2014年版高考物理第11讲电磁感应规律及其应用考前小测

2014年版高考物理第11讲电磁感应规律及其应用考前小测

05适考素能特训 一、选择题(本题共 8小题，每小题 8分，共 64分，其中第 2、3、4、5、7、8小题为 多选题．) 1．[2013·湖北七市联考]奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在 着某种联系，法拉第发现了电磁感应定律，使人们对电和磁内在联系的认识更加完善．关于 电磁感应，下列说法中正确的是( ) A. 运动的磁铁能够使附近静止的线圈中产生电流 B. 静止导线中的恒定电流可以使附近静止的线圈中产生电流 C. 静止的磁铁不可以使附近运动的线圈中产生电流 D. 运动导线上的恒定电流不可以使附近静止的线圈中产生电流 解析：根据感应电流产生条件，运动的磁铁能够使附近静止的闭合线圈中产生电流，选 项 A正确．静止导线中的恒定电流不可以使附近静止的线圈中产生电流，选项 B错误．静 止的磁铁可以使附近运动的闭合线圈中产生电流，选项 C 错误．运动导线上的恒定电流可 以使附近静止的闭合线圈中产生电流，选项 D错误． 答案：A 2．[2013·武汉调研]如图是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈 A和 B，线圈 A跟电源连接，线圈 B的两端接在一起，构成一个闭合回路．下列说法正确的 是( ) A. 闭合开关 S时，B中产生图示方向的感应电流 B. 闭合开关 S时，B中产生与图示方向相反的感应电流 C. 断开开关 S时，电磁铁会继续吸住衔铁 D一小段时间 D. 断开开关 S时，弹簧 K立即将衔铁 D拉起 解析：闭合开关 S时，线圈 B的磁通量增大，由楞次定律知，线圈 B中产生与图示方 向相反的感应电流，选项 A错误，B正确；断开开关 S时，线圈 B中的磁通量减小，线圈 B产生感应电流，感应电流的磁场继续吸引衔铁 D一小段时间，选项 C正确，D错误． 答案：BC 3．如图，水平的平行虚线间距为 d＝60 cm，其间有沿水平方向的匀强磁场．一个阻值 为 R的正方形金属线圈边长 l0)， 求： (1)粒子在 0～T时间内发生的位移？(假设电荷没有到达 B板) (2)要使粒子到达 B板时速度最大，两板间的距离 d应满足什么条件？ 解析：(1)在 0～1 3 T时间内，有 E1＝ΔΦ1 Δt1 ＝SΔB1 Δt1 ＝πl2ΔB1 Δt1 又 ΔB1 Δt1 ＝ 2B0 T 3 ＝ 6B0 T 联立得，E1＝ 6πl2B0 T 因为 I1＝ E1 R＋r ，又因为 U1＝I1R 可得：U1＝ 6πl2B0R TR＋r 在 T 3 ～T时间内，有 E2＝ ΔΦ2 Δt2 ＝πl2ΔB2 Δt2 又知 ΔB2 Δt2 ＝ 2B0 2T 3 ＝ 3B0 T 联立得 E2＝3πl2B0 T ＝ 1 2 E1 由楞次定律知两个过程中产生的电动势方向相反， 所以 I2＝ 1 2 I1，U2＝ 1 2 U1＝ 3πl2B0R TR＋r 因为 F 电＝ma＝qU d 则有 0～1 3 T时间内，a1＝ qU1 md ， 1 3 T～T时间内，a2＝ qU2 md ，得 a2＝ 1 2 a1 由 v＝a11 3 T＝a2t2 得 t2＝2 3 T，即在 t＝T时刻速度为零 s1＝1 2 a1(1 3 T)2 s2＝ 1 2 a2( 2 3 T)2 s＝s1＋s2 得：s＝πl2B0RqT mdR＋r (2)若粒子一直做匀加速直线运动到达 B板时，速度最大 d0＝ 1 2 a1( T 3 )2 d0＝l πqB0RT 3mR＋r 所以 d≤l πqB0RT 3mR＋r . 答案：见解析 10. [2013·石家庄质检二]如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨 MN、PQ被固定 在水平面上，导轨间距 l＝0.6 m，两导轨的左端用导线连接电阻 R1及理想电压表 ○ V，电阻 r ＝2 Ω的金属棒垂直于导轨静止在 AB处；右端用导线连接电阻 R2，已知 R1＝2 Ω，R2＝1 Ω， 导轨及导线电阻均不计．在矩形区域 CDEF内有竖直向上的磁场，CE＝0.2 m，磁感应强度 随时间的变化如图乙所示．开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一 水平向右的恒力 F，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁 场运动过程中电压表的示数始终保持不变．求： (1)t＝0.1 s时电压表的示数； (2)恒力 F的大小； (3)从 t＝0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量． 解析：(1)设磁场宽度为 d＝CE，在 0～0.2 s的时间内，有 E＝ΔΦ Δt ，E＝ΔB Δt ld＝0.6 V 此时，R1与金属棒 r并联，再与 R2串联 R＝R 并＋R2＝1＋1＝2(Ω) U＝E R R 并＝0.3 V (2)金属棒进入磁场后，R1与 R2并联，再与 r串联，有 I′＝ U R1 ＋ U R2 ＝0.45 A FA＝BI′l FA＝1×0.45×0.6＝0.27 (N) 由于金属棒进入磁场后电压表示数始终不变，所以金属棒做匀速运动，有 F＝FA F＝0.27 N (3)金属棒在 0～0.2 s的运动时间内，有 Q＝E2 r t＝0.036 J 金属棒进入磁场后，有 R′＝ R1R2 R1＋R2 ＋r＝8 3 Ω E′＝I′R′＝1.2 V E′＝Blv，v＝2 m/s t′＝ d v ＝ 0.2 2 ＝0.1 (s) Q′＝E′I′t′＝0.054 J Q 总＝Q＋Q′＝0.036＋0.054＝0.090(J)． 答案：(1)0.3 V (2)0.27 N (3)0.090 J