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1、课时知能训练一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1(2011山东高考)了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要以下符合史实的是()A焦耳发现了电流热效应的规律B库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动【解析】焦耳发现了电流的热效应，通常称此为焦耳热，A正确库仑研究电荷间作用的规律，得出库仑定律，B正确奥斯特发
2、现了电流的磁效应，法拉第发现了磁场产生电流，打开电气时代的大门，C错误伽利略做斜面实验，研究自由落体运动，D错误【答案】AB图92152如图9215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()A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
3、化的磁场产生的，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】CD3为了诊断病人的心脏功能和动脉血液黏稠情况，需测量血管中血液的流量，如图9216所示为电磁流量计示意图，将血管置于磁感应强度为B的磁场中，测得血管两侧a、b两点间电压为U，已知血管的直径为d，则血管中血液的流量Q(单位时间内流过的体积)为()图9216A. B. C. D.【解析】由题意可以建立导体棒切割磁感线模型，如图所示，由UBdv，Sd2，QvS，可得出血管中血液的流量Q.故选C.【答案】C图92174如图9217所示，导体棒AB长2R，绕O点以角速度沿逆时针方向匀速转动，OB为R
4、，且OBA三点在同一直线上，有一匀强磁场磁感应强度为B，充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差大小为()A.BR2 B2BR2C4BR2 D6BR2【解析】连接OB，则AB产生的感应电动势就等于OA产生的感应电动势EOA与OB产生的感应电动势EOB之差因EOABLvBLOAOA3RBBR2，EOBBLOBOBRBBR2，EABEOAEOB4BR2，C项正确【答案】C图92185(2012西安模拟)如图9218所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈若在Q所
5、处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是()【解析】在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，说明此段时间内穿过线圈的磁通量变大，即穿过线圈的磁场的磁感应强度变大，则螺线管中电流变大，单匝金属线圈Q产生的感应电动势变大，所加磁场的磁感应强度的变化率变大，即B t图线的斜率变大，故选项D正确【答案】D图92196如图9219所示，OO为一金属转轴(只能转动不能移动)，M为与OO固定连接且垂直于OO的金属杆，当OO转动时，M的另一端在固定的金属环N上滑动，并保持良好的接触整个装置处于一匀强磁场中，磁场方向平行于OO轴，磁
6、感应强度的大小为B0.图中V为一理想电压表，一端与OO接触，另一端与环N连接已知当OO的角速度0时，电压表读数为U0；如果将磁场变为磁感应强度为nB0的匀强磁场，而要电压表的读数为mU0时，则OO转动的角速度应变为()An0 Bm0 C.0 D.0【解析】电压表为理想电压表，故电压表读数为金属杆M转动切割磁感线时产生的感应电动势的大小U0B00r2，mU0nB0r2，r为金属杆的长度，则0.故D正确【答案】D图92207(2012青岛模拟)如图9220所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路左边的铁芯上套有一个环面积为0.02 m2、电阻为0.1 的金属环铁芯的横截面积
7、为0.01 m2，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2 T，则从上向下看()A金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.0103 VB金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0103 VC金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0103 VD金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.0103 V【解析】铁芯内的磁通量情况是相同的，金属环的有效面积即铁芯的横截面积根据电磁感应定律En10.20.01 V2103 V又根据楞次定律，金属环中电流方向为逆时针方向，即C正确【答
8、案】C8.图9221把电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图9221所示，线圈平面与磁场方向成30角，磁感应强度随时间均匀变化，下列方法中可使感应电流增加一倍的是()A把线圈匝数增加一倍B把线圈面积增加一倍C把线圈半径增加一倍D改变线圈与磁场方向的夹角【解析】设导线的电阻率为，横截面积为S0，线圈的半径为r，则Isin ，可见将r增加1倍，I增加1倍，C对；将线圈与磁场方向的夹角改变时，sin 可以由原来变为1，电流增大1倍，D正确；若将线圈的面积增加1倍，半径r增加了(1)倍，电流增加了(1)倍，B错；I与线圈匝数无关，A错【答案】CD图92229如图9222所示，金属棒ab置于
9、水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止，则F()A方向向右，且为恒力B方向向右，且为变力C方向向左，且为变力D方向向左，且为恒力【解析】因回路磁通量减小，由楞次定律知棒中电流由b到a；由左手定则可判定安培力的方向为右下方，由平衡条件可推知外力F方向向左；磁感应强度B均匀减小，由ES可得感应电动势恒定，电流不变，F安BIl减小，故外力F也应变小，C项正确【答案】C图922310(2012南充模拟)如图9223所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3
10、是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源在t0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()【解析】在t1时刻断开开关S后，由于自感现象通过D1的电流逐渐减小，方向不变，A错误，B正确；而通过D2和D3的电流方向立即改变，C正确，D错误【答案】BC二、非选择题(本大题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图922411(14分)如图9224所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率k，k为负的常量
11、用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框，将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率【解析】(1)导线框的感应电动势为El2B导线框中的电流为I式中R是导线框的电阻，根据电阻定律有R联立式，将k代入得I.(2)导线框所受磁场的作用力的大小为FBIl它随时间的变化率为Il由式得.【答案】(1)(2)12(16分)一有界匀强磁场区域如图9225甲所示，质量为m、电阻为R的矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，开始时磁感应强度为B.t0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在安培力作用下运动，其vt图象如图乙所示，图中斜向虚线为过O点速度图线的切线，数据由图中给出，不考虑重力影响，求：图9225(1)磁场的磁感应强度的变化率；(2)t2时刻回路的电功率【解析】(1)由vt图象可知道，t0时刻，线圈加速度为av0/t1此时线圈的感应电动势E线圈此刻所受安培力为FBILBma得到.(2)线圈t2时刻开始做匀速直线运动，有两种可能：a线圈没有完全进入磁场，磁场就消失，所以没有感应电流，回路电功率P0.b磁场没有消失，线圈完全进入磁场，尽管有感应电流，但所受合力为零，同样做匀速直线运动，此时E1，则此时回路电功率P.【答案】(1)(2)0或
