2014年高考物理復習 第9章 單元小結練 感應電流方向的判斷及大小的計算訓練題 新人教版

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1、 單元小結練 感應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，兩把手間距為 L，只考慮自行車在地磁場中的電磁感應，下列結論正確的是(　　) 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，當大圓環(huán)a通上順時針方向電流的瞬間，小圓環(huán)中 感應電流的方向是 (　　) 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．無感應電流 答案　B 解析　當大圓環(huán)a中電流為順時針方向時，圓環(huán)a內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中產生的感應電流的磁場方向應垂直紙面向外；再由安培定則得出圓環(huán)b中感應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，銅管中產生感應電流，對磁鐵的下落產生阻力，故磁鐵速度增大，加速度減小，當阻力和重力相等時，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，線圈中產生的感應電動勢最大的是(　

5、　) 答案　D 解析　感應電動勢的大小為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圖中產生的感應電動勢最大． 5．如圖4所示，一導線彎成閉合線圈，以速度v向左勻速進入磁感應強度為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，下列結論正確的是 (　　) 圖4 A．感應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，根據楞次定律可知感應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，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路．虛線MN右側有磁感應強度為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，下列結論正確的是 (　　) 圖5 A．感應電流方向不變 B．CD段直導線始終不受安培力 C．感應電動勢最大值Em＝Bav D．感應電動勢平均值＝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，根據楞次定律可知感應電流的方向為逆時針方向不變，A正確．根據左手定則可判斷，CD段受安培力向下，B不正確．當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，所以感應電動勢最大值Em＝Bav，C正確．感應電動勢平均值＝＝＝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 的磁感應強度為By＝，y為該點到地面的距離，c為常數，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，感應電動勢為0 B．回路中感應電流沿順時針方向，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是內阻不計的電源．在t＝0 時刻，閉合開關S，電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關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變化關系的是 (　　) 圖7 答案　BC 解析　在t1時刻斷開開關S后，由于自感現象通過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”型導軌，在“U”型導軌右側l＝0.5 m范圍內存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示．在t＝0時刻，質量為m＝0.1 kg的導體棒以v0＝1 m/s的

11、初速度從導軌的左端開始向右運動，導體棒與導軌之間的動摩擦因數為μ＝0.1，導軌與導體棒單位長度的電阻均為λ＝0.1 Ω/m，不計導體棒與導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內導體棒的運動情況； (2)計算4 s內回路中電流的大小，并判斷電流方向； (3)計算4 s內回路產生的焦耳熱． 答案　(1)前1 s導體棒做勻減速直線運動，1 s～4 s內一直保持靜止　(2)0.2 A，順時針方向　(3)0.04 J 解析　(1)導體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速直線運動，有 －μmg＝ma，vt＝v0＋a

12、t，s＝v0t＋at2 導體棒速度減為零時，vt＝0. 代入數據解得：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．框架上有一質量為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小； (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v2＝2ax，得v＝ (3)設金屬棒經過時間t落地，有h＝at2 解得t＝ ＝ 故有q＝I·t＝