2015届高考物理知识点总复习限时检测题25.doc

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[限时训练]
[限时45分钟，满分100分]
一、选择题(每小题6分，共60分)
1．关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是
A．穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大
B．电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大
C．电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大
D．若电路中某时刻磁通量为零，则该时刻感应电流一定为零
答案　C
2．如图9－2－15所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导 图9－2－15
轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为
A．I＝　　　　 　　　B．I＝
C．I＝ D．I＝
解析　导轨间导体棒切割磁感线产生的感应电动势E＝B(Lsin 60°)v＝BLv，所以电流I＝＝，B正确．
答案　B
3．如图9－2－16所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是
A．开关S接通时，A2先亮A1后亮，最后一样亮
B．开关S接通时，A1和A2始终一样亮 图9－2－16
C．开关S断开时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭
D．开关S断开时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
解析　S闭合时，A2支路中的电流立即达到最大，A2先亮；由于线圈的自感作用，A1支路电流增加的慢，A1后亮．A1中的电流稳定后，线圈的阻碍作用消失，A1与A2并联，亮度一样，故A项正确、B项不正确．S断开时，L和A1、A2组成串联回路，A1和A2亮度一样，由于L中产生自感电动势阻碍原电流的变化，使A1和A2过一会才熄灭，故D项正确．
答案　AD
4．(2014·焦作模拟)如图9－2－17所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为L＝1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值为R＝10 Ω的电阻．一阻值为R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B＝0.5 T，方向竖直 图9－2－17
向下的匀强磁场．下列说法中正确的是
A．导体棒ab中电流的流向为由b到a
B．cd两端的电压为1 V
C．de两端的电压为1 V
D．fe两端的电压为1 V
解析　导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动，由右手定则可判断出导体棒ab中电流的流向为由a到b，选项A错误；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势E＝BLv＝2 V，感应电流I＝E/2R＝0.1 A，cd两端的电压为U1＝IR＝1 V，选项B正确；由于de间没有电流，cf间没有电流，de两端的电压为零，fe两端的电压为1 V，选项C错误、D正确．
答案　BD
5．如图9－2－18所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时

图9－2－18
A．穿过回路的磁通量为零
B．回路中感应电动势大小为2Blv0
C．回路中感应电流的方向为顺时针方向
D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同
解析　由于两磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，且回路此时关于OO′对称，因而此时穿过回路的磁通量为零，A项正确；ab、cd均切割磁感线，相当于两个电源，由右手定则知，回路中感应电流方向为逆时针，两电源串联，感应电动势为2Blv0，B项正确，C项错误；由左手定则知ab、cd所受安培力方向均向左，D项正确．
答案　ABD
6．(2014·武汉摸底)如图9－2－19所示，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐．若第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转过90°，为使两次操作过程中，线框产生的平均感应电动势相等，则 图9－2－19
A．v1∶v2＝2∶π B．v1∶v2＝π∶2
C．v1∶v2＝1∶2 D．v1∶v2＝2∶1
解析　第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，线框中的感应电动势恒定，有E1＝E1＝BLv1.第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转过90°，所需时间t＝＝，线框中的磁通量变化量ΔΦ＝B·L·L/2＝BL2，产生的平均电动势E2＝＝，由题意知E1＝E2，可得v1∶v2＝2∶π，A正确．
答案　A
7．(2014·湖北部分重点中学起点考试)如图9－2－20所示，线圈匝数为n，横截面积为S，线圈电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r.由此可知，下列说法正确的是
A．电容器所带电荷量为
B．电容器所带电荷量为
C．电容器下极板带正电 图9－2－20
D．电容器上极板带正电
解析　闭合线圈与阻值为r的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的电压等于路端电压；线圈产生的感应电动势为E＝nS＝nSk，路端电压U＝＝，电容器所带电荷量为Q＝CU＝，A、B错误，根据楞次定律，感应电流从线圈的右端流到左端，线圈的左端电势高，电容器上极板带正电，C错误、D正确．
答案　D
8．(2014·成都模拟)一导线弯成如图9－2－21所示的闭合线圈，以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外．线圈总电阻为R，从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是

图9－2－21
A．感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向
B．线圈受到的安培力先增大，后减小
C．感应电动势的最大值为Brv
D．穿过线圈某个横截面的电荷量为
解析　在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向，选项A错误；导体切割磁感线的有效长度先变大后变小，感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，选项B正确；导体切割磁感线的有效长度最大值为2r，感应电动势最大 ，选项C错误；穿过线圈某个横截面的电荷量为q＝＝，选项D正确．
答案　BD
9．如图9－2－22甲所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒中间用绝缘丝线系住．开始时匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，I和FT分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力(不计电流之间的相互作用力)，则在t0时刻

图9－2－22
A．I＝0，FT＝0 B．I＝0，FT≠0
C．I≠0，FT＝0 D．I≠0，FT≠0
解析　t0时刻，磁场变化，磁通量变化，故I≠0；由于B＝0，故ab、cd所受安培力均为零，丝线的拉力为零．C项正确．
答案　C
10．(2014·广州调研)用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径．如图9－2－23所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直于圆环所在的平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率＝k(k＜0)．则
A．圆环中产生逆时针方向的感应电流
B．圆环具有扩张的趋势
C．圆环中感应电流的大小为
D．图中a、b两点间的电势差Uab＝ 图9－2－23
解析　根据楞次定律可知，磁通量减小，产生顺时针方向的感应电流，A选项不正确；圆环面积有扩张的趋势，B选项正确；产生的感应电动势E＝ΔΦ/Δt＝kπr2/2，则电流大小为，C选项不正确；Uab等于kπr2的绝对值，D选项正确．
答案　BD
二、计算题(共40分)
11．(20分)(2014·海淀区期末)如图9－2－24所示，在光滑水平面上有一长为L1、宽为L2的单匝矩形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的边界重合．线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为R.现用垂直于线框ab边的水平拉力，将线框以速度v向右沿水平方向匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线垂直，且ab边与磁场边界平行．在线框被拉出磁场的过程中，求：
(1)通过线框的电流；
(2)线框中产生的焦耳热；
(3)线框中a、b两点间的电压．
解析　(1)线框产生的感应电动势E＝BL2v 图9－2－24
通过线框的电流I＝＝
(2)线框被拉出磁场所需时间t＝
此过程中线框中产生的焦耳热
Q＝I2Rt＝
(3)线框ab边的电阻Rab＝R
线框中a、b两点间电压U＝IRab＝.
答案　(1)　(2)　(3)
12．(20分)(2014·四川省名校检测)边长为L＝0.2 m的正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，穿过该区域磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图9－2－25乙所示．将边长为L/2，匝数n＝100，线圈电阻r＝1.0 Ω的正方形线圈abcd放入磁场，线圈所在平面与磁感线垂直，如图甲所示．求：

图9－2－25
(1)回路中感应电流的方向及磁感应强度的变化率；
(2)在0～4.0 s内通过线圈的电荷量q：
(3)0～6.0 s内整个闭合电路中产生的热量．
解析　(1)在0～4.0 s内，回路中感应电流的方向为adcba，磁感应强度的变化率：＝ T/s＝0.05 T/s
在4.0～6.0 s内，回路中感应电流的方向为abcda，磁感应强度的变化率＝ T/s＝0.2 T/s
(2)在0～4.0 s内，线圈内产生的感应电动势E1＝n·＝0.05 V
回路中感应电流I1＝＝0.05 A
通过线圈的电荷量q＝I1·t1＝0.2 C
(3)0～4.0 s内，整个闭合电路中产生的热量Q1＝Irt1＝1×10－2 J
在4.0～6.0 s内，同理可计算出I2＝0.2 A，整个闭合电路中产生的热量Q2＝Irt2＝8×10－2 J
0～6.0 s内整个闭合电路中产生的热量Q＝Q1＋Q2＝9×10－2 J.
答案　(1)0～4.0 s感应电流方向为adcba　0.05 T/s
4．0～6.0 s感应电流方向为abcda　0.2 T/s
(2)0.2 C　(3)9×10－2 J

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