電阻R放電，計算機屏幕上顯示出電流隨時間變化的I－t曲線如圖乙所示．在圖乙中畫出了一豎立的狹長矩形(在乙圖的左端)，它的面積的物理意義是：____________________．根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算的電容是________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)． 圖G4－8 三、計算題(42分) 9．(18分)如G4－9所示，寬為0.5 m的光滑水平金屬框架固定在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B＝0.80 T的勻強磁場中，框架左端連接一個R＝0.4 Ω的電阻，框架上面置一電阻r＝0.1 Ω的金屬導(dǎo)體ab，ab長為0.5 m，ab始終與框架接觸良好且在水平恒力F作用下以v＝1.25 m/s的速度向右勻速運動(設(shè)水平金屬框架足夠長，軌道電阻及接觸電阻忽略不計)． (1)試判斷金屬導(dǎo)體ab兩端哪端電勢高； (2)求通過金屬導(dǎo)體ab的電流大??； (3)求水平恒力F對金屬導(dǎo)體ab做功的功率． 圖G4－9 10．(24分)如圖G4－10所示，在距離水平地面h＝0.8 m的虛線的上方有一個方向垂直于紙面水平向里的勻強磁場，正方形線框abcd的邊長l＝0.2 m，質(zhì)量m＝0.1 kg，電阻R＝0.08 Ω.一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連接線框，另一端連接一質(zhì)量M＝0.2 kg的物體A.開始時線框的cd在地面上，各段繩都處于伸直狀態(tài)，由靜止釋放物體A，一段時間后線框進入磁場，已知線框的ab邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動．當線框的cd邊進入磁場時，物體A恰好落地，同時將輕繩剪斷，線框繼續(xù)上升一段時間后開始下落，最后落至地面．整個過程線框沒有轉(zhuǎn)動，線框平面始終處于紙面內(nèi)，g取10 m/s2. (1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B為多大？ (2)線框從開始運動到最高點，用了多長時間？ (3)線框落地時的速度為多大？ 圖G4－10 1．BC　[解析] 根據(jù)B－t圖象的斜率k＝，則E＝＝＝nSk，剛開始時圖象的斜率最大，為0.1，代入得感應(yīng)電動勢為0.01 V，感應(yīng)電流I的最大值為0.01 A，故選項A錯誤；在第4 s時，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流I的方向為逆時針，故選項B正確；由q＝，代入得前2 s內(nèi)通過線圈截面的總電荷量為0.01 C，故選項C正確；第3 s內(nèi)，磁感應(yīng)強度B不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此發(fā)熱功率為零，選項D錯誤． 2．AD　[解析] A、B、C三位置處于磁性過渡區(qū)，經(jīng)過檢測頭時，引起線圈中磁通量變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A對，B錯．A、C兩位置磁性變化規(guī)律不同，經(jīng)過檢測頭時引起線圈中磁通量變化情況相反，感應(yīng)電流方向相反，C錯，D對． 3．D　[解析] 在0～時間內(nèi)，根據(jù)公式E＝Blv，等腰直角三角形導(dǎo)線框abc進入磁場區(qū)域，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流隨著導(dǎo)線切割磁感線的有效長度的增大而均勻增大，穿過線圈的磁通量在增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向為逆時針；在～時間內(nèi)，磁通量在均勻增大，根據(jù)E＝可知，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流恒定不變，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向為逆時針；在～時間內(nèi)，等腰直角三角形導(dǎo)線框abc切割磁感線的有效長度均勻增大，根據(jù)公式E＝Blv，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流均勻增大，由于磁通量逐漸減小，感應(yīng)電流的方向為順時針，綜上所述，選項D正確． 4．D　[解析] 當開關(guān)S斷開時，L與燈泡A組成回路，由于自感，L中的電流由原來數(shù)值逐漸減小，電流方向不變，A燈熄滅要慢，B燈電流瞬間消失，立即熄滅，選項D正確． 5．B　[解析] 因為U不變，由＝可得U2不變；當S閉合后，副線圈所在電路的總電阻R減小，由I2＝可知總電流I2增大；由UI1＝U2I2得I1＝，故I1增大；電阻R1兩端的電壓U3＝U2－I2R′，故U3變小，I3＝變小．綜上所述，交流電流表A1、A2的示數(shù)變大，A3的示數(shù)變小，交流電壓表V2的示數(shù)不變，V3的示數(shù)變小，故只有選項B正確． 6．BD　[解析] 正方形線框在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞cd軸以角速度ω轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為BωL2，電源電動勢為E＝BωL2.S斷開時，內(nèi)電路電流I＝＝BωL2，電壓表讀數(shù)等于c、d兩點之間的電壓，為U＝Ir＝BωL2，選項B正確，選項A錯誤；S閉合時，電路總電阻為3r＋＝r，ab中電流為I＝＝BωL2，電流表讀數(shù)為＝BωL2，選項C錯誤；S閉合時，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過過程中，磁通量變化ΔФ＝BL2，時間Δt＝，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的平均值為＝，電流平均值為，流過電流表的電流平均值為I＝，電荷量為q＝IΔt＝，選項D正確． 7. BC　磁場總是要阻礙 [解析] 分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的各種裝置情況，總結(jié)共同規(guī)律．在每次實驗中，只改變一個條件，其他條件是不變的. 8．通過電流傳感器的電荷量　330 μF [解析] 由q＝It可知，I－t圖象中的面積表示通過電流傳感器的電荷量．由數(shù)格法可知電容器放電前所帶電荷量Q＝330.210－30.4 C＝2.6410－3 C，則C＝＝330 μF. 9．(1)a端　(2)1 A　(3)0.5 W [解析] (1)a端電勢較高． (2)E＝Blv I＝，代入數(shù)據(jù)得I＝1 A. (3)金屬導(dǎo)體做勻速直線運動，受力平衡，有F＝F安 又因為F安＝BIL P＝Fv 代入數(shù)據(jù)得P＝0.5 W. 10．(1)1 T　(2)0.9 s　(3)4 m/s [解析] (1)設(shè)線框到達磁場邊界時的速度大小為v，由機械能守恒定律可得： Mg(h－l)＝mg(h－l)＋(M＋m)v2 解得：v＝2 m/s 線框的ab邊剛進入磁場時，感應(yīng)電流：I＝ 線框恰好做勻速運動，有：Mg＝mg＋IBl 聯(lián)立解得：B＝1 T. (2)設(shè)線框進入磁場之前運動的時間為t1，有： h－l＝vt1 解得：t1＝0.6 s 線框進入磁場過程做勻速運動，所用的時間：t2＝＝0.1 s 此后輕繩拉力消失，線框做豎直上拋運動，到最高點時所用的時間：t3＝＝0.2 s 線框從開始運動到最高點，所用的時間：t＝t1＋t2＋t3＝0.9 s. (3)線框從最高點下落至磁場邊界時速度大小不變，線框穿磁場過程所受的安培力大小也不變， 因此，線框穿出磁場過程還是做勻速運動，離開磁場后做豎直下拋運動． 由機械能守恒定律可得： mv＝mv2＋mg(h－l) 解得線框落地時的速度：vt＝4 m/s.