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2015高三第一轮复习 与名师对话 课时跟踪训练 课时跟踪训练32.doc


课时跟踪训练(三十二)
一、选择题 1.

(2014· 江苏卷)如图所示,一正方形线圈的匝数为 n,边长为 a,线圈平面与匀强磁场垂 直, 且一半处在磁场中. 在 Δt 时间内, 磁感应强度的方向不变, 大小由 B 均匀地增大到 2B. 在此过程中,线圈中产生的感应电动势为 Ba A. 2Δt
2

(

)

nBa B. 2Δt

2

nBa C. Δt

2

2nBa D. Δt

2

ΔB 解析:本题考查法拉第电磁感应定律的应用.根据法拉第电磁感应定律可得,E=n Δt B 1 nBa2 S=n · a2= ,B 正确. Δt 2 2Δt 答案:B 2.(2014· 新课标全国卷Ⅰ)如图(甲)所示,线圈 ab、cd 绕在同一软铁芯上,在 ab 线圈 中通以变化的电流,用示波器测得线圈 cd 间电压如图(乙)所示,已知线圈内部的磁场与流 经线圈的电流成正比, 则下列描述线圈 ab 中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是 ( )

ΔΦ ΔB ΔB ΔI 解析:由法拉第电磁感应定律得 E=N Δt =N Δt S,又 B∝I,故 Δt ∝ Δt ∝E,由乙图可 知 i-t 图象中的斜率应不为 0, 且在 0~0.5 s、 0.5~1.5 s、 1.5~2.5 s 各段时间内斜率不变. 分 析图象可知,只有 C 正确. 答案:C 3.(多选)(2014· 江苏卷)

如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯 内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有 ( A.增加线圈的匝数 B.提高交流电源的频率 C.将金属杯换为瓷杯 D.取走线圈中的铁芯 解析:考查涡流现象、影响感应电动势大小的因素及分析问题的能力.增大线圈的匝 数,可以增大通过金属杯的磁通量及磁通量的变化率,从而增大金属杯中产生感应电流的 大小,增大加热功率,缩短加热时间,A 正确.提高交流电的频率,最大磁通量不变,但 交替变化快也能提高磁通量的变化率,产生更大的感应电流,达到缩短加热时间的目的,B 正确.瓷杯是绝缘体,不能产生感应电流,不能加热,C 错误.取走铁芯,金属杯中的磁 通量变小,磁通量的变化率也变小,从而导致加热功率变小,加热时间加长,D 错误. 答案:AB 4.(多选) )

一个面积 S=4× 10

-2

m2、 匝数 n=100 的线圈放在匀强磁场, 磁场方向垂直于线圈平面, )

磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图所示,则下列判断正确的是( A.在开始的 2 s 内穿过线圈的磁通量变化率等于 0.08 Wb/s

B.在开始的 2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C.在开始的 2 s 内线圈中产生的感应电动势等于 8 V D.在第 3 s 末线圈中的感应电动势等于零 ΔB ΔΦ - 解析:由图知,前 2 s 内 Δt =2 T/s,所以 Δt =2× 4× 10 2 Wb/s=0.08 Wb/s,A 选项正 确;在开始的 2 s 内磁感应强度 B 由 2 T 减到 0,又从 0 向相反方向增加到 2 T,所以这 2 s 内的磁通量的变化量 ΔΦ=B1S+B2S=2BS=2× 2× 4× 10
-2

Wb=0.16 Wb,B 选项错;开始的

ΔΦ 2 s 内 E=n Δt =100× 0.08 V=8 V, C 选项正确; 第 3 s 末的感应电动势等于 2 s~4 s 内的平 ΔΦ ΔB - 均感应电动势,E=n Δt =n Δt S=100× 2× 4× 10 2 V=8 V,D 选项错误. 答案:AC 5.有人把自行车进行了改装,在后车轮上装上了一个小型发电机,想看电视时,就骑 在自行车上不停地蹬车,可供电视、照明用电.发电机原理如图甲所示,在匀强磁场中, 磁感应强度为 B,放置一个有固定转轴的发电轮,如图乙所示,发电轮平面与磁感应强度 垂直,发电轮半径为 r,轮轴和轮缘为两个输出电极,该发电机输出电压接一理想变压器, 再给一小灯泡供电,则下列说法中正确的是( )

A.当人蹬车的速度增大时,小灯泡两端的电压降低 B.当人蹬车的速度增大时,小灯泡两端的电压不变 C.小灯泡的功率与发电机转速无关 D.小灯泡的功率随发电机转速的增大而增大 1 解析:转轮发电机的电动势为 E= Br2ω,蹬车的速度增大时,角速度增大,电动势增 2 大,输入电压和输入功率增大,D 正确. 答案:D 6.如图所示,一段导线弯曲成半径为 R 的半圆形闭合回路.虚线 MN、PQ 间有磁感 应强度为 B 的匀强磁场,磁场的宽度等于 R,方向垂直于回路所在的平面.现让回路以速 度 v 向右匀速穿过磁场,直径 CD 始终与 MN 垂直.关于此过程,下列结论中正确的是

(

)

A.穿过的过程中,回路中感应电流一直不为零 B.感应电流的方向一直不变 C.感应电动势先增大后减小再增大再减小 D.感应电动势最大值 Em=2BRv 解析:当回路的圆心到磁场的中间时,回路中的感应电动势为零,电流为零,A 项错 误;磁通量先向里增大,后向里减小,根据楞次定律,感应电流的方向先沿逆时针方向后 沿顺时针方向,B 项错误;当回路的圆心到 MN 或 PQ 上时,切割磁感线的有效长度最长, 感应电动势最大为 BRv,D 项错误;在穿过磁场的过程中,回路切割磁感线的有效长度应 先变大,后变小,再变大,再变小,因此感应电动势先增大后减小再增大再减小,C 项正 确. 答案:C 7.有一个匀强磁场边界是 EF,在 EF 右侧无磁场,左侧是匀强磁场区域,如图甲所 示. 现有一个闭合的金属线框以恒定速度从 EF 右侧水平进入匀强磁场区域. 线框中的电流 随时间变化的 i-t 图象如图乙所示,则可能的线框是下列四个选项中的( )

E Blv 解析:由图乙可知,电流先是均匀增加,后均匀减小,又 i=R= R ∝l,所以金属线框 切割磁感线的有效长度应先是均匀增加,后均匀减小,A 项符合;B、C 项线框中间部分进

入磁场后切割磁感线的有效长度不变;D 项有效长度不是均匀地增加和减小. 答案:A 8.(多选)如图所示,是研究自感通电实验的电路图,L1、L2 是两个规格相同的小灯泡, 闭合电键调节电阻 R,使两个灯泡的亮度相同,调节可变电阻 R1,使它们都正常发光,然 后断开电键 S.重新闭合电键 S,则( )

A.闭合瞬间,L1 立刻变亮,L2 逐渐变亮 B.闭合瞬间,L2 立刻变亮,L1 逐渐变亮 C.稳定后,L 和 R 两端电势差一定相同 D.稳定后,L1 和 L2 两端电势差不相同 解析:根据题设条件可知,闭合电键调节电阻 R,使两个灯泡的亮度相同,说明此时 电阻 R 的阻值与线圈 L 的电阻一样大,断开电键再重新闭合电键的瞬间,根据自感原理, 可判断 L2 立刻变亮,而 L1 逐渐变亮,A 项错误,B 项正确;稳定后,自感现象消失,根据 题设条件可判断线圈 L 和 R 两端的电势差一定相同,L1 和 L2 两端电势差也相同,所以 C 项正确,D 项错误. 答案:BC 9.(多选)

如图所示,水平放置的 U 形框架上接一个阻值为 R0 的电阻,放在垂直纸面向里的、场 强大小为 B 的匀强磁场中,一个半径为 L、质量为 m 的半圆形硬导体 AC 在水平向右的恒 定拉力 F 的作用下,由静止开始运动距离 d 后速度达到 v,半圆形硬导体 AC 的电阻为 r,

其余电阻不计.下列说法正确的是(

)

A.此时 AC 两端电压为 UAC=2BLv B.此时 AC 两端电压为 UAC= 2BLvR0 R0+r

1 C.此过程中电路产生的电热为 Q=Fd- mv2 2 2BLd D.此过程中通过电阻 R0 的电荷量为 q= R0+r ER0 2BLvR0 解析:AC 的感应电动势为:E=2BLv,两端电压为 UAC= = ,A 错、B 对; R0+r R0+r 2BLd 1 由功能关系得 Fd= mv2+Q+Wμ,C 错;此过程中平均感应电流为 I = ,通过 2 ?R0+r?Δt 2BLd 电阻 R0 的电荷量为 q= I Δt= ,D 对. R0+r 答案:BD 10.

(2014· 江西省九所重点中学高三联考)如图所示,虚线为磁感应强度大小均为 B 的两匀 强磁场的分界线,实线 MN 为它们的理想下边界. 长为 L 的正方形线圈电阻为 R,边与 MN 重合, 且可以绕过 a 点并垂直线圈平面的轴以角速度 ω 匀速转动, 则下列说法正确的是( A.从图示的位置开始逆时针转动 180° 的过程中,线框中感应电流方向始终为逆时针 B.从图示的位置开始顺时针转动 90° 到 180° 这段时间内,因线圈完全在磁场中,故无 感应电流 2BωL2 C.从图示的位置顺时针转动 180° 的过程中,线框中感应电流的最大值为 R 2BL2 D.从图示的位置开始顺时针方向转动 270° 的过程中,通过线圈的电量为 R 解析:在线圈转过 180° 的过程中,穿过线框的磁通量先增大后减小,则由楞次定律可 知,电流的方向应先为逆时针后为顺时针,故 A 错误;顺时针转动 90° 到 180° 过程中,由 于磁通量发生了变化, 故线圈中有感应电流产生, 故 B 错误; 从图示的位置顺时针转动 180° 1 的过程中, 当 bd 与边界重合时, 则 bcd 与 bad 均切割磁感线, 则感应电动势最大值为 E=2× 2 )

2BωL2 Bω( 2L)2=2BωL2,线框中感应电流的最大值为 ,故 C 正确;顺时针转动 270° 时, R 线框内的磁通量的变化量 ΔΦ=0,故通过线圈的电量为 0,故 D 错误. 答案:C 二、非选择题 11.

(2014· 江苏淮安市高三调研)如图所示,相距 L=0.4 m、电阻不计的两平行光滑金属导 轨水平放置,一端与阻值 R=0.15 Ω 的电阻相连,导轨处于磁感应强度 B=0.5 T 的匀强磁 场中,磁场方向垂直于导轨平面.质量 m=0.1 kg、电阻 r=0.05 Ω 的金属棒置于导轨上, 并与导轨垂直.t=0 时起棒在水平外力 F 作用下以初速度 v0=2 m/s、加速度 a=1 m/s2 沿 导轨向右匀加速运动.求: (1)t=1 s 时回路中的电流; (2)t=1 s 时外力 F 大小; (3)第 1 s 内通过棒的电荷量. 解析:(1)t=1 s 时,棒的速度为:v1=v0+at=3 m/s 此时由于棒运动切割产生的电动势为:E=BLv1=0.6 V E 根据闭合电路欧姆定律可知,此时回路中的感应电流为:I= =3 A R+r (2)对棒,根据牛顿第二定律有:F-ILB=ma 解得 t=1 s 时外力 F 大小为:F=ILB+ma=0.7 N 1 (3)在 t=1 s 时间内,棒的位移为:x=v0t+ at2 2 根据法拉第电磁感应定律可知,在这段时间内,棒切割平均感应电动势为: E = BLx t

根据闭合电路欧姆定律可知,在这段时间内,回路中的平均感应电流为: I = 在第 1 s 时间内,通过棒的电荷量为:q= I · t 联立以上各式解得:q=2.5 C 答案:(1)3 A (2)0.7 N (3)2.5 C

E R+r

12.(2014· 深圳市高三第二次调研 )如图甲所示,静止在粗糙水平面上的正三角形金属

L 线框,匝数 N=10、总电阻 R=2.5 Ω、边长 L=0.3 m,处在两个半径均为 r= 的圆形匀强 3 磁场区域中,线框顶点与右侧圆形中心重合,线框底边中点与左侧圆形中心重合.磁感应 强度 B1 垂直水平面向外,大小不变、B2 垂直水平面向里,大小随时间变化,B1、B2 的值如 图乙所示.线框与水平面间的最大静摩擦力 f=0.6 N ,(取 π≈3),求:

(1)t=0 时刻穿过线框的磁通量; (2)线框滑动前的电流强度及电功率; (3)经过多长时间线框开始滑动及在此过程中产生的热量. 解析:(1)设磁场向下穿过线框磁通量为正,由磁通量的定义得 t=0 时 1 1 Φ=B2 πr2-B1 πr2=0.005 Wb 6 2 (2)根据法拉第电磁感应定律 ΔΦ ΔB1 E=N Δt =N Δt πr2=0.25 V 6 E I=R=0.1 A P=I2R=0.025 W (3)右侧线框每条边受到的安培力 F1=NB2Ir=N(2+5t)Ir 因两个力互成 120° ,两条边的合力大小仍为 F1, 左侧线框受力 F2=2NB1Ir 线框受到的安培力的合力 F 安=F1+F2 当安培力的合力等于最大静摩擦力时线框就要开始滑动 F 安=f 即 F 安=N(2+5t)Ir+2NB1Ir=f 解得 t=0.4 s. Q=I2Rt=0.01 J. 答案:(1)0.005 Wb (2)0.1 A 0.025 W (3)0.01 J


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