3-2综合复习

3-2综合复习一、选择题1．德国《世界报》报道，个别西方发达国家正在研制电磁脉冲波武器——电磁炸弹．若某一原始脉冲波功率10千兆瓦、频率5千兆赫兹的电磁炸弹在不到100m的高空爆炸，它将使方圆400m2～500m2地面范围内的电场强度达到每米数千伏，使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软件均遭到破坏．电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是()A．电磁脉冲波引起的电磁感应现象B．电磁脉冲波产生的动能C．电磁脉冲波产生的高温D．电磁脉冲波产生的强光2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关按图所示连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流表指针向右偏转，由此可以判断()A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动都能引起电流表指针向左偏转B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流表指针向右偏转C．滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流表指针静止在中央D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流表指针偏转的方向3．现代汽车中有一种先进的制动机构，可保证车轮在制动时不是完全刹死滑行，而是让车轮仍有一定的滚动．经研究，这种方法可以更有效地制动，它有一个自动检测车速的装置用来控制车轮的转动，其原理如图2所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁体，M是一个电流检测器．当车轮带动齿轮转动时，线圈中会有电流，这是由于齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，齿离开线圈时磁场减弱，磁通量变化使线圈中产生了感应电流．将这个电流放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死．如图所示，在齿a转过虚线位置的过程中，关于M中感应电流的说法正确的是()A．M中的感应电流方向一直向左B．M中的感应电流方向一直向右C．M中先有自右向左，后有自左向右的感应电流D．M中先有自左向右，后有自右向左的感应电流4．(2010·山东高考)如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时()A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为2Blv0C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同5．如图所示，由一根绝缘导线绕成半径相同的两个小圆组成的“∞”形线圈水平放置于匀强磁场中，匀强磁场方向与线圈平面垂直．若将磁场的磁感应强度由B增强至2B的过程中有电荷量Q通过线圈，则下列过程中不能使线圈中通过的电荷量为Q的是()A．保持B不变，将线圈平面翻转90˚B．保持B不变，将线圈平面翻转180˚C．保持B不变，将线圈的一个小圆平面翻转180˚D．保持B不变，将线圈拉大成一个大圆6．如图所示，有一边长为L的正方形导线框，质量为m，由高H处自由落下，其下边ab进入匀强磁场区后，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边刚进入磁场时速度的一半，此匀强磁场的宽度也是L，则线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为()A．2mgLB．2mgL＋mgHC．2mgL＋34mgHD．2mgL＋14mgH7．如图所示为一圆环发电装置，用电阻R＝4Ω的导体棒弯成半径L＝0.2m的闭合圆环，圆心为O，COD是一条直径，在O、D间接有负载电阻R1＝1Ω.整个圆环中均有B＝0.5T的匀强磁场垂直环面穿过．电阻r＝1Ω的导体棒OA贴着圆环做匀速运动，角速度ω＝300rad/s，则当OA到达OC处时()A．圆环的电功率为1WB．圆环的电功率为2WC．全电路的电功率最大，为3WD．全电路的电功率最大，为4.5W8．如图所示的空间有一个半径为R的圆形区域，该区域内有磁感应强度为B垂直于纸面向内的匀强磁场，正方形导线框aa′e′e的边长为2R，它的正中间有导线cc′，边aa′、cc′、ee′的电阻均为r，其余不计，导线框以恒定的水平速度v沿图中虚线所示穿过磁场区域，则()A．当cc′与AA′重合时，线框此时消耗电功率为2B2R2v23rB．当cc′与AA′重合时，线框此时消耗电功率为8B2R2v23rC．当ee′与AA′重合时，线框此时消耗电功率为B2R2v23rD．当ac的中点b与A重合时，线框中消耗的电功率最大9．竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图8所示，磁感应强度B＝0.5T，导体ab及cd长均为0.2m，电阻均为0.1Ω，重均为0.1N，现用力向上推动导体ab，使之匀速上升(与导轨接触良好)，此时，cd恰好静止不动，那么ab上升时，下列说法正确的是()A．ab受到的推力大小为2NB．ab向上的速度为2m/sC．在2s内，推力做功转化为电能的是0.4JD．在2s内，推力做功为0.6J10．(2011·江苏高考)如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好．t＝0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度．下列图象正确的是()二、填空题11．已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度．当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成45˚夹角时，在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零．经过测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为1m的正方形的四个顶角上，如图所示，据此可以判定地下电缆在________两点连线的正下方，离地表面的深度为________m.12．一般情况下，金属都有电阻，电阻是导体的属性之一，当条件发生改变时，其属性也会改变．(1)实验表明，某些金属当温度降低到某一定值时，其电阻突然降为零，这种现象叫做________现象．这一温度称为转变温度，其值与金属材料有关．(2)图中所示磁悬浮现象，将某种液态物质倒入金属盘中后，能使金属盘达到转变温度，在金属盘上方释放一永磁体，当它下落到盘上方某一位置时即产生磁悬浮现象．试根据下表列出的几种金属的转变温度和几种液态物质的沸点数据，判断所倒入的液态物质应是________，金属盘的材料应是________.金属转变温度(K)液态物质沸点(K)铱0.14液氦4.1锌0.75液氮77.0铝1.20液氧90.0锡3.72液态甲烷111.5铅7.20液态二氧化碳194.5(3)试分析说明产生磁悬浮现象的原因___________________(4)利用上述现象，人们已经设计制成了磁悬浮高速列车．该种列车车厢下部装有电磁铁，列车运行所需特制的槽形导轨的底部和侧壁装有线圈，这些线圈在列车运行时用以提供________．这种列车的运行速度是一般列车运行速度的3～4倍，能达到这样高速的原因是___________________________________________________________________________________________________13．如图所示，光滑平行导轨仅其水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，一根质量为2m的金属杆cd在水平轨道上，另一根质量为m的金属杆ab从斜轨道上高为h处由静止开始下滑，运动中两根杆始终与轨道垂直且接触良好，两杆之间未发生碰撞．若导电轨道有足够的长度，在两根金属杆与导电轨道组成的回路中所产生的热量是________．14．如图所示，两个电阻的阻值分别为R和2R，其余电阻不计，电容器的电容为C，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，金属棒ab、cd的长度均为l.当棒ab以速度v沿金属导轨向左匀速运动，而棒cd以速度2v沿金属导轨向右匀速运动时，电容C所带的电量为________，________极板带正电．三、计算题15．人类发现磁针能够指南北，实际上就是发现了地球的磁场，随着历史的发展，人们对地磁场有了越来越多的认识，也激起了人类越来越浓厚的兴趣，如利用地磁场能发电吗？据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验，实验取得部分成功，航天飞机在地球赤道上空离地面约3000km处，由航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携带一根长20km的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动．根据理论设计，通过电离层(由等离子体组成)的作用，卫星可完成发电过程．(1)试分析其发电原理．(2)计算感应电动势的大小．(地面附近磁场的平均磁感应强度为5×10－5T，悬绳中点处速度为7.5km/s)16．(2011·重庆高考)有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图15所示．该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极．电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R.绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻．若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：(1)橡胶带匀速运动的速率；(2)电阻R消耗的电功率；(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功．17．如图甲所示，直角坐标系xOy的一、三象限内有匀强磁场，第一象限内的磁感应强度大小为2B，第三象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里．现将半径为l，圆心角为90˚的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动，导线框的电阻为R.(1)求导线框中感应电流的最大值．(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象．(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t＝0时刻，感应电流以OQPO方向为正方向)18．如图所示，水平光滑的形金属导轨宽0.4m，均匀变化的磁场垂直穿过导轨平面，方向如图甲，磁感应强度的变化规律如图乙，金属棒ab的电阻为1Ω，从t＝0开始棒在水平力的作用下从导轨最左端以v＝1m/s的速度向右匀速运动，其他电阻不计．求：(1)1s末回路的电动势；(2)1s末外力的瞬时功率．1.解析：电磁炸弹的破坏力体现在变化的磁场产生涡流，即电磁感应现象．答案：A2.解析：滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中的电流减小，A线圈中的磁通量减小，引起B线圈中的磁通量减小，此时连接B线圈的电流表指针向右偏转．依此可知，只要B线圈中的磁通量减小，就能使电流表的指针向右偏转；反之，若B线圈中的磁通量增大，则电流表的指针向左偏转．依此推断选项B正确．答案：B3.解析：由于线圈及磁体内部的磁感线是从右向左的，在齿a转过虚线位置的过程中，线圈的磁通量先增加后减少，由楞次定律即可判断．答案：D4.解析：导体切割磁感线，ab、cd产生的感应电动势均为E＝BLv0，由右手定则可判定两电源串联，所以回路中感应电动势大小E总＝2E＝2BLv0，且感应电流的方向为逆时针方向．所以B对C错．因为ab、cd中电流大小相等，方向相反，又处在大小相等、方向相反的磁场中，由左手定则可判定两安培力方向相同．综上所述，正确选项为A、B、D.答案：ABD5.解析：由Q＝ΔΦR可知，当题设中的磁场的磁感应强度由B增强至2B的过程中有电荷量Q通过线圈，也就是说需要使穿过线圈的磁通量增加或减少一倍，所以选项A、C、D均能满足题设要求，只有选项B不满足．答案：B6.解析：线圈进入或出匀强磁场区过程，ab边切割磁感线，产生感应电流，安培力作用阻碍线圈的运动，克服安培力做的功转化为电路的电能．线圈下落H过程，机械能守恒，有mgH＝12mv2，对全过程由能量转化和守恒得mg(H＋2L)＝12m(12v)2＋Q，解得Q＝2mgL＋34mgH.选项C正确．答案：C7.解析：当OA到达OC处时，圆环的电阻为1Ω，与R1串联接入电源，外电阻为2Ω，杆转动过程中产生的感应电动势E＝12BL2ω＝3V，圆环上分压为1