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1、第 1 页 共 12 页 新课标人教版新课标人教版 2013 届高三物理总复习届高三物理总复习单元综合测试九单元综合测试九 第九章第九章 磁场磁场本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，试卷满分为 100 分考试时间为 90 分钟第第卷卷(选择题选择题，共，共 40 分分)一、选择题(本题共 10 小题，每题 4 分，共 40 分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)图 11如图 1 所示，闭合圆导线圈平行地放置在匀强磁场中，其中 ac、bd 分别是平行、垂直于磁场方向的两直径试分析线圈做如下运动时，能产生感应电流的是( )A使线圈在纸面
2、内平动或转动B使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动C使线圈以 ac 为轴转动D使线圈以 bd 为轴转动解析：使线圈在纸面内平动或转动，沿垂直纸面方向向纸外平动或以 ac 为轴转动，线圈中的磁通量始终为零，不变化，无感应电流产生；以 bd 为轴转动时，线圈中的磁通量不断变化，能产生感应电流，所以 D 选项正确答案：D2如图 2 所示，螺线管的导线的两端与两平行金属板相接，一个带负电的小球用丝线悬挂在两金屑板间，并处于静止状态，若条形磁铁突然插入线圈时，小球的运动情况是( )第 2 页 共 12 页 图 2A向左摆动 B向右摆动C保持静止 D无法判定解析：当条形磁铁插入线圈中时，线圈中向左的磁场增强
3、由楞次定律可判定金属板左端电势高，故带负电的小球将向左摆动，A 正确答案：A3如图 3 所示，AOC 是光滑的金属轨道，AO 沿竖直方向，OC 沿水平方向，PQ 是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中 Q 端始终在 OC 上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在 PQ 杆滑动的过程中，下列判断正确的是( )图 3A感应电流的方向始终是由 PQB感应电流的方向先是由 PQ，后是由 QPCPQ 受磁场力的方向垂直杆向左DPQ 受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右解析：在 PQ 杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，三角形
4、POQ 内的磁通量先增大后减小，由楞次定律可判断 B 项对；再由 PQ 中电流方向及左手定则可判断 D 项对答案：BD4如图 4 所示，通过水平绝缘的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，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 4A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
5、不合格线圈解析：由产生电磁感应现象的条件和楞次定律知，A 正确，B 错误，由各线圈位置关系知，C 错误，D 正确第 3 页 共 12 页 答案：AD图 55如图 5 所示，在 O 点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在 A 点由静止释放向右摆至最高点 B.不考虑空气阻力，则下列说法正确的是( )AA、B 两点在同一水平线上BA 点高于 B 点CA 点低于 B 点D铜环最终将做等幅摆动解析：铜环在进入或穿出磁场边界时，由于铜环内的磁通量发生变化，将有感应电流产生，感应电流通过铜环将产生内能，故铜环在 A 点静止释放后，向右摆至最高点时的 B 点要低于 A 点的位置，A、C 错误，B 正确；当铜
6、环最后全部处于磁场中时，由于铜环内的磁通量不再发生变化，此时没有感应电流，故铜环将在磁场中做等幅摆动，D 正确答案：BD6如图 6 所示为新一代炊具电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等，是电磁炉的优势所在电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物下列相关说法中正确的是( )图 6A锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果解析：由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场
7、产生的，且提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，故可提高电磁炉的加热效果故 C、D 正确答案：CD第 4 页 共 12 页 图 77如图 7 所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef 为一导体棒，可在 ab 和 cd 间滑动并接触良好设磁感应强度为 B，ac 长为 L，在 t 时间内向左匀速滑过距离 d，由法拉第电磁感应定律 En可知，下列说法正确的是( )tA当 ef 向左滑动时，左侧面积减少 Ld，右侧面积增加 Ld，因此 E2BLd/tB当 ef 向左滑动时，左侧面积减少 Ld，右侧面积增加 Ld，互相抵消，因此 E0C在公式 En中，在切割磁感线情况下，BS，S 应是导体棒切割磁感线t
8、扫过的面积，因此 EBLd/tD在切割磁感线的情况下，只能用 EBLv 计算，不能用 En计算t解析：本题中由于导体棒是匀速切割磁感线，所以产生的感应电动势是恒定的，因而任一时刻产生的瞬时感应电动势等于平均感应电动势因此感应电动势有两种求法，(1)由EBLvBL；(2)由法拉第电磁感应定律知 E，式子中 S 为导体棒移dttBStBLdt动中扫过的面积故 C 正确答案：CD图 88如图 8 所示，一个“”形导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为 B 的匀强磁场中导体棒 ab 与导轨由相同粗细、相同材料的导体制成，导体棒与导轨接触良好在外力作用下，导体棒以恒定速度 v 向右运动，以导体棒在图中所示位置
9、的时刻作为计时起点，则回路中感应电动势 E、感应电流 I、导体棒所受外力的功率 P 和回路中产生的焦耳热 Q随时间 t 变化的图象中，正确的是( )第 5 页 共 12 页 解析：EBlvBvvttant，A 正确；I，而 R 与三角形回路的周长成正比，可把BvlRR 表示为 Rkc(式中 c 为周长)代入 I 的表达式中 I，而 为一定值，所以 I 是一定值，BBvlkclc错误；PIE，I 不变，E 与 t 成正比，所以 Pt，C 正确；QPtt2，D 错误答案：AC图 99如图 9 所示，竖直平面内有一金属环，半径为 d，总电阻为 R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂
10、直穿过环平面，在环的最高点 A 用铰链连接长度为 2a、电阻为 的导体棒 AB，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为 v，R2则这时 AB 两端的电压大小为( )A. B.Bav3Bav6C. DBav2Bav3解析：图 10当摆到竖直位置时，AB 棒产生的电动势 EB2a Bav.等效电路如图 10 所示则v2U .E3Bav3答案：A第 6 页 共 12 页 图 1110如图 11，足够长的 U 型光滑金属导轨平面与水平面成 角(090)，其中 MN与 PQ 平行且间距为 L，导轨平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒 ab 由静止开始沿导轨
11、下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为 R，当流过 ab 棒某一横截面的电量为 q 时，棒的速度大小为 v，则金属棒 ab 在这一过程中( )A运动的平均速度大小为12B下滑的位移大小为qRBLC产生的焦耳热为 qBLvD受到的最大安培力大小为sinB2L2vR解析：流过 ab 棒某一截面的电量 q tt，ab 棒下滑的位移 x，其平IBSRtBLxRqRBL均速度 v ，而棒下滑过程中做加速度减小的加速度运动，故平均速度不等于 v，A 错误xt12B 正确；由能量守恒 mgxsinQ mv2，产生的焦耳热12Qmgxsin mv2mgsin mv2，C 错误；当 m
12、gsin时 v 最大，安培力最大，12qRBL12B2L2vR即 F安 mmgsin 或，D 错误B2L2vR答案：B第第卷卷(非选择题，共非选择题，共 60 分分)二、填空题(本题共 2 小题，每题 8 分，共 16 分)11如图 12 所示，半径为 r 的金属圆环绕通过直径的轴 OO以角速度 匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为 B，以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，求在转动 30角的过程中，环中产生的感应电动势为_第 7 页 共 12 页 图 12解析：21BSsin300 Br2.12又 t /(6)/6所以 E3Br2.t12Br2/6答案：3Br212一个边长为 10 cm 的正
13、方形金属线框置于匀强磁场中，线框匝数 n100，线框平面与磁场垂直，电阻为 20 .磁感应强度随时间变化的图象如图 13 所示则在一个周期内线框产生的热量为_ J.图 13解析：由题图可知，线框中穿过均匀变化的磁场，变化周期 T4 s根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，线框中产生的感应电动势 EnS，Bt感应电流 I A5102 A，ER100 10220在一个周期内产生的热量QI2RT(5102)2204 J0.2 J.答案：0.2三、计算题(本题共 4 小题，13、14 题各 10 分，15、16 题各 12 分，共 44 分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明
14、单位)图 1413. 如图 14 所示，质量 m10.1 kg，电阻 R10.3 ，长度 l0.4 m 的导体棒 ab 横放在 U 形金属框架上框架质量 m20.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数0.2. 相距 0.4 m 的 MM、NN相互平行，电阻不计且足够长电阻 R20.1 的 MN第 8 页 共 12 页 垂直于 MM.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B0.5 T垂直于 ab 施加 F2 N 的水平恒力，ab 从静止开始无摩擦地运动，始终与 MM、NN保持良好接触当 ab 运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取 10
15、m/s2.(1)求框架开始运动时 ab 速度 v 的大小；(2)从 ab 开始运动到框架开始运动的过程中，MN 上产生的热量 Q0.1 J，求该过程 ab位移 x 的大小解析：(1)ab 对框架的压力F1m1g框架受水平面的支持力FNm2gF1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力F2FNab 中的感应电动势EBlvMN 中电流IER1R2MN 受到的安培力F安IlB框架开始运动时F安F2由上述各式代入数据解得v6 m/s.(2)闭合回路中产生的总热量Q总QR1R2R2由能量守恒定律，得Fx m1v2Q总12代入数据解得x1.1 m.答案：(1)6 m/s (2)1.1 m第 9 页 共 12 页
