2014年高考物理復(fù)習(xí) 第9章 單元小結(jié)練 感應(yīng)電流方向的判斷及大小的計算訓(xùn)練題 新人教版

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1、 單元小結(jié)練 感應(yīng)電流方向的判斷及大小的計算 (限時:45分鐘) 一、單項選擇題 1.如圖1所示,某人在自行車道上從東往西沿直線以速度v騎行,該 處地磁場的水平分量大小為B1,方向由南向北,豎直分量大小為B 2,方向豎直向下;自行車車把為直把、金屬材質(zhì),兩把手間距為 L,只考慮自行車在地磁場中的電磁感應(yīng),下列結(jié)論正確的是(  ) A.圖示位置中輻條A點電勢比B點電勢低 B.圖示位置中輻條A點電勢比B點電勢高 圖1 C.自行車左車把的電勢比右車把的電勢高B2Lv D.自行車在十字路口左拐改為南北騎向,則自行車車把兩

2、端電動勢要降低 答案 AC 解析 自行車車把切割磁感線,由右手定則知,自行車左車把的電勢比右車把的電勢高B2Lv;輻條旋轉(zhuǎn)切割磁感線,由右手定則知,圖示位置中輻條A點電勢比B點電勢低;自行車在十字路口左拐改為南北騎向,地磁場豎直分量始終垂直于自行車車把,則其兩端電動勢不變.正確答案為A、C. 2.兩個大小不同的絕緣金屬圓環(huán)a、b如圖2所示疊放在一起,小圓環(huán)b有一 半面積在大圓環(huán)a中,當(dāng)大圓環(huán)a通上順時針方向電流的瞬間,小圓環(huán)中 感應(yīng)電流的方向是 (  ) A.順時針方向

3、 圖2 B.逆時針方向 C.左半圓順時針,右半圓逆時針 D.無感應(yīng)電流 答案 B 解析 當(dāng)大圓環(huán)a中電流為順時針方向時,圓環(huán)a內(nèi)部的磁場方向垂直紙面向里,而環(huán)外的磁場方向垂直紙面向外,但環(huán)里磁場比環(huán)外磁場要強,圓環(huán)b的凈磁通量是垂直紙面向里且增強的;由楞次定律可知圓環(huán)b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)垂直紙面向外;再由安培定則得出圓環(huán)b中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向,B正確. 3.如圖3所示,一磁鐵用細線懸掛,一個很長的銅管固定在磁鐵的正下方,開始時磁鐵上端與銅管上端相平,燒斷細線,磁鐵落入銅管的過程中,

4、下列說法正確的是 (  ) ①磁鐵下落的加速度先增大,后減小 ②磁鐵下落的加速度恒定 ③磁鐵下落的加速度一直減小最后為零 圖3 ④磁鐵下落的速度先增大后減小 ⑤磁鐵下落的速度逐漸增大,最后勻速運動 A.只有②正確 B.只有①④正確 C.只有①⑤正確 D.只有③⑤正確 答案 D 解析 剛燒斷細線時,磁鐵只受重力,向下加速運動,銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流,對磁鐵的下落產(chǎn)生阻力,故磁鐵速度增大,加速度減小,當(dāng)阻力和重力相等時,磁鐵加速度為零,速度達到最大,做勻速運動,可見D正確. 4.下列各圖中,相同的條形磁鐵垂直穿過相同的線圈時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大的是( 

5、 ) 答案 D 解析 感應(yīng)電動勢的大小為E=n=nS,A、B兩圖磁通量的變化量相同,C圖變化量最小,D圖變化量最大.磁鐵穿過線圈所用的時間A、C、D圖相同且小于B圖所用的時間,綜合比較,D圖中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大. 5.如圖4所示,一導(dǎo)線彎成閉合線圈,以速度v向左勻速進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直平面向外.線圈總電阻為R,從線圈進入磁場開始到完全進入磁場為止,下列結(jié)論正確的是 (  ) 圖4 A.感應(yīng)電流一直沿順時針方向 B.線圈受到的安培力先增大

6、,后減小 C.感應(yīng)電動勢的最大值E=Brv D.穿過線圈某個橫截面的電荷量為 答案 AB 解析 在閉合線圈進入磁場的過程中,通過閉合線圈的磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向一直為順時針方向,A正確.線圈切割磁感線的有效長度先變大后變小,感應(yīng)電流先變大后變小,安培力也先變大后變小,B正確.線圈切割磁感線的有效長度最大值為2r,感應(yīng)電動勢最大值為E=2Brv,C錯誤.穿過線圈某個橫截面的電荷量為q==,D錯誤. 6.如圖5所示,一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進入磁場,直徑CD始終與MN

7、垂直.從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止,下列結(jié)論正確的是 (  ) 圖5 A.感應(yīng)電流方向不變 B.CD段直導(dǎo)線始終不受安培力 C.感應(yīng)電動勢最大值Em=Bav D.感應(yīng)電動勢平均值=πBav 答案 ACD 解析 在閉合回路進入磁場的過程中,通過閉合回路的磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為逆時針方向不變,A正確.根據(jù)左手定則可判斷,CD段受安培力向下,B不正確.當(dāng)半圓形閉合回路進入磁場一半時,這時有效切割長度最大為a,所以感應(yīng)電動勢最大值Em=Bav,C正確.感應(yīng)電動勢平均值===πBav.D正確. 7.如圖6所示,一半圓形鋁框處在水平向外的非勻強磁場

8、中,場中各點 的磁感應(yīng)強度為By=,y為該點到地面的距離,c為常數(shù),B0為 一定值.鋁框平面與磁場垂直,直徑ab水平,空氣阻力不計,鋁框 圖6 由靜止釋放下落的過程中 (  ) A.鋁框回路磁通量不變,感應(yīng)電動勢為0 B.回路中感應(yīng)電流沿順時針方向,直徑ab兩點間電勢差為0 C.鋁框下落的加速度大小一定小于重力加速度g D.直徑ab受安培力向上,半圓弧ab受安培力向下,鋁框下落加速度大小可能等于g 答案 C 解析 由題意知,y越小,By越大,下落過程中,磁通量逐漸

9、增加,感應(yīng)電動勢不為0,A錯誤;由楞次定律判斷,鋁框中電流沿順時針方向,但Uab≠0,B錯誤;直徑ab受安培力向上,半圓弧ab受安培力向下,但直徑ab處在磁場較強的位置,所受安培力較大,半圓弧ab的等效水平長度與直徑相等,但處在磁場較弱的位置,所受安培力較小,這樣整個鋁框受安培力的合力向上,鋁框下落的加速度大小小于g,故C正確,D錯誤. 8.如圖7所示的電路中,L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈, D1、D2和D3是三個完全相同的燈泡,E是內(nèi)阻不計的電源.在t=0 時刻,閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關(guān)S.規(guī)定電路穩(wěn)定時 流過D1、D2的電流方向為正方向,分別用I1、I2

10、表示流過D1和D2的 電流,則下圖中能定性描述電流I隨時間t變化關(guān)系的是 (  ) 圖7 答案 BC 解析 在t1時刻斷開開關(guān)S后,由于自感現(xiàn)象通過D1的電流逐漸減小,方向不變,A錯誤,B正確;而通過D2和D3的電流方向立即改變,且逐漸減小,C正確,D錯誤. 三、非選擇題 9.(2011·浙江理綜·23)如圖8甲所示,在水平面上固定有長為L=2 m、寬為d=1 m的金屬“U”型導(dǎo)軌,在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時刻,質(zhì)量為m=0.1 kg的導(dǎo)體棒以v0=1 m/s的

11、初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運動,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為λ=0.1 Ω/m,不計導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g=10 m/s2 ).    甲         乙 圖8 (1)通過計算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運動情況; (2)計算4 s內(nèi)回路中電流的大小,并判斷電流方向; (3)計算4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱. 答案 (1)前1 s導(dǎo)體棒做勻減速直線運動,1 s~4 s內(nèi)一直保持靜止 (2)0.2 A,順時針方向 (3)0.04 J 解析 (1)導(dǎo)體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速直線運動,有 -μmg=ma,vt=v0+a

12、t,s=v0t+at2 導(dǎo)體棒速度減為零時,vt=0. 代入數(shù)據(jù)解得:t=1 s,s=0.5 m

13、,寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上,框架 的上端接有一個電子元件,其阻值與其兩端所加的電壓成正比, 即R=kU,式中k為已知常數(shù).框架上有一質(zhì)量為m,離地高為 h的金屬棒,金屬棒與框架始終接觸良好無摩擦,且保持水平. 磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直于框架平面向里.將金屬棒 由靜止釋放,棒沿框架向下運動,不計金屬棒及導(dǎo)軌的電阻.重 力加速度為g.求: (1)金屬棒運動過程中,流過棒的電流的大小和方向; 圖9 (2)金屬棒落到地面時的速度大??; (3)金屬棒從釋放到落地過程中通過電子元件的電荷量. 答案 (1) 水平向右(或從a→b) (2) (3) 解析 (1)流過電子元件的電流大小為I==,由串聯(lián)電路特點知流過棒的電流大小也為,由右手定則判定流過棒的電流方向為水平向右(或從a→b) (2)在運動過程中金屬棒受到的安培力為F安=BIL= 對金屬棒運用牛頓第二定律有mg-F安=ma 得a=g-恒定,故金屬棒做勻加速直線運動 根據(jù)v2=2ax,得v= (3)設(shè)金屬棒經(jīng)過時間t落地,有h=at2 解得t= = 故有q=I·t=

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