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(高中物理)物理高三单元测试9
新人教版物理高三单元测试9
《电磁感应》
〔共15题〕
,一个Uab,有一个磁感应形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒
,一的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ
定能在轨道回路里产生感应电流的是()
,同时使θ减小
,θ角同时也减小
,同时增大磁感应强度
(0°<θ<90°)向右运动,同时增大磁感应强度和θ角
,为早期制作的发电机及电动机的示意图,AB盘和盘分
别是两个可绕固定转轴转动的铜盘,用导线将AB盘的中心和盘的
边缘连接起来,用另一根导线将BA盘的中心和盘的边缘连接起
,盘也会转动
中错误的选项是()
,其原因是将整个铜盘看成
沿径向排列的无数根铜条,它们做切割磁感线运动,产生感应电动势
,盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用,此力对转轴有力矩
,盘逆时针转动
,盘也顺时针转动
,L为一自感系数很大的有铁芯的线圈,电压表与线圈并
联接入电路,在以下哪种情况下,有可能使电压表损坏(电压表量程
为3V)()
,穿过方向如下列图的有界匀强磁场
〔d>L〕.ab边进入磁场时,
框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,正确的选项是




(a)、(b)、(c)中除导体棒ab(a)图中的电容器C可动外,其余局部均固定不动,原
来不带电,设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,
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中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够
长,今给导体棒abv一个向右的初速度0,导体棒的最终运动状态是()
,导体棒ab最终都是匀速运动
(a)、(c)中ab(b)中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动;图棒最终静止
(a)、(c)中,ab棒最终将以相同的速度做匀速运动
,导体棒ab最终均静止
,在水平面内固定一个“U〞形金属框架,框架上置一金属杆ab,不计它们间
的摩擦,在竖直方向有匀强磁场,那么〔〕
,杆ab将向右移动
,杆ab将向右移动
,杆ab将向右移动
,杆ab将向右移动
7.(·模拟)如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈
上方插入或拔出,
铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示
正确的选项是()
、电容器CN与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,极朝下,如
下列图,现使磁铁开始下落,在NR极接近线圈上端的过程中,流过的电流方向和电容器
极板的带电情况是()
,上极板带正电到
,下极板带正电到
,上极板带正电到
,下极板带正电到
,一根长导线弯成“n〞形,通以直流电I,正中间用不计长度的一段绝缘线悬
挂一金属环C,环与导线处于同一竖直平面内,在电流I增大的过程中,以下表达错误的
选项是()

,两个线圈套在同一个铁芯上,
连着平行导轨MN,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒和
ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,以下说法中正确
的选项是()
,abc点,点电势高点电势高于
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于d点
,bacd点电势高于点,点与点等电势
,bacd点电势高于点,点电势高于点
,badc点电势高于点,点电势高于点
11.(·皖南八校联考)如下列图,一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中,场中各点
B0
的磁感应强度为By=,y为该点到地面的距离,c为常数,
y+c
磁场垂直,直径ab水平,(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中( )
,感应电动势为0
,直径ab两点间电势差为0

,半圆弧ab受安培力向下,铝框下落加速度大小可能等于g
,铁芯右端与一木质圆柱密
接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移
,其中R为滑动变阻器,E1和E2为
直流电源,,可观测到N向左运动
的是( )
,向a闭合的瞬间
,向b闭合的瞬间
,将R的滑动头向c端移动时
,将R的滑动头向d端移动时
13.〔·高考物理·T20〕如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平
方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆
环从a摆向b的过程中
(A)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针
(B)感应电流方向一直是逆时针
(C)安培力方向始终与速度方向相反
(D)安培力方向始终沿水平方向
,平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运
动,经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势E与导体棒
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位置x关系的图象是( )
,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图10所示位置匀速向右拉出匀
,外力所做的功为W1,通过导线横截面的电荷量为q1;
,外力所做的功为W2,通过导线横截面的电荷量为q2,那么( )
<W2,q1<<W2,q1=q2
>W2,q1=>W2,q1>q2
〔共7题〕
,间距l=的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内,在水平面
a1b1b2a2区域内和倾角=37的斜面c1b1b2c2区
域内分别有磁感应强度B1、方向竖直向上和
B2=1T、质量m1=、长为l的相同导体杆K、
S、QS杆的两端固定在分别放置在导轨上,
b1、b2点,K、QK杆中点的轻绳平行于导轨绕过
轻质滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=a=6m/s2
的加速度沿绳下滑,KQFg=10m/s杆保持静止,杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力2,sin
37,cos37.求
〔1〕小环所受摩擦力的大小;
〔2〕
17.〔·大纲版全国·T24〕如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为
LP、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为
强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属
棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。某时
刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求:
(1)磁感应强度的大小:
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
=,磁场的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为
方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与
环面垂直,其中a=,b=,金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R0=2
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Ω,,棒与环的电阻均忽略不计
(1)假设棒以v0=5m/sOO′的瞬时(如下的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑动到圆环直径
列图),MNL中的电动势和流过灯1的电流.
(2)撤去中间的金属棒MNOL将右面的半圆环2O′以OO′为轴向上翻转90°,假设此时磁场
随时间均匀变化,其变化率为=T/s,求L2的功率.
,ab长L1=,bd长L2=,线框的质
量m=,电阻R=,该区域的上、下边界PP′和QQ′
,H>L2,磁场的磁感应强度B=,方向与线框平面垂
直。如图27所示,令线框的dc边从离磁场区域上边界PP′的距离为h=
,ab边到达边界PP′之前的某一时刻线框的速度已到达这
,到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ′的过程中,
磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少?(g取10m/s2)
,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个
、
一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,、
方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,杆到达磁场区域
时速度为v,,
:
(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff;
(2)杆ab中通过的电流及其方向;
(3)导轨左端所接电阻R的阻值.
,两足够长的平行金属导轨水平放置,间距为L,左端接
有一阻值为R的电阻;所在空间分布有竖直向上,磁感应强度为B的匀
、d质量均为m,电阻均为R,相隔一定的距离
垂直放置在导轨上与导轨紧密接触,它们与导轨间的动摩擦因数均为μ.
现对c施加一水平向右的外力,使其从静止开始沿导轨以加速度a做匀加速直线运动.(导
体棒c始终与导轨垂直、紧密接触,导体棒与导轨的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导轨
的电阻忽略不计,重力加速度为g)
(1)经多长时间,导体棒d开始滑动;
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(2)假设在上述时间内,导体棒d上产生的热量为Q,那么此时间内水平外力做的功为多
少?
22〔·〕电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=,两导轨间距L=,导轨倾角为30°,
导轨上端abB==,磁感应强度
上。阻值r=,质量m=的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始
Q
下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热r。(取g10m/s)求:
W安
(1)金属棒在此过程中克服安培力的功;
(2)金属棒下滑速度v2m/s时的加速度a.
12
W重-W安=mvm
vm2
(3)为求金属棒下滑的最大速度,有同学解答如下:由动能定理
,……。由此所得结果是否正确?假设正确,说明理由并完本钱小题;假设不正确,给出
正确的解答。
答案:
1.【答案】选A.
【详解】S,据题意,磁通量Φ=BScosθ,对A,Scos设此时回路面积为增大,θ减小,
θ增大,那么Φ增大,,Bcosθ增大,Φ可能不变,,θ减小,
C,,SBcosθ减小,Φ可错减小,增大,增大,θ增大,增大,Φ可能不变,
能不变,
2.【答案】选D.
【详解】将图中铜盘AB所在的一组装置作为发电机模型,铜盘所在的一组装置作为电动
机模型,这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列“辐条〞,处在磁场中的
每一根“辐条〞都在做切割磁感线运动,产生感应电动势,进而分析可知D,A、B、C错误
正确.
3.【答案】选C.
【详解】开关S,L3V,所以AS闭合瞬间在电路中相当于断路,电压表两端的电压为错;
闭合电路稳定时,L0,所以BS在电路中相当于短路,电压表两端的电压几乎为错;开关
断开的瞬间,两端产生很高的电动势,
:AD
5.【答案】选B.
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【详解】图(a)中,abv棒以0向右运动的过程中,电容器开始充电,充电后ab棒就减速,
ab棒上的感应电动势减小,当棒上的感应电动势与电容器两端电压相等时,棒上无
电流,从而做匀速运动;图(b)中,由于电阻Rab消耗能量,所以棒做减速运动,直至停
止;图(c)中,当abab棒向右运动时,产生的感应电动势与原电动势同向,因此作用在棒
上的安培力使ab棒做减速运动,速度减为零后,在安培力作用下向左加速运动,向左加速
过程中,abab棒产生的感应电动势与原电动势反向,当棒产生的感应电动势与原电动势
大小相等时,,从而向左匀速运动,所以正确
:BD
:选C、D.
【详解】先根据楞次定律“来拒去留〞,中
线圈上端为NCSDS极,中线圈上端为极,中线圈上端为极,再根据安培定那么确定感应
电流的方向,A、BC、,正确
8.【答案】选D.
【详解】在N,通过线圈的磁感线方向向下,磁通量增大,由楞次极接近线圈上端的过程中
定律可判定流过线圈的电流方向向下,外电路电流由ba,同时线圈作为电源,下端流向
应为正极,那么电容器下极板电势高,带正电.
9.【答案】选A.
【详解】电流IC增大的过程中,穿过金属环的磁通量增大,环中出现逆时针的感应电
流,故AB错,正确;可以将环等效成一个正方形线框,利用“同向电流相互吸引,异向
电流相互排斥〞得出环将受到向下的斥力且无转动,所以悬挂金属环C的竖直拉力变大,
环仍能保持静止状态,C、
10.【答案】选B、D.
【详解】(1)金属棒匀速向右运动切割磁感线时,产生恒定感应电动势,由右手定那么判
断电流由a→b,bac、dcdA点,点与点电势高于点等势,故端不产生感应电动势,
错、
(2)金属棒向右加速运动时,ba点电势仍高于点,感应电流增大,穿过右边线圈的磁通
量增大,所以右线圈中也产生感应电流,由楞次定律可判断电流从dd点流出,在外电路
,故错,正确
11.【答案】C
【详解】 由题意知,y越小,By越大,下落过程中,磁通量逐渐增加,A错误;由楞次定
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律判断,铝框中电流沿顺时针方向,但Uab≠0,B错误;直径ab受安培力向上,半圆弧ab
受安培力向下,但直径ab处在磁场较强的位置,所受安培力较大,半圆弧ab的等效水平
长度与直径相等,但处在磁场较弱的位置,所受安培力较小,这样整个铝框受安培力的合
力向上,故CD正确错误.
12.【答案】C
【详解】由楞次定律第二种描述可知:只要线圈中电流增强,即穿过N的磁通量增加,那
么N受排斥而向右运动,只要线圈中电流减弱,即穿过N的磁通量减少,那么N受吸引而
向左运动,应选项C正确.
14.【答案】A
【详解】在x=R左侧,设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角,那么导体
棒切割有效长度L=2Rsinθ,电动势与有效长度成正比,故在x=R左侧,电动势与x的
关系为正弦图象关系,由对称性可知在x=.
15.【答案】C
【详解】设线框长为L1,宽为L2,第一次拉出速度为v1,第二次拉出速度为v2,那么v1=
,外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有
W=FL=BILL=B2LL22v/R,
11112111
同理W2=B2LL221v2/R,故W1>W2;
又由于线框两次拉出过程中,磁通量的变化量相等,即
BL1vBL1L2BL1L2ΔΦ
ΔΦ1=ΔΦ2,由q=It=t=t==得:q1=q2故正确答案为选项C.
RRtRR
〔16.【答案】1〕f;〔2〕P2W.
【详解】〔1〕以小环为研究对象,由牛顿第二定律
m2gfm2a①
代入数据得f②
〔2〕设流过杆K的电流为I,由平衡条件得
fB1Il③
对杆Q,根据并联电路特点以及平衡条件得
B22IlFm1gsin④
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由法拉第电磁感应定律的推论得
EB2lv⑤
根据欧姆定律有
E
2I
R总⑥
R
R总R
且2⑦
瞬时功率表达式为PFv⑧
联立以上各式得P2W⑨
I0
17.【详解】⑴设灯泡额定电流为,有
PI2R
0………………①
灯泡正常发光时,流经MN的电流
I2I0
………………②
速度最大时,重力等于安培力
mgBIL………………③
mgR
B
由①②③解得2LP………………④
⑵灯泡正常发光时
EBLv………………⑤
EI0R
………………⑥
联立①②④⑤⑥得
2P
v
mg………………⑦
18.【答案】(1)
×10-2W
【详解】(1)棒滑过圆环直径OO′的瞬时,MNE中的电动势1=B·2av0××5V=(3)分
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等效电路如下列图,流过灯L1的电流I1==(3)分
19.【答案】-
【详解】此题中重力势能转化为电能和动能,而安培力做的总功使重力势能一局部转化为
电能,电能的多少等于安培力做的功.
依题意,线框的ab边到达磁场边界PP′之前的某一时刻线框的速度到达这一阶段速度最
大值,以v0表示这一最大速度,那么有
E=BL1v0
EBL1v0
线框中电流 I==
RR
B2L21v0
作用于线框上的安培力 F=BL1I=
R
速度到达最大值条件是 F=mg
mgR
所以v0==4m/
BL
dc边继续向下运动过程中,直至线框的ab边到达磁场的上边界PP′,线框保持速度v0不
变,故从线框自由下落至ab边进入磁场过程中,由动能定理得:
120
mg(h+L2)+W安=mv
2
120
W安=mv-mg(h+L2)=-
2
ab边进入磁场后,直到dc边到达磁场区下边界QQ′过程中,作用于整个线框的安培力为
零,安培力做功也为零,线框只在重力作用下做加速运动,故线框从开始下落到dc边刚到
达磁场区域下边界QQ′过程中,安培力做的总功即为线框自由下落至ab边进入磁场过程
中安培力所做的功
W安=-
负号表示安培力做负功.
mv2mv2B2l2d
20.【答案】 (1)F- (2) 方向 a→b (3)2-r
2d2Bldmv
【详解】(1)杆进入磁场前做匀加速运动,有
F-Ff=ma①
v2=2ad②
解得导轨对杆的阻力
mv2
Ff=F-.③
2d
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(2)杆进入磁场后做匀速运动,有F=Ff+FA④
杆ab所受的安培力
FA=IBl⑤
解得杆ab中通过的电流
mv2
I=⑥
2Bld
杆中的电流方向自a流向b.⑦
(3)杆ab产生的感应电动势
E=Blv⑧
杆中的感应电流
E
I=⑨
R+r
解得导轨左端所接电阻阻值
B2l2d
R=2-r.⑩
mv
3μmgR9μ2m3g2R2μg
21.【答案】(1)(2)6 2+244(1+)Q
BLa2BLa
【详解】(1)设导体棒d刚要滑动的瞬间,流过d的电流为I,c的瞬时速度为v
电动势E=BLv①
流过d的电流
1E
I=×②
23
R
2
d受到的安培力大小为
FA=BIL③
对d受力分析后,得
FA=μmg④
c的运动时间为
v
t=⑤
a
综合①、②、③、④、⑤并代入得
3μmgR
t=⑥22
BLa
3μmgR
v=.⑦22
BL
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(2)导体棒d上产生的热量为Q,那么整个电路上产生的热量为
Q′=6Q⑧
c发生的位移为
1
x=at2⑨
2
外力做的功为
12
W=mv+μmgx+Q′⑩
2
由⑥、⑦、⑧、⑨、⑩并代入得
9μ2m3g2R2μg
W=+644(1+)Q.⑪
2BLa
22.【答案】⑴⑵/s2⑶正确,
〔【详解】1〕下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热,由于R3r,因此
W安=QQRQr(J)
∴
〔2〕金属棒下滑时受重力和安培力
B2L2
mgsin30vma
由牛顿第二定律Rr
2
2
agsin30v10(m/s)
∴m(Rr)()
(3)此解法正确。
金属棒下滑时受重力和安培力作用,其运动满足
上式说明,加速度随速度增加而减小,棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否到
达匀速,当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度,因此上
述解法正确。
2Q12
vm2gSsin30210(m/s)
∴
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