物理單元驗收試題（9）【新人教】
命題范圍：電磁感應 交流電
第Ⅰ卷為，共50分；第Ⅱ卷為非共50分。滿分100分，考試時間為90分鐘。
第Ⅰ卷（選擇題，共50分）
一、選擇題：本卷共10小題，每小題5分，共50分，每小題有一個或多個選項正確，全部選對得5分，選不全的得3分，有選錯或不答的得0分。
1．如圖所示，水平放置的條形磁鐵中央，有一閉合金屬彈性圓環，條形磁鐵中心線與彈性環軸線重合，現將彈性圓環均勻向外擴大，下列說法中正確的是（ �。�
A．穿過彈性圓環的磁通量增大
B．從左往右看，彈性圓環中有順時針方向的感應電流
C．彈性圓環中無感應電流
D．彈性圓環受到的安培力方向沿半徑向外
2．（2010•全國高考Ⅱ）如圖所示，空間某區域中有一勻強磁場，磁感應強度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場上邊界b和下邊界d水平．在豎直面內有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平．線圈從水平面a開始下落．已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離．若線圈下邊剛通過水平面b、c（位于磁場中）和d時，線圈受到的磁場力的大小分別為Fb、Fc和Fd，則（ �。�
A．Fd>Fc>Fb B．Fc<Fd<Fb
C．Fc>Fb>Fd D．Fc<Fb<Fd
3．如圖所示，鐵芯右邊繞有一個線圈，線圈兩端與滑動變阻器、電池組連成回路．左邊的鐵芯上套有一個環面積為0．02 2、電阻為0．1 Ω的金屬環．鐵芯的橫截面積為0．01 2，且假設磁場全部集中在鐵芯中，金屬環與鐵芯截面垂直．調節滑動變阻器的滑動頭，使鐵芯中的磁感應強度每秒均勻增加0．2 T，則從上向下看（ ）
A．金屬環中感應電流方向是逆時針方向，感應電動勢大小為4．0×10－3 V
B．金屬環中感應電流方向是順時針方向，感應電動勢大小為4．0×10－3 V
C．金屬環中感應電流方向是逆時針方向，感應電動勢大小為2．0×10－3 V
D．金屬環中感應電流方向是順時針方向，感應電動勢大小為2．0×10－3 V
4．如圖所示電路中，S是閉合的，此時流過線圈L的電流為i1，流過燈泡A的電流為i2，且i1>i2，在t1時刻將S斷開，那么流過燈泡的電流隨時間變化的圖象是（ �。�
5．等離子氣流由左方連續以v0射入P1和P2兩板間的勻強磁場中，ab直導線與P1、P2相連接，線圈A與直導線cd連接．線圈A內有隨圖乙所示的變化磁場．且磁場B的正方向規定為向左，如圖甲所示，則下列敘述正確的是（ �。�
A．0～1 s內，ab、cd導線互相排斥
B．1～2 s內，ab、cd導線互相吸引
C．2～3 s內，ab、cd導線互相吸引
D．3～4 s內，ab、cd導線互相排斥
6．用相同的導線繞制的邊長分別為L和2L的正方形閉合線框，以相同的速度勻速進入右側的勻強磁場，如圖所示，在線框進入磁場的過程中a、b和c、d兩點間的電壓分別為U甲和U乙，ab邊和cd邊所受的安培力分別為F甲和F乙，則下列判斷正確的是（ �。�
A．U甲＝U乙 B．U甲＝2U乙
C．F甲＝F乙 D．F甲＝F乙2
7．如圖所示，一半圓形鋁框處在水平向外的非勻強磁場中，場中各點的磁感應強度為By＝B0y＋c，y為該點到地面的距離，c為常數，B0為一定值，鋁框平面與磁場垂直，直徑ab水平，（空氣阻力不計）鋁框由靜止釋放下落的過程中（ �。�
A．鋁框回路磁通量不變，感應電動勢為0
B．回路中感應電流為順時針方向，直徑ab兩點間電勢差為0
C．鋁框下落的加速度大小一定小于重力加速度g
D．直徑ab受安培力向上，半圓弧ab受安培力向下，鋁框下落加速度大小可能等于g
8．如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導軌水平放置，導軌的一端接有電阻和開關，導軌光滑且電阻不計，勻強磁場的方向與導軌平面垂直，金屬桿ab置于導軌上．當開關S斷開時，在桿ab上作用一水平向右的恒力F使桿ab向右運動進入磁場．經過一段時間后，閉合開關并開始計時，金屬桿在運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好．關于金屬桿ab的vt圖象不可能的是（ ）
9．（•山東青島）如圖所示為幾個有理想邊界的磁場區域，相鄰區域的磁感應強度大小相等、方向相反，區域的寬度均為L．現有一邊長為L的正方形導線框由圖示位置開始，沿垂直于區域邊界的直線勻速穿過磁場區域，設逆時針方向為電流的正方向，下列各圖能正確反映線框中感應電流的是（ �。�
10．如圖（a）所示，在光滑水平面上用恒力F拉質量1 kg的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v0＝3 /s進入勻強磁場時開始計時t＝0，此時線框中感應電動勢為1 V，在t＝3 s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場．此過程中vt圖象如圖（b）所示，那么（ �。�
A．線框右側的邊兩端N間電壓為0．25 V
B．恒力F的大小為1．0 N
C．線框完全離開磁場的瞬間位置3速度為2 /s
D．線框完全離開磁場的瞬間位置3速度為1 /s
第Ⅱ卷（非選擇題，共50分）
二、實驗題：本題共2小題，共12分。把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答。
11．（6分）一正弦交變電流的電流i隨時間t變化的規律如圖所示。由圖可知
（1）該交變電流的有效值為__________A
（2）該交變電流的頻率為________ Hz
（3）該交變電流的瞬時值表達式為i＝________________________A
（4）若該交變電流通過阻值R＝40 Ω的白熾燈，則電燈消耗的功率是_______W
12．（6分）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為10:1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為u1=220 sin314t（V），則
（1）當單刀雙擲開關與a連接時，電壓表的示數
為_________V
（2）當t= s時，c、d間的電壓為______V
（3）單刀雙擲開關與a連接，在滑動變阻器觸頭P
向上移動的過程中，電壓表示數________，
電流表示數________（填“變大”、“變小”
或“不變”）
（4）當單刀雙擲開關由a扳向b時，電壓表示數________，電流表示數________（填“變大”、“變小”或“不變”）
三、：本題共3小題，共38分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。
13．（10分）（•福建龍巖）如圖甲所示，空間有一寬為2L的勻強磁場區域，磁感應強度為B，方向垂直紙面向外．abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框，總電阻值為R．線框以垂直磁場邊界的速度v勻速通過磁場區域．在運動過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行．設線框剛進入磁場的位置x＝0，x軸沿水平方向向右．求：
甲 乙
（1）cd邊剛進入磁場時，ab兩端的電勢差，并指明哪端電勢高；
（2）線框穿過磁場的過程中，線框中產生的焦耳熱；
（3）在乙圖中，畫出ab兩端電勢差Uab隨距離變化的圖象，其中U0＝BLv．
14．（13分）如圖所示，在水平面內有兩條光滑軌道N、PQ，其上放有兩根靜止的導體棒，質量分別為1、2．設有一質量為的永久磁鐵，從軌道和導體棒組成的平面的正上方高為h的地方落下，當磁鐵的重心下落到軌道和導體棒組成的平面內時磁鐵的速度為v，導體棒ab的動能為Ek，此過程中兩根導體棒、導體棒與磁鐵之間沒有發生碰撞，求：
（1）磁鐵在下落過程中受到的平均阻力；
（2）磁鐵在下落過程中在導體棒中產生的總熱量．
15．（15分）（•上海模擬）如圖（a）所示，平行金屬導軌N、PQ光滑且足夠長，固定在同一水平面上，兩導軌間距L＝0．25 ，電阻R＝0．5 Ω，導軌上停放一質量＝0．1 kg、電阻r＝0．1 Ω的金屬桿，導軌電阻可忽略不計，整個裝置處于磁感應強度B＝0．4 T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下，現用一外力F沿水平方向拉桿，使其由靜止開始運動，理想電壓表的示數U隨時間t變化的關系如圖（b）所示．試分析與求：
圖（a） 圖（b）
（1）分析證明金屬桿做勻加速直線運動；
（2）求金屬桿運動的加速度；
（3）寫出外力F隨時間變化的表達式；
（4）求第2．5 s末外力F的瞬時功率．
參考答案
1．B解析：彈性圓環均勻向外擴大，磁通量減小，由楞次定律，感應電流順時針，安培力沿半徑向里．
2．D解析：線圈從a運動到b做自由落體運動，在b點開始進入磁場受到安培力作用Fb，由于線圈上下邊的距離很短，進入磁場的過程時間很短，進入磁場后，由于磁通量不變，無感應電流產生，不受安培力作用，在c處Fc＝0，但線圈在磁場中受重力作用，做加速運動，出磁場的過程在d處受到的安培力比b處大．故D項正確．
3．C解析：金屬環中的原磁場方向豎直向下，由楞次定律，感應電流的磁場向上，電流方向是逆時針方向；由法拉第電磁感應定律，電動勢大小E＝ΔBΔtS鐵芯＝2．0×10－3 V，故C項對．
4．D解析：在t1時間內流過燈泡的電流為i2，且方向為從左向右，當斷開S時，i2立即消失，但由于自感作用，線圈L產生自感電動勢，與燈泡構成回路緩慢消失，此時流過燈泡的電流從i1開始逐漸減小，方向自右向左，故D項正確．
5．BD解析：由左手定則可知正離子進入磁場后偏向P1板，負離子進入磁場后偏向P2板，ab中形成由a到b的電流，根據楞次定律可以判定，0～2 s內cd中形成由c到d的電流，2～4 s內形成由d到c的電流，再由左手定則判定，0～2 s內兩導線相互吸引，2～4 s內相互排斥，B、D兩項對，A、C兩項錯．
6．D解析：線框切割磁感線，電動勢E＝BLv，a、b或c、d兩點間的電壓U＝3E4，2L甲＝L乙，則2U甲＝U乙；安培力F＝BIL＝B2L2vR＝B2L2vρ•4LS＝B2LvS4ρ，則F甲＝F乙2，故D項對．
7．C解析：鋁框下落，回路磁通量增大，產生的感應電流為順時針方向，直徑ab兩點間電勢差不為0，直徑ab受安培力向上，半圓弧ab受安培力向下，但兩安培力的合力向上，則鋁框的加速度大小一定小于重力加速度g．
8．D解析：閉合開關時的速度為v，當F>B2L2vR時，金屬桿做加速運動，如圖B；當F＝B2L2vR時，金屬桿做勻速運動，如圖A；當F<B2L2vR時，金屬桿做減速運動，如圖C；則不可能的是圖D．
9．D解析：線框進入磁場中0至L的過程中，由右手定則知，感應電流的方向為順時針，即負方向，感應電流I＝BLvR，大小恒定，故A、B兩項不正確；線框進入磁場中L至2L的過程中，由右手定則，可判斷感應電流的方向為逆時針，即為正方向，感應電流I＝2BLvR，D項正確．
10．C解析：N邊切割磁感線，相當于電源，其兩端的電壓是路端電壓，根據閉合電路歐姆定律可知，線框右側的邊兩端N間電壓為3E/4＝0．75 V，A項不對；根據1～2 s時間內線框做勻速直線運動可知，這段時間線框中沒有感應電流，線框所受合力為F，根據牛頓第二定律可知F＝a＝0．5 N，B項錯誤；根據圖線可知線圈進入磁場和離開磁場時的初速度和受力情況都一樣，所以線框離開磁場時的速度和t0時刻的相同，設該速度為vx，那么v0＝vx＋F•2t0，解之得vx＝v0－2Ft0＝2 /s，C項正確，D項不對．
11．（6分）解析：由圖象可知該交變電流的最大值為10A，周期為4×10－2s，則其有效值為5 A，頻率為25 Hz，角速度 rad/s，其瞬時值表達式為i＝10sin（50 t）A，當其通過R＝40 Ω的白熾燈時， 2000 W。
答案：5 25 10sin（50 t） 2000
12．（6分）解析：交流電表讀出的數值是有效值，由 得U2=22V。當t= s時， ，觸頭P向上移動，電阻值變大，變壓器的輸出電壓不變，電流表示數變小。當單刀雙擲開關由a扳向b時，變壓器的輸出電壓變大，電壓表和電流表的示數均變大。
答案：22 不變 變小 變大 變大
13．（10分）解析：（1）dc切割磁感線產生的感應電動勢E＝BLv
回路中的感應電流I＝BLvR
ab兩端的電勢差U＝I•14R＝14BLv，b端電勢高．
（2）設線框從dc邊剛進磁場到ab邊剛進磁場所用時間為t
由焦耳定律Q＝2I2Rt
L＝vt聯立解得Q＝2B2L3vR．
（3）如圖所示
答案：（1）14BLv，b點電勢高�。�2）2B2L3vR�。�3）如解析圖所示
14．（13分）解析：（1）設磁鐵在下落過程中受的平均阻力為F，
有：（g－F）h＝12v2①
得：F＝g－v22h．②
（2）對導體棒ab、cd組成的系統動量守恒，設磁鐵的重心下落到軌道和導體棒組成的平面內時它們的速度分別為v1、v2，有1v1＝2v2③
Ek＝121v21④
設磁鐵在下落過程中在導體棒中產生的總熱量為Q，由能量守恒有gh－12v2＝121v21＋122v22＋Q⑤
由③④⑤可得： Q＝gh－12v2－（1＋22）Ek．⑥
答案：（1）g－v22h�。�2）gh－12v2－（1＋22）Ek
15．（15分）解析：（1）U＝E•RR＋r＝BLvRR＋r，U∝v，因U隨時間均勻變化，故v也隨時間均勻變化，金屬桿做勻加速直線運動．
（2）由圖象k＝ΔUΔt＝ΔvΔt•BLRR＋r＝a•BLRR＋r
則金屬桿運動的加速度
a＝kR＋rBLR＝0.2×0.5＋0.10.4×0.25×0.5 /s2＝2．4 /s2．
（3）由牛頓第二定律F＝F安＋a＝BIL＋a＝B2L2atR＋r＋a＝0．04t＋0．24（N）．
（4）第2．5 s末外力F的瞬時功率P＝Fv＝（0．04t＋0．24）at＝2．04 W．
答案：（1）見解析�。�2）2．4 /s2�。�3）F＝0．04t＋0．24 N�。�4）2．04 W
本文來自：逍遙右腦記憶 /gaosan/976852.html
相關閱讀：2012年新課標高考理綜物理試題
廣西桂林十八中2014屆高三第六次月考物理試題
2012版物理《6年高考4年模擬》：牛頓運動定律試題（有參考答案）
甘肅省民樂一中2015-2016學年高三12月診斷考試物理試題
河南省中原名校屆高三上學期期中聯考物理試題