2019-2020年高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 5 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒自我小測(cè) 教科版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 5 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒自我小測(cè) 教科版選修3-2 1．某空間出現(xiàn)了如圖所示的一組閉合電場(chǎng)線，方向從上向下看是順時(shí)針的，這可能是（　?。? A．沿AB方向磁場(chǎng)在迅速減弱　　　　B．沿AB方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng) C．沿BA方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)　　　　D．沿BA方向磁場(chǎng)在迅速減弱 2．研究表明，地球磁場(chǎng)對(duì)鴿子識(shí)別方向起著重要作用．鴿子體內(nèi)的電阻大約為103 Ω，當(dāng)它在地球磁場(chǎng)中展翅飛行時(shí)，會(huì)切割磁感線，在兩翅之間產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)．這樣，鴿子體內(nèi)靈敏的感受器即可根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小來(lái)判別其飛行方向．若某處地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量約為0.510－4 T，鴿子以20 m/s速度水平滑翔，則可估算出兩翅之間產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大約為（　?。? A．30 mV 　　　　　　　B．3 mV C．0.3 mV 　　　　　　　D．0.03 mV 3．如圖所示，PQRS為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直線框平面，MN線與線框的邊成45角．E、F分別為PS與PQ的中點(diǎn)．關(guān)于線框中的感生電流，正確的說(shuō)法是（　?。? A．當(dāng)E點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大 B．當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大 C．當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大 D．當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大 4．如圖甲所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab與金屬框架接觸良好．在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計(jì)．現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開始向右在框架上滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中桿ab始終垂直于框架．圖乙為一段時(shí)間內(nèi)金屬桿受到的安培力F安隨時(shí)間t的變化關(guān)系，則圖中可以表示外力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖像是（　?。? 5．（xx昆明高三月考改編）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，先后兩次將線圈從同一位置勻速地拉出有界磁場(chǎng)，第一次拉出時(shí)速度為v1＝v，第二次拉出時(shí)速度為 v2＝2v，這兩次拉出線圈的過(guò)程中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　?。? A．線圈中感應(yīng)電流之比是1∶2 B．線圈中產(chǎn)生的熱量之比是2∶1 C．沿運(yùn)動(dòng)方向作用在線框上的外力的功率之比為1∶2 D．流過(guò)任一橫截面感應(yīng)電荷量之比為1∶1 6．如圖所示，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在用鋁板制成的U形框中，使整體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直于磁場(chǎng)方向向左以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，懸掛拉力為FT，則（　　）． A．懸線豎直，F(xiàn)T＝mg　　　　　B．懸線豎直，F(xiàn)T＞mg C．懸線豎直，F(xiàn)T＜mg　　　　　D．無(wú)法確定FT的大小和方向 7．如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)＝0.50 m，左端接一電阻R＝0.20 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.40 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ac垂直放在導(dǎo)軌上，并能無(wú)摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，當(dāng)ac以v＝4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí)．求： （1）ac棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??； （2）維持ac棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力F的功率大?。? 8．如圖所示，在水平平行放置的兩根長(zhǎng)直導(dǎo)電軌道MN與PQ上，放著一根直導(dǎo)線ab，ab與導(dǎo)軌垂直，它在導(dǎo)軌間的長(zhǎng)度為20cm，這部分的電阻為0.02Ω．導(dǎo)軌部分處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.20T，電阻R＝0.08Ω，其他電阻不計(jì)．a(chǎn)b的質(zhì)量為0.02 kg． （1）打開開關(guān)S，ab在水平恒力F＝0.01N的作用下，由靜止沿軌道滑動(dòng)，求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間速度才能達(dá)到10m/s； （2）上述過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式是怎樣的？ （3）當(dāng)ab的速度達(dá)到10m/s時(shí)，閉合開關(guān)S，為了保持ab仍能以10m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，水平拉力應(yīng)變?yōu)槎嗌伲? 參考答案 1答案：AC　解析：感生電場(chǎng)的方向從上向下看是順時(shí)針的，假設(shè)在平行感生電場(chǎng)的方向上有閉合回路，則回路中的感應(yīng)電流方向從上向下看也應(yīng)該是順時(shí)針的，由右手螺旋定則可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)楞次定律可知，原磁場(chǎng)有兩種可能：原磁場(chǎng)方向向下且沿AB方向減弱，或原磁場(chǎng)方向向上，且沿BA方向增強(qiáng)，所以A、C有可能． 2答案：C　解析：鴿子展翅飛行時(shí)若兩翅端間距約為0.3 m．由E＝Blv得E＝0.3 mV．C項(xiàng)正確． 3答案：B　解析：由題意知在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中B與v都是不變的，根據(jù)公式E＝Blv可知，有效長(zhǎng)度l最大時(shí)，回路中的感應(yīng)電流最大，當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，R點(diǎn)正好經(jīng)過(guò)邊界MN，切割磁感線運(yùn)動(dòng)的有效長(zhǎng)度l有最大值，故正確選項(xiàng)為B．本題對(duì)有效切割長(zhǎng)度大小變化的判斷是難點(diǎn)，也是解題的關(guān)鍵，從線框中S點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開始，有效長(zhǎng)度從0開始增大，當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，有效長(zhǎng)度l達(dá)到最大值，即與線框邊長(zhǎng)相等，然后l又開始減小，最后減小到0． 4答案：D　解析：ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv，感應(yīng)電流為，安培力F安＝，所以v∝F安，v∝t，金屬桿的加速度為定值．又由牛頓第二定律F－F安＝ma，即F＝F安＋ma，可知D項(xiàng)正確． 5答案：BC　解析：線框在拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv，線框中的感應(yīng)電流，所以I1∶I2＝v1∶v2＝1∶2；線框中產(chǎn)生的電熱Q＝，所以Q1∶Q2＝v1∶v2＝1∶2；由于勻速運(yùn)動(dòng)，施加的外力與安培力相等，故外力的功率P＝Fv＝BIlv＝，所以P1∶P2＝＝1∶4；流過(guò)線圈任一截面的電荷量為，所以q1∶q2＝1∶1． 6答案：A　解析：設(shè)兩板間的距離為L(zhǎng)，由于向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中豎直板切割磁感線，產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，由右手定則判斷下板電勢(shì)高于上板電勢(shì)，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小E＝BLv，即帶電小球處于電勢(shì)差為BLv的電場(chǎng)中，所受電場(chǎng)力F電＝qE電＝＝qvB．若設(shè)小球帶正電，則電場(chǎng)力方向向上． 同時(shí)小球所受洛倫茲力F洛＝qvB，方向由左手定則判斷豎直向下．即F電＝F洛，故無(wú)論小球帶什么電，怎樣運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)T＝mg，選項(xiàng)A正確． 7答案：（1）0.8 V?。?）3.2 W 解析：（1）由E＝Blv得E＝0.8 V． （2）根據(jù)能量守恒定律，水平外力F的功率等于閉合回路的電功率，所以P＝3.2 W． 8答案：（1）20 s?。?）E＝Blat?。?）0.16 N 解析：（1）由牛頓第二定律F＝ma，得m/s2＝0.5 m/s2，s＝20 s． （2）因?yàn)楦袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv＝BLat，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間成正比． （3）導(dǎo)線ab保持以10 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，受到的安培力F安＝BIL＝＝0.16 N 安培力與拉力F是一對(duì)平衡力，故F拉＝0.16 N．