山东省2020版高考物理一轮复习单元质检十电磁感应新人教版.docx

1、1单元质检十 电磁感应(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 8 小题,每小题 8 分,共 64 分。在每小题给出的四个选项中,第 15 题只有一项符合题目要求,第 68 题有多项符合题目要求。全部选对的得 8 分,选对但不全的得 4 分,有选错的得 0 分)1.(2018辽宁大连质检) A、 B 是两个完全相同的电热器, A 通以图甲所示的方波交变电流, B 通以图乙所示的正弦式交变电流,则两电热器的电功率 PAP B等于( )A.5 4 B.3 2 C. 1 D.2 12答案 A解析 根据电流有效值的定义可知 RT,解得有效值 IA= I0,而 IB= ,根据功率I02R

2、T2+(I02)2RT2=IA2 58 I02的计算公式 P=I2R 可得 PAP B= =5 4,故 A 正确。IA2 IB22.(2018湖北黄冈模拟)如图所示,一理想变压器的原线圈接在电压有效值为 220 V 的正弦式交流电源上,两副线圈匝数分别为 n2=16,n3=144,通过理想二极管(具有单向导电性)、单刀双掷开关与一只“36 V 18 W”的灯泡相连(灯泡电阻不变),当开关接 1 时,灯泡正常发光,则下列说法中不正确的是( )A.原线圈的匝数为 880B.当开关接 2 时,灯泡两端电压的有效值为 20 V2C.当开关接 2 时,灯泡消耗的功率约为 18 W2D.当开关接 2 时,

3、灯泡消耗的功率约为 11 W答案 C解析 由 得 n1=880,所以选项 A 正确;当开关接 2 时,有 ,解得 U=40V,设交流电的周期n1n3=U1UL n1n2+n3=U1U为 T,由 T,可得灯泡两端电压的有效值为 U=20 V,灯泡电阻为 R= =72,灯泡消耗的U2RT2=U2R 2 UL2PL实际功率为 P= W11W,即选项 C 错误,B、D 正确。U2R=10093.(2018安徽亳州期末)如图所示,用两根相同的导线绕成匝数分别为 n1和 n2的圆形闭合线圈 A和 B,两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时,两线圈中的感应电流之比IAI B为( )A. B.

4、 C. D.n12n22 n22n12 n1n2 n2n1答案 D解析 由法拉第电磁感应定律得: E=n =n R2,可知感应电动势与半径的平方成正比。而根据电阻 t B t定律:线圈的电阻为 r= = ,线圈中感应电流 I= ,由上综合得到,感应电流与线圈半径成正LS n2 RS Er比,即 IAI B=RAR B,因相同导线绕成匝数分别为 n1和 n2的圆形线圈,因此半径与匝数成反比,故IAI B=n2n 1,选 D。4.(2018北京丰台模拟)随着科技的不断发展,无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机,大到电脑、电动汽车,都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化。如图所示为某品

5、牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电,下列说法正确的是( )A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”3B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D.只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电答案 C解析 无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应,故 A 错误;当给充电设备通以恒定直流电时,充电设备不会产生交变磁场,即不能正常充电,故 B 错误;接收线圈中交变电流的频率应与发射线圈中交变电流的频率相同,故 C 正确;被充电手机内部,应该有一类似金属线圈的部件与手机电池相连,当有交变

6、磁场时,则产生感应电动势,那么普通手机由于没有金属线圈,所以不能够利用无线充电设备进行充电,故 D 错误。5.(2018云南玉溪一中检测)如图所示,三个相同的金属圆环内存在着不同的有界匀强磁场,虚线表示环的某条直径,已知所有磁场的磁感应强度随时间变化关系都满足 B=kt,磁场方向如图所示。测得 A 环内感应电流强度为 I,则 B 环和 C 环内感应电流强度分别为( )A.IB=I,IC=0 B.IB=I,IC=2IC.IB=2I,IC=2I D.IB=2I,IC=0答案 D解析 C 环中穿过圆环的磁感线完全抵消,磁通量为零,保持不变,所以没有感应电流产生,则 IC=0。根据法拉第电磁感应定律得

7、 E=n =n S=nkS=kS,S 是有效面积, n=1,可得 E S,所以 A、 B 中感应 t B t电动势之比 EAE B=1 2,根据欧姆定律得, IB=2IA=2I。选项 D 正确。6.(2018全国卷 ,19)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态,下列说法正确的是( )4A.开关闭合后的瞬间,小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的 N 极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的

8、 N 极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动答案 AD解析 如图甲所示,闭合开关瞬间右边线圈产生电流,左边线圈磁通量增强。由楞次定律可知,增反减同,左边线圈感应磁场方向向左。根据右手螺旋定则可得铁芯中电流方向为从南到北。由此可得铁芯上方磁场为垂直纸面向里,则磁针 N 极朝垂直纸面向里的方向转动,故 A 项正确。甲开关闭合并保持一段时间后电路稳定,线圈中无磁通量变化,则铁芯中无电流,小磁针恢复南北指向,故B、C 项错误;如图乙所示,开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,左边线圈磁通量减小,由增反减同得其感应磁场方向向右。由右手螺

9、旋定则可得铁芯中电流由北到南,铁芯上方磁场为垂直纸面向外,则小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动,故 D 项正确。5乙7.(2018广东东莞联考)如图所示,电源输入电压不变,要使电路中电流表示数变大,可采用的方法有( )A.将 R 上的滑片向上移动B.将 R 上的滑片向下移动C.将开关 S 掷向 1D.将开关 S 掷向 2答案 AD解析 输入的电压和匝数比不变,输出的电压也不变,当滑片向上移动时,副线圈所在电路的电阻变小,所以电流要增加,电流表示数增大,故选项 A 正确;当滑片向下移动时,副线圈所在电路的电阻变大,所以电流要变小,故选项 B 错误;将开关 S 掷向 1,原线圈的匝数变大,由

10、电压与匝数成正比可得,副线圈的输出电压要减小,副线圈所在电路的电阻不变,所以电流要减小,故选项 C 错误;将开关 S 掷向2 时,原线圈的匝数减小,副线圈的输出电压要变大,副线圈所在电路的电阻不变,所以电流要增大,故选项 D 正确。8.(2018东北三校联考)如图所示, M、 N 为同一水平面内的两条平行长直导轨,左端串联电阻 R,金属杆 ab 垂直导轨放置,金属杆和导轨的电阻不计,杆与导轨间接触良好且无摩擦,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。现对金属杆 ab 施加一个与其垂直的水平方向的恒力 F,使金属杆从静止开始运动。在运动过程中,金属杆的速度大小为 v,R 上消耗的总能量为 E,则下列关

11、于 v、 E 随时间变化的图象可能正确的是( )6答案 AD解析 对金属杆 ab 施加一个与其垂直的水平方向的恒力 F,使金属杆从静止开始运动。由于金属杆切割磁感线产生感应电动势和感应电流,受到随速度的增大而增大的安培力作用,所以金属杆做加速度逐渐减小的加速运动,当安培力增大到等于水平方向的恒力 F 时,金属杆做匀速直线运动, v-t 图象 A 正确,B 错误;由功能关系知,开始水平方向的恒力 F 做的功一部分使金属杆动能增大,另一部分转化为电能,被电阻 R 消耗掉;当金属杆匀速运动后,水平方向的恒力 F 所做的功等于 R 上消耗的总能量 E,因此 E-t 图象可能正确的是选项 D。二、非选择

12、题(本题共 3 小题,共 36 分)9.(10 分)如图所示器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向。(1)在给出的实物中,用实线作为导线将实验仪器连成实验电路。(2)将线圈 L1插入线圈 L2中,闭合开关。能使感应电流与原电流的绕行方向相同的实验操作是( )A.插入软铁棒B.拔出线圈 L1C.使变阻器阻值变大D.断开开关答案 (1)电路图如图所示。7(2)BCD解析 本题是研究电磁感应现象的实验装置,近年来已多次考查该知识内容,也是很基础的内容,总的来说学生都能掌握该知识。本题中的实验器材其实分成两部分,其中一部分是检测回路,另一部分是工作回路。对照实物图,可知由 L2与检流计构成检测

13、回路,而工作回路是由 L1、滑动变阻器、开关和电池构成,这样就不难将实验仪器用导线连成实验电路了。在将线圈 L1插入 L2、闭合开关后,L1的磁场穿过线圈 L2,设 L1产生的磁场方向向下,因此当拔出线圈 L1时,穿过 L2的磁通量在减少,在 L2中将感应出一个感应电流,该感应电流产生的磁场将补偿 L1磁场的减少,因此感应电流的方向与 L1中原来的电流方向相同。同理,当增大变阻器的阻值或断开开关,其作用均为减少 L1的磁场,与选项 B 的作用相同。若设 L1产生的磁场方向向上,可作同样的分析,结论相同。10.(12 分)(2018河南模拟)某光敏电阻阻值随光强变化的关系如下表所示:“光强( E

14、)”表示光强弱程度的物理量,单位为坎德拉(cd)光强E/cd1 2 3 45 6光敏电阻R/36181297.26小明为此设计了一个路灯自动控制电路如图 1 所示,光敏电阻 R、电阻箱 R1和继电器组成了一个简单光控电路,继电器线圈的电阻为 r=200 ,当线圈中的电流大于或等于 20 mA 时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圏供电的电池的电动势 E=8 V,内阻可以不计,图中的“电源”接入照明电压。(1)为了达到日出灯熄,日落灯亮的效果,应该把路灯接 端(选填“ AB”或“ CD”)。 (2)如果要使外界光强达到 3 cd 时路灯自动熄灭,电阻箱 R1接入电路的电阻值应为 。 8(3)电路连

15、接好后,小明用手挡住光敏电阻,发现电路不工作。为排查电路故障,他用多用电表测量各接点间的电压,则应将图 2 所示的选择开关旋至 (选填“ A”“B”“C”或“ D”)处,小明测得光敏电阻 R 两端的电压为 0,电阻箱 R1两端的电压为 8 V,由此可知,该电路的故障为 。 (4)小明排除故障后,电路能顺利工作了。只是发现路灯亮的有点早,为此,他应该将电阻箱 R1的阻值适当调 (选填“大”或“小”) 点。 答案 (1)AB (2)188 (3)C (4)电阻箱 R1断路 (5)小解析 (1)当光线变暗,光强变小时,光敏电阻阻值变大,控制电路的电流会减小,电磁继电器对衔铁的吸引力变小,在弹簧的拉力

16、作用下,衔铁将向上运动,与上面触点接触,要让路灯工作,应该将路灯接在 AB 端;(2)当线圈中的电流大于或等于 20mA 时,继电器的衔铁被吸合。由闭合电路欧姆定律得: R1= -r-R,EI由表格可知,当光强达到 3cd 时光敏电阻 R 的阻值为 12,将 E=8V,I=20mA,r=200 代入得,R1=188;(3)由于控制电路用的是 8V 的直流电源,所以多用电表选用 10V 直流电压挡,即将选择开关旋至 C;电阻箱 R1两端的电压为电源的电压 8V,说明其接线或内部某处断路;(4)为了使路灯稍晚点才亮,即光敏电阻阻值变得大点,而继电器的工作电流还是 20mA 不变,所以应将电阻箱接入

17、电路的阻值调小点。11.(14 分)(2018青岛模拟)如图所示,两平行光滑金属导轨由两部分组成,左面部分水平,右面部分为半径 r=0.5 m 的竖直半圆,两导轨间距离 d=0.3 m,导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小 B=1 T 的匀强磁场中,两导轨电阻不计。有两根长度均为 d 的金属棒 ab、 cd,均垂直导轨置于水平导轨上,金属棒 ab、 cd 的质量分别为 m1=0.2 kg、 m2=0.1 kg,电阻分别为R1=0.1 、 R2=0.2 。现让 ab 棒以 v0=10 m/s 的初速度开始水平向右运动, cd 棒进入圆轨道后,恰好能通过轨道最高点 PP,cd 棒进入圆轨道前两

18、棒未相碰,重力加速度 g 取 10 m/s2,求:9(1)ab 棒开始向右运动时 cd 棒的加速度 a0;(2)cd 棒刚进入半圆轨道时 ab 棒的速度大小 v1;(3)cd 棒进入半圆轨道前 ab 棒克服安培力做的功 W。答案 (1)30 m/s2 (2)7.5 m/s (3)4.375 J解析 (1)ab 棒开始向右运动时,设回路中电流为 I,有E=Bdv0I=ER1+R2BId=m2a0解得: a0=30m/s2(2)设 cd 棒刚进入圆形轨道时的速度为 v2,有m1v0=m1v1+m2v2m2 =m2g2r+ m212v22 12vP2m2g=m2vP2r解得: v1=7.5m/s(3)W= m1 m112v02-12v12解得: W=4.375J10