【核動(dòng)力】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)27-第9章-電磁感應(yīng)2-

課時(shí)作業(yè)(二十七)(時(shí)間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后括號(hào)內(nèi))1．如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，匝數(shù)為N的正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，線圈內(nèi)接有電阻值為R的電阻，過ab中點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線OO′恰好位于垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右邊界上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過90°時(shí)，通過電阻R的電荷量為()A.eq\f(BL2,2R)B.eq\f(NBL2,2R)C.eq\f(BL2,R)D.eq\f(NBL2,R)【解析】初狀態(tài)時(shí)，通過線圈的磁通量為Φ1＝eq\f(BL2,2)，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過90°時(shí)，通過線圈的磁通量為0，由q＝Neq\f(ΔΦ,R)可得通過電阻R的電量為eq\f(NBL2,2R).【答案】B2．有人把自行車進(jìn)行了改裝，在后車輪上裝上了一個(gè)小型發(fā)電機(jī)，想看電視時(shí)，就騎在自行車上不停地蹬車，可供電視、照明用電．發(fā)電機(jī)原理如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，放置一個(gè)有固定轉(zhuǎn)軸的發(fā)電輪，如圖所示，發(fā)電輪平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直，發(fā)電輪半徑為r，輪軸和輪緣為兩個(gè)輸出電極，該發(fā)電機(jī)輸出電壓接一抱負(fù)變壓器，再給一小燈泡供電，則下列說法中正確的是()A．當(dāng)人蹬車的速度增大時(shí)，小燈泡兩端的電壓降低B．當(dāng)人蹬車的速度增大時(shí)，小燈泡兩端的電壓不變C．小燈泡的功率與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)D．小燈泡的功率隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大【解析】轉(zhuǎn)輪發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為E＝eq\f(1,2)Br2ω，蹬車的速度增大時(shí)，角速度增大，電動(dòng)勢(shì)增大，輸入電壓和輸入功率增大．D正確．【答案】D3.(2021·北京卷，17)如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2.則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為()A．c→a,2∶1B．a(chǎn)→c,2∶1C．a(chǎn)→c,1∶2D．c→a,1∶2【解析】依據(jù)右手定則可知，金屬桿中的電流方向?yàn)镹→M，則電阻R中的電流方向?yàn)閍→c.依據(jù)E＝BLv可得，E1∶E2＝1∶2，C項(xiàng)正確．【答案】C4．如圖甲是矩形導(dǎo)線框，電阻為R，虛線左側(cè)線框面積為S，右側(cè)面積為2S，虛線左右兩側(cè)導(dǎo)線框內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示，設(shè)垂直線框向里的磁場(chǎng)為正，則關(guān)于線框中0～t0時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電流的說法正確的是()A．感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B．感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向C．感應(yīng)電流的大小為eq\f(B0S,Rt0)D．感應(yīng)電流的大小為eq\f(3B0S,Rt0)【解析】向里的變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E1＝Seq\f(ΔB1,Δt1)，方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；向外的變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E2＝2Seq\f(ΔB2,Δt2)，方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；從圖中可以得到：eq\f(ΔB1,Δt1)＝eq\f(ΔB2,Δt2)＝eq\f(B0,t0)，感應(yīng)電流為I＝eq\f(E1＋E2,R)＝eq\f(3B0S,Rt0)，方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，即BD正確．【答案】BD5.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線上端懸于C點(diǎn)，下端系一小球A，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示，導(dǎo)線與豎直方向的夾角為θ，擺球的角速度為ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則金屬導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的高電勢(shì)端及大小為()A．C點(diǎn)eq\f(1,2)BL2ωB．C點(diǎn)eq\f(1,2)BL2ωsin2θC．A點(diǎn)eq\f(1,2)BL2ωD．A點(diǎn)eq\f(1,2)BL2ωsin2θ【解析】由右手定則可推斷φC>φA，即C端的電勢(shì)高于A端的電勢(shì)；金屬導(dǎo)線切割磁感線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)sinθ，所以導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝eq\f(1,2)B(Lsinθ)2ω＝eq\f(1,2)BL2ωsin2θ.故B正確．【答案】B6.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值．在t＝0時(shí)刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時(shí)間后，在t＝t1時(shí)刻斷開S.下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是()【解析】S閉合時(shí)，由于自感L有感抗，經(jīng)過一段時(shí)間電流穩(wěn)定時(shí)L電阻不計(jì)，可見電路的外阻是從大變小的過程．由U外＝eq\f(R外,R外＋r)E可知U外也是從大變小的過程，所以A、C錯(cuò)．t1時(shí)刻斷開S，由于自感在L、R、D構(gòu)成的回路中電流從B向A中間流過D，所以t1時(shí)刻UAB反向，B正確．【答案】B7．(2022·安徽理綜，20)英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)．如圖所示，一個(gè)半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，環(huán)上套一帶電荷量為＋q的小球．已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做功的大小是()A．0B.eq\f(1,2)r2qkC．2πr2qkD．πr2qk【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·πr2＝kπ·r2小球運(yùn)動(dòng)一圈，電場(chǎng)力做的功為W＝Eq＝πr2qk，選項(xiàng)D正確．【答案】D8.一個(gè)面積S＝4×10－2m2、匝數(shù)n＝100的線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示A．在開頭的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化率等于0.08Wb/sB．在開頭的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零C．在開頭的2s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于8VD．在第3s末線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零【解析】由圖知，前2s內(nèi)eq\f(ΔB,Δt)＝2T/s，所以eq\f(ΔΦ,Δt)＝2×4×10－2Wb/s＝0.08Wb/s，A選項(xiàng)正確；在開頭的2s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B由2T減到0，又從0向相反方向增加到2T，所以這2s內(nèi)的磁通量的變化量ΔΦ＝B1S＋B2S＝2BS＝2×2×4×10－2Wb＝0.16Wb，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；開頭的2s內(nèi)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝100×0.08V＝8V，C選項(xiàng)正確；第3s末的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于2s～4s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)·S＝100×2×4×10－2V＝8V，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】AC9．如圖所示，水平放置的粗糙U形框架上接一個(gè)阻值為R0的電阻，放在垂直紙面對(duì)里的、場(chǎng)強(qiáng)大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)半徑為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平向右的恒定拉力F的作用下，由靜止開頭運(yùn)動(dòng)距離d后速度達(dá)到v，半圓形硬導(dǎo)體AC的電阻為r，其余電阻不計(jì)．下列說法正確的是()A．此時(shí)AC兩端電壓為UAC＝2BLvB．此時(shí)AC兩端電壓為UAC＝eq\f(2BLvR0,R0＋r)C．此過程中電路產(chǎn)生的電熱為Q＝Fd－eq\f(1,2)mv2D．此過程中通過電阻R0的電荷量為q＝eq\f(2BLd,R0＋r)【解析】AC的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝2BLv，兩端電壓為UAC＝eq\f(ER0,R0＋r)＝eq\f(2BLvR0,R0＋r)，A錯(cuò)、B對(duì)；由功能關(guān)系得Fd＝eq\f(1,2)mv2＋Q＋Wμ，C錯(cuò)；此過程中平均感應(yīng)電流為eq\x\to(I)＝eq\f(2BLd,R0＋rΔt)，通過電阻R0的電荷量為q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(2BLd,R0＋r)，D對(duì)．【答案】BD10．如圖所示，水平放置的光滑金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌MM′和NN′之間接有電阻R，導(dǎo)軌左、右兩區(qū)域分別存在大小相等方向相反且與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)左、右區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1和B2，虛線為兩區(qū)域的分界線，一根阻值也為R的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上并與其垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．若金屬棒ab在外力F的作用下從左邊的磁場(chǎng)區(qū)域距離磁場(chǎng)邊界x處勻速運(yùn)動(dòng)到右邊的磁場(chǎng)區(qū)域距離磁場(chǎng)邊界x處，下列說法中正確的是()A．當(dāng)金屬棒通過磁場(chǎng)邊界時(shí)，通過電阻R的電流反向B．當(dāng)金屬棒通過磁場(chǎng)邊界時(shí)，金屬棒受到的安培力反向C．金屬棒在題設(shè)的運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻R的電荷量等于零D．金屬棒在題設(shè)的運(yùn)動(dòng)過程中，回路中產(chǎn)生的熱量等于Fx【解析】金屬棒的運(yùn)動(dòng)方向不變，磁場(chǎng)方向反向，則電流方向相反，選項(xiàng)A正確；電流方向反向，磁場(chǎng)也反向時(shí)，安培力的方向不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由q＝eq\f(ΔΦ,R總)，因初、末狀態(tài)磁通量相等，所以通過電阻R的電荷量等于零，選項(xiàng)C正確；由于金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)，所以動(dòng)能不變，即外力做功全部轉(zhuǎn)化為電熱，所以Q＝2Fx，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】AC二、綜合應(yīng)用(本題共2小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11．(15分)(2022·浙江理綜，24)其同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測(cè)速裝置，工作原理如圖所示．一個(gè)半徑為R＝0.1m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長(zhǎng)為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上．轉(zhuǎn)軸的左端有一個(gè)半徑為r＝eq\f(R,3)的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)．圓盤上繞有不行伸長(zhǎng)的細(xì)線，下端掛著一個(gè)質(zhì)量為m＝0.5kg的鋁塊．在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T．a(chǎn)點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過電刷與O端相連．測(cè)量a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U可算得鋁塊速度．鋁塊由靜止釋放，下落h＝0.3m時(shí)，測(cè)得U＝0.15V．(細(xì)線與圓盤間沒有滑動(dòng)，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計(jì)，重力加速度g＝10(1)測(cè)U時(shí)，與a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”？(2)求此時(shí)鋁塊的速度大??；(3)求此下落過程中鋁塊機(jī)械能的損失．【解析】(1)依據(jù)右手定則可推斷A點(diǎn)是電源的正極，故a點(diǎn)接電壓表的“正極”．(2)依據(jù)U＝E＝Bleq\x\to(v)①eq\x\to(v)＝eq\f(1,2)ωR②v＝ωr＝eq\f(1,3)ωR③聯(lián)立①②③得：v＝2(3)依據(jù)能量守恒得：ΔE＝mgh－eq\f(1,2)mv2＝0.5J.【答案】(1)正極(2)2m/s(3)0.512．(15分)如圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP放置在水平面內(nèi)，MO間接有阻值為R＝3Ω的電阻，導(dǎo)軌相距d＝1m，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T．質(zhì)量為m＝0.1kg，電阻為r＝1Ω的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好．用平行于MN的恒力F＝1N向右拉動(dòng)CD，CD受的摩擦阻力Ff恒為0.5(1)CD運(yùn)動(dòng)的最大速度的大?。?2)當(dāng)CD達(dá)到最大速度后，電阻R消耗的電功率是多少？(2)當(dāng)CD的速度為最大速度的一半時(shí)，CD的加速度的大?。窘馕觥?1)設(shè)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速度為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝Bdv依據(jù)閉合電路歐姆定律有：I＝eq\f(E,R＋r)則安培力為：F0＝BdI據(jù)題意分析，當(dāng)v最大時(shí)，有：F－F0－Ff＝0聯(lián)立以上各式得：vm＝eq\f(F－Ff