12章末过关检测文档格式.docx

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答案：

BC

3．如图12－3所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带向上，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　）

图12－3

A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈

D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈

选AD.若线圈闭合进入磁场时，由于电磁感应现象，由楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动，故A正确；

若线圈不闭合，不会产生感应电流，故线圈相对传送带不发生滑动，故B错误；

由图知1、2、4、5、6线圈都发生了相对滑动，而第3个线圈没有，则第3个线圈为不合格线圈，选项C错误，D正确．

图12－4

4．（2010年广东湛江测试）如图12－4所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法正确的是（　　）

A．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等

B．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等

C．闭合开关S待电路达到稳定后，D1熄灭，D2比原来更亮

D．闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开的瞬间，D2立即熄灭，D1闪亮一下再熄灭

选ACD.由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大，在开关闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过D1、D2的电流大小相等，A正确；

闭合开关S待电路达到稳定时线圈短路，D1中电流为零，回路电阻减小，D2比原来更亮，C正确；

闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，线圈和D1形成回路，D1闪亮一下再熄灭，D正确．故正确选项为ACD.

图12－5

5．用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图12－5所示．当磁场以10T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是（　　）

A．Uab＝0.1V

B．Uab＝－0.1V

C．Uab＝0.2V

D．Uab＝－0.2V

B

6．如图12－6所示，垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v0、3v0速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中（　　）

A．导体框中产生的感应电流方向相同

B．导体框中产生的焦耳热相同

C．导体框ad边两端电势差相同

图12－6

D．通过导体框截面的电量相同

选AD.由楞次定律可知导体框中产生的感应电流方向相同，A正确；

由电磁感应定律可得Q＝

＝

，因此导体框中产生的焦耳热不同，故B错误；

两种情况下电源的电动势不相同，导体框ad边两端电势差不同，C错误；

由q＝

知，通过导体框截面的电量与速度无关，D正确．

7．（2009年高考重庆理综卷）如图12－7为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称．在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧

运动（O是线圈中心），则（　　）

图12－7

A．从X到O，电流由E经G流向F，先增大再减小

B．从X到O，电流由F经G流向E，先减小再增大

C．从O到Y，电流由F经G流向E，先减小再增大

D．从O到Y，电流由E经G流向F，先增大再减小

图12－8

选D.从X到O过程中，原磁场方向指向上不断增加，则感应电流的磁场方向应该指向下，再由右手螺旋定则知，感应电流的方向应该是由F经G到E，又感应电流从零到有再到零，则一定经历先增大再减小的过程．同理，当从O到Y的过程中，感应电流的方向应该是由E经G到F，大小也是先增大再减小．

8．如图12－8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（　　）

图12－9　　　　　

选D.在t1时间内流过灯泡的电流为i2，且方向为从左向右，当断开S时，i2立即消失，但由于自感作用，i2并不立刻消失，而是线圈L产生自感电动势，与灯泡构成回路缓慢消失，此时流过灯泡的电流从i1开始逐渐减小，方向自右向左，故D正确．

9．如图12－10所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为（　　）

A．2mgL

B．2mgL＋mgH

图12－10

C．2mgL＋

mgH

D．2mgL＋

选C.设刚进入磁场时的速度为v1，则刚穿出磁场时的速度为v2＝

①

线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L.由题意

mv12＝mgH②

mv12＋mg·

2L＝

mv22＋Q③

由①②③得Q＝2mgL＋

mgH.C选项正确．

图12－11

10．（2010年青岛质检）如图12－11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（　　）

图12－12

选D.线框进入磁场中0至L的过程中，由右手定则知，感应电流的方向为顺时针，即负方向，感应电流I＝

，大小恒定，A、B不正确；

线框进入磁场中L至2L的过程中，由右手定则，可判断感应电流的方向为逆时针，即为正方向，感应电流I＝

，D正确．

图12－13

11．（2010年安徽江南十校素质测试）如图12－13所示，在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABCD固定在水平面内，AB与CD平行且足够长，BC与CD夹角为θ（θ<

90°

），光滑导体棒EF（垂直于CD）在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动，框架中的BC部分与导体棒单位长度的电阻均为R，AB与CD的电阻不计，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，以经过C点瞬间作为计时起点，下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离s变化规律的图象中正确的是（　　）

图12－14

选AD.设时间t内EF移动的位移为vt，则EF切割磁感线的有效长度为vttanθ，产生的感应电动势为E＝Bv2ttanθ，电路的总电阻为r＝vtR（tanθ＋1/cosθ），电流I＝E/r＝Bvtanθ/[R（tanθ＋1/cosθ）]＝Bvsinθ/[R（sinθ＋1）]，电流I为定值，A正确；

r＝vtR（tanθ＋1/cosθ）＝sR（tanθ＋

），P＝I2r，P∝s，当EF运动到水平导轨BA上时电阻是定值，P不变，D正确．

图12－15

12．（2009年高考福建理综卷）如图12－15所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.则此过程（　　）

A．杆的速度最大值为

B．流过电阻R的电量为

C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量

D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量

选BD.A选项中，当杆达到最大速度v时，其受力情况如图所示，在水平方向受拉力F、安培力F安=

、滑动摩擦力Ff=μmg，三个力的合力为零：

F-

-μmg=0，解得v=

；

B选项中，平均电动势为

，平均电流为

，通过的电量q=

·

Δt＝

，而ΔΦ=B·

ΔS=Bdl，则q=

C选项中，由动能定理得WF-WFf-W安=ΔEk；

D选项中，由前式可得WF-W安=ΔEk+WFf>

ΔEk.本题正确选项为BD.

二、计算题（本题包括4小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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．（8分）如图12－16甲所示，两根光滑平行金属导轨间距L＝0.3m，左端用R＝0.2Ω电阻连接，导轨电阻不计，导轨上停放着质量m＝0.1kg，电阻r＝0.1Ω的金属杆，匀强磁场B＝0.5T，为了使R上的电压随时间变化的图象如图乙所示，且M点的电势高于N点，必须使杆如何运动？

从开始运动后第2s末，外力的瞬时功率多大？

图12－16

设某时刻棒的速度为v，则UR＝

E＝

BLv

结合图乙知，棒应向右做匀加速运动

BL

BLa

棒的加速度a＝

×

0.05m/s2＝0.5m/s2

2s末的速度v＝at＝0.5×

2m/s＝1m/s

I＝

＝0.5A

对棒由牛顿第二定律得F－ILB＝ma

所以F＝ILB＋ma＝0.125N，P＝Fv＝0.125W.

以加速度0.5m/s2向右匀加速运动　0.125W

14．（10分）如图12－17所示，为某一装置的俯视图，PQ、MN

图12－17

为竖直放置的很长的平行金属薄板，两板间有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，金属棒AB搁置在两板上缘，并与两板垂直良好接触，现有质量为m、带电荷量为q，其重力不计的粒子，以初速度v0水平向左射入两板间，问：

（1）金属棒AB应朝什么方向运动，以多大的速度运动，可以使带电粒子做匀速直线运动？

（2）若金属棒运动突然停止，带电粒子在磁场中继续运动，从这时刻开始位移第一次达到

时的时间间隔是多少？

（磁场区域足够大）

（1）设电荷为正电荷，电荷做匀速直线运动，则两板间的电场力和洛伦兹力平衡，则AB应向左匀速运动，设其速度为v，则有：

U＝BLv，L为两板间距

依题意：

qE＝qv0B，E＝

，解得

v＝v0

若为负电荷，上述结论不变．

（2）AB突然停止运动，两板间电场消失，电荷在B中做匀速圆周运动，依题意，由几何关系可知，电荷轨迹圆弧所对圆心角为60°

，

则：

t＝

.

（1）左　v0　

（2）

15.（10分）（2009年湖南郴州模拟）如图12－18所示，两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上，两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置，其间距为L，电阻不计．两条导轨足够长，所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α.两个金属棒ab和a′b′的质量都是m，电阻都是R，与导轨垂直放置且接触良好．空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.

图12－18

（1）如果两条导轨皆光滑，让a′b′固定不动，将ab释放，则ab达到的最大速度是多少？

（2）如果将ab与a′b′同时释放，它们所能达到的最大速度分别是多少？

（1）ab运动后切割磁感线，产生感应电流，而后受到安培力作用，当受力平衡时，加速度为0，速度达到最大，受力情况如图所示．则：

mgsinα=F安cosα

又F安=BIL

I=E感/2R

E感=BLvmcosα

联立上式解得vm=

（2）若将ab、a′b′同时释放，因两边情况相同，所以达到的最大速度大小相等，这时ab、a′b′都产生感应电动势而且是串联．

所以mgsinα=F安′cosα

F安′=BI′L

I′=

所以v′m=

见解析

图12－19

16．（12分）如图12－19所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于倾角θ＝30°

的斜面上，导轨上、下端各接有阻值R＝20Ω的电阻，导轨电阻忽略不计，导轨宽度L＝2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1T．质量m＝0.1kg、连入电路的电阻r＝10Ω的金属棒ab在较高处由静止释放，当金属棒ab下滑高度h＝3m时，速度恰好达到最大值v＝2m/s.金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好．g取10m/s2，求：

（1）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量；

（2）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的热量．

（1）金属棒ab机械能的减少量

ΔE＝mgh－

mv2＝2.8J.

（2）速度最大时金属棒ab产生的电动势E＝BLv

产生的电流I＝E/（r＋R/2）

此时的安培力F＝BIL

由题意可知，受摩擦力

Ff＝mgsin30°

－F

由能量守恒得，损失的机械能等于金属棒ab克服摩擦力

做功和产生的电热之和，

电热Q＝ΔE－Ffh/sin30°

上端电阻R中产生的热量QR＝Q/4

联立以上几式得：

QR＝0.55J.

（1）2.8J　

（2）0.55J