高中物理教科版2本冊總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 2023版重點強(qiáng)化卷1

重點強(qiáng)化卷(一)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及綜合應(yīng)用(建議用時：45分鐘)一、選擇題1．如圖1虛線所示的范圍內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，矩形線框abcd沿水平方向并自左向右勻速通過磁場．當(dāng)線框通過圖中①、②、③位置時，線框內(nèi)的感應(yīng)電流分別為i1、i2、i3，則()【導(dǎo)學(xué)號：46042045】圖1A．i1>i3，i2＝0 B．i1<i3，i2＝0C．i1＝i3<i2 D．i1＝i3，i2＝0【解析】根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生條件：穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，所以當(dāng)線圈完全進(jìn)入時，線圈中沒有感應(yīng)電流．因此i2＝0.而線圈正在進(jìn)入磁場與正在離開磁場時，導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化，所以i1、i3都不等于零．再根據(jù)切割磁感線產(chǎn)生電動勢E＝BLv與I＝eq\f(E,R)可得：i1＝i3.故選D.【答案】D2．穿過某線圈的磁通量隨時間變化的關(guān)系如圖2所示，在下列幾段時間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動勢最小的是()圖2A．0～2s B．2～4sC．4～5s D．5～10s【解析】圖像斜率的絕對值越小，表明磁通量的變化率越小，感應(yīng)電動勢也就越小．D正確．【答案】D3.(多選)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖3所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音．下列說法正確的有()【導(dǎo)學(xué)號：46042046】圖3A．選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作B．取走磁體，電吉他將不能正常工作C．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢D．弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化【解析】銅不能被磁化，銅質(zhì)弦不能使電吉他正常工作，選項A錯誤；取走磁體后，弦的振動無法通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化為電信號，音箱不能發(fā)聲，選項B正確；增加線圈匝數(shù)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝Neq\f(ΔΦ,Δt)知，線圈的感應(yīng)電動勢變大，選項C正確；弦振動過程中，線圈中感應(yīng)電流的磁場方向不斷發(fā)生變化，則感應(yīng)電流的方向不斷變化，選項D正確．【答案】BCD4．如圖4所示，一有限范圍的勻強(qiáng)磁場寬度為d，若將一個邊長為L的正方形導(dǎo)線框以速度v勻速地通過磁場區(qū)域，已知d>L，則導(dǎo)線框中無感應(yīng)電流的時間等于()圖4\f(d,L) \f(L,v)\f(d－L,v) \f(d－2L,v)【解析】根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可知：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電流，因此線框在進(jìn)入和穿出磁場的過程中有感應(yīng)電流．當(dāng)線框全部處于磁場中時，穿過線框的磁通量不發(fā)生變化，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生．根據(jù)幾何關(guān)系易知C選項正確．【答案】C5．MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，勻強(qiáng)磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，如圖5所示，則()【導(dǎo)學(xué)號：46042047】圖5A．若固定ab，使cd向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向由a到b到d到cB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向由c到d到b到aC．若ab向左、cd向右同時運動，則abdc回路電流為零D．若ab、cd都向右運動，且兩棒速度vcd>vab，則abdc回路有電流，電流方向由c到d到b到a【解析】若固定ab，使cd向右滑動，由右手定則知，應(yīng)產(chǎn)生順時針方向的電流，故選項A錯；若ab、cd同向運動且速度大小相同，ab、cd所圍的面積不變，磁通量不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項B錯誤；若ab向左、cd向右同時運動，則abdc中有順時針方向的電流，故選項C錯誤；若ab、cd向右運動，且vcd>vab，則ab、cd所圍的面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，故由楞次定律可判斷出產(chǎn)生由c到d到b到a的電流，故選項D正確．【答案】D6．(多選)水平放置的平行板電容器與線圈連接如圖6，線圈內(nèi)有垂直紙面(設(shè)向里為正方向)的勻強(qiáng)磁場，為使帶負(fù)電微粒靜止在板間，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的圖像應(yīng)該是下列選項中的()圖6【解析】要使帶負(fù)電的微粒靜止在板間，電容器上極板應(yīng)帶正電．線圈中感應(yīng)電流的方向應(yīng)沿逆時針方向，根據(jù)楞次定律可以判斷，選項B、C正確．【答案】BC7．如圖7(a)，線圈ab，cd繞在同一軟鐵芯上．在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示．已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：46042048】(a)(b)圖7【解析】由題圖(b)可知在cd間不同時間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓是恒定的，所以在該時間段內(nèi)線圈ab中的磁場是均勻變化的，則線圈ab中的電流是均勻變化的，故選項A，B，D錯誤，選項C正確．【答案】C8．(多選)如圖8所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好．在向右勻速通過M、N兩區(qū)的過程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、FN表示．不計軌道電阻．以下敘述正確的是()圖8A．FM向右 B．FN向左C．FM逐漸增大 D．FN逐漸減小【解析】由題意可知，根據(jù)安培定則，在軌道內(nèi)的M區(qū)、N區(qū)通電長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場分別垂直軌道平面向外和向里，由此可知，當(dāng)導(dǎo)體棒運動到M區(qū)時，根據(jù)右手定則可以判定，在導(dǎo)體棒內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流與長直絕緣導(dǎo)線中的電流方向相反，再根據(jù)左手定則可知，金屬棒在M區(qū)時受到的安培力方向向左，因此A選項不正確；同理可以判定B選項正確；再根據(jù)導(dǎo)體棒在M區(qū)勻速靠近長直絕緣導(dǎo)線時對應(yīng)的磁場越來越強(qiáng)，因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越來越大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律和安培力的公式可知，導(dǎo)體棒所受的安培力FM也逐漸增大，故C選項正確；同理D選項正確．【答案】BCD9．在半徑為r、電阻為R的圓形導(dǎo)線框內(nèi)，以直徑為界，左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖9甲所示的勻強(qiáng)磁場．以垂直紙面向外的磁場為正，兩部分磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示．則0～t0時間內(nèi)，導(dǎo)線框中()【導(dǎo)學(xué)號：46042049】甲乙圖9A．沒有感應(yīng)電流B．感應(yīng)電流方向為逆時針C．感應(yīng)電流大小為πr2B0/(t0R)D．感應(yīng)電流大小為2πr2B0/(t0R)【解析】圓形導(dǎo)線框左側(cè)磁通量向外增大，右側(cè)磁通量向里減小，總磁通量由向里減小變?yōu)橄蛲庠龃?，由楞次定律可知，感?yīng)電流方向為順時針，A、B均錯誤；ΔΦ＝B0·eq\f(πr2,2)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－B0·\f(πr2,2)))＝B0·πr2，由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，I＝eq\f(E,R)可得：感應(yīng)電流大小為I＝eq\f(B0·πr2,t0R)，C正確，D錯誤．【答案】C二、計算題10．把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖10所示，一長度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右運動經(jīng)過環(huán)心O(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；(2)圓環(huán)消耗的熱功率和在圓環(huán)及金屬棒上消耗的總熱功率．圖10【解析】(1)金屬棒MN切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝BLv＝2Bav外電路的總電阻為R外＝eq\f(R·R,R＋R)＝eq\f(1,2)R金屬棒上電流的大小為I＝eq\f(E,R外＋R)＝eq\f(2Bav,\f(1,2)R＋R)＝eq\f(4Bav,3R)電流方向從N到M.金屬棒兩端的電壓為電源的路端電壓UMN＝IR外＝eq\f(2,3)Bav.(2)圓環(huán)消耗的熱功率為外電路的總功率P外＝I2eq\f(R,2)＝eq\f(8Bav2,9R)圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為電路的總功率P總＝IE＝eq\f(8Bav2,3R).【答案】(1)eq\f(4Bav,3R)由N→Meq\f(2,3)Bav(2)eq\f(8Bav2,9R)eq\f(8Bav2,3R)11．如圖11所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中．左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板．R和Rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值，不計其他電阻.【導(dǎo)學(xué)號：46042050】圖11(1)調(diào)節(jié)Rx＝R，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，求通過棒的電流I及棒的速率v.(2)改變Rx，待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m、帶電量為＋q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時的Rx.【解析】(1)導(dǎo)體棒勻速下滑時，Mgsinθ＝BIl ①I＝eq\f(Mgsinθ,Bl) ②設(shè)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E0E0＝Blv ③由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E0,R＋Rx) ④聯(lián)立②③④，得v＝eq\f(2MgRsinθ,B2l2).(2)改變Rx，由②式可知電流不變．設(shè)帶電微粒在金屬板間勻速通過時，板間電壓為U，電場強(qiáng)度大小為EU＝IRx ⑤E＝eq\f(U,d) ⑥mg＝qE ⑦聯(lián)立②⑤⑥⑦，得Rx＝eq\f(mBld,qMsinθ).【答案】(1)eq\f(Mgsinθ,Bl)eq\f(2MgRsinθ,B2l2)(2)eq\f(mBld,qMsinθ)12．如圖12所示，兩平行導(dǎo)軌間距L＝0.1m，足夠長的光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連接，傾斜部分與水平面的夾角θ＝30°，方向垂直斜面向上的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，水平部分沒有磁場．金屬棒ab的質(zhì)量m＝0.005kg，電阻r＝Ω，運動中與導(dǎo)軌有良好接觸，并且垂直于導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上接一定值電阻R＝Ω，其余電阻不計，當(dāng)金屬棒ab從斜面上離地高h(yuǎn)＝1.0m以上的任何地方由靜止釋放后，在水平面上滑行的最大距離x都是1.25m．(g取10m/s2)求：(1)金屬棒在斜面上的最大速度；(2)水平面的動摩擦因數(shù)；(3)從高度h＝1.0m處滑下后電阻R上產(chǎn)生的熱量．圖12【解析】(1)金屬棒從離地高h(yuǎn)＝1.0m以上任何地方由靜止釋放后，在到達(dá)水平面之前已經(jīng)開始做勻速運動設(shè)最大速度為v，則感應(yīng)電動勢E＝BLv，感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R＋r)，安培力F安＝BIL勻速運動時，有mgsin