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2016届高三物理电磁感应交流电单元验收试题(含答案)

编辑:sx_gaohm

2015-10-11

电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。精品小编准备了高三物理电磁感应交流电单元验收试题,希望你喜欢。

第Ⅰ卷为选择题,共50分;第Ⅱ卷为非选择题共50分。满分100分,考试时间为90分钟。

第Ⅰ卷(选择题,共50分)

一、选择题:本卷共10小题,每小题5分,共50分,每小题有一个或多个选项正确,全部选对得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分。

1.如图所示,水平放置的条形磁铁中央,有一闭合金属弹性圆环,条形磁铁中心线与弹性环轴线重合,现将弹性圆环均匀向外扩大,下列说法中正确的是  (  )

A.穿过弹性圆环的磁通量增大

B.从左往右看,弹性圆环中有顺时针方向的感应电流

C.弹性圆环中无感应电流

D.弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外

2.(2010•全国高考Ⅱ)如图所示,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b和下边界d水平.在竖直面内有一矩形金属线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平.线圈从水平面a开始下落.已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离.若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时,线圈受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd,则  (  )

A.Fd>Fc>Fb   B.Fc

C.Fc>Fb>Fd   D.Fc

3.如图所示,铁芯右边绕有一个线圈,线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路.左边的铁芯上套有一个环面积为0.02 m2、电阻为0.1 Ω的金属环.铁芯的横截面积为0.01 m2,且假设磁场全部集中在铁芯中,金属环与铁芯截面垂直.调节滑动变阻器的滑动头,使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2 T,则从上向下看 (  )

A.金属环中感应电流方向是逆时针方向,感应电动势大小为4.0×10-3 V

B.金属环中感应电流方向是顺时针方向,感应电动势大小为4.0×10-3 V

C.金属环中感应电流方向是逆时针方向,感应电动势大小为2.0×10-3 V

D.金属环中感应电流方向是顺时针方向,感应电动势大小为2.0×10-3 V

4.如图所示电路中,S是闭合的,此时流过线圈L的电流为i1,流过灯泡A的电流为i2,且i1>i2,在t1时刻将S断开,那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是  (  )

5.等离子气流由左方连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中,ab直导线与P1、P2相连接,线圈A与直导线cd连接.线圈A内有随图乙所示的变化磁场.且磁场B的正方向规定为向左,如图甲所示,则下列叙述正确的是   (  )

A.0~1 s内,ab、cd导线互相排斥

B.1~2 s内,ab、cd导线互相吸引

C.2~3 s内,ab、cd导线互相吸引

D.3~4 s内,ab、cd导线互相排斥

6.用相同的导线绕制的边长分别为L和2L的正方形闭合线框,以相同的速度匀速进入右侧的匀强磁场,如图所示,在线框进入磁场的过程中a、b和c、d两点间的电压分别为U甲和U乙,ab边和cd边所受的安培力分别为F甲和F乙,则下列判断正确的是  (  )

A.U甲=U乙   B.U甲=2U乙

C.F甲=F乙   D.F甲=F乙2

7.如图所示,一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中,场中各点的磁感应强度为By=B0y+c,y为该点到地面的距离,c为常数,B0为一定值,铝框平面与磁场垂直,直径ab水平,(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中  (  )

A.铝框回路磁通量不变,感应电动势为0

B.回路中感应电流为顺时针方向,直径ab两点间电势差为0

C.铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g

D.直径ab受安培力向上,半圆弧ab受安培力向下,铝框下落加速度大小可能等于g

8.如图所示,两条足够长的平行金属导轨水平放置,导轨的一端接有电阻和开关,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场的方向与导轨平面垂直,金属杆ab置于导轨上.当开关S断开时,在杆ab上作用一水平向右的恒力F使杆ab向右运动进入磁场.经过一段时间后,闭合开关并开始计时,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.关于金属杆ab的vt图象不可能的是(  )

9.(2011•山东青岛)如图所示为几个有理想边界的磁场区域,相邻区域的磁感应强度大小相等、方向相反,区域的宽度均为L.现有一边长为L的正方形导线框由图示位置开始,沿垂直于区域边界的直线匀速穿过磁场区域,设逆时针方向为电流的正方向,下列各图能正确反映线框中感应电流的是    (  )

10.如图(a)所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量1 kg的单匝均匀正方形铜线框,在1位置以速度v0=3 m/s进入匀强磁场时开始计时t=0,此时线框中感应电动势为1 V,在t=3 s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场.此过程中vt图象如图(b)所示,那么 (  )

A.线框右侧的边两端MN间电压为0.25 V

B.恒力F的大小为1.0 N

C.线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为2 m/s

D.线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为1 m/s

第Ⅱ卷(非选择题,共50分)

二、实验题:本题共2小题,共12分。把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答。

11.(6分)一正弦交变电流的电流i随时间t变化的规律如图所示。由图可知

(1)该交变电流的有效值为__________A

(2)该交变电流的频率为________ Hz

(3)该交变电流的瞬时值表达式为i=________________________A

(4)若该交变电流通过阻值R=40 Ω的白炽灯,则电灯消耗的功率是_______W

12.(6分)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,b是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220 sin314t(V),则

(1)当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数

为_________V

(2)当t= s时,c、d间的电压为______V

(3)单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器触头P

向上移动的过程中,电压表示数________,

电流表示数________(填“变大”、“变小”

或“不变”)

(4)当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表示数________,电流表示数________(填“变大”、“变小”或“不变”)

三、计算题:本题共3小题,共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。

13.(10分)(2011•福建龙岩)如图甲所示,空间有一宽为2L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外.abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框,总电阻值为R.线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域.在运动过程中,线框ab、cd两边始终与磁场边界平行.设线框刚进入磁场的位置x=0,x轴沿水平方向向右.求:

甲            乙

(1)cd边刚进入磁场时,ab两端的电势差,并指明哪端电势高;

(2)线框穿过磁场的过程中,线框中产生的焦耳热;

(3)在乙图中,画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象,其中U0=BLv.

14.(13分)如图所示,在水平面内有两条光滑轨道MN、PQ,其上放有两根静止的导体棒,质量分别为m1、m2.设有一质量为M的永久磁铁,从轨道和导体棒组成的平面的正上方高为h的地方落下,当磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时磁铁的速度为v,导体棒ab的动能为Ek,此过程中两根导体棒、导体棒与磁铁之间没有发生碰撞,求:

(1)磁铁在下落过程中受到的平均阻力;

(2)磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量.

15.(15分)(2011•上海模拟)如图(a)所示,平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长,固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.25 m,电阻R=0.5 Ω,导轨上停放一质量m=0.1 kg、电阻r=0.1 Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使其由静止开始运动,理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(b)所示.试分析与求:

图(a)         图(b)

(1)分析证明金属杆做匀加速直线运动;

(2)求金属杆运动的加速度;

(3)写出外力F随时间变化的表达式;

(4)求第2.5 s末外力F的瞬时功率.

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