1、(82)章末综合能力滚动练一、单项选择题1下列没有利用涡流的是()A金属探测器B变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯C用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D磁电式仪表的线圈用铝框做骨架答案B解析金属探测器、真空冶炼炉都是利用涡流现象工作的，磁电式仪表利用涡流能让指针快速稳定，也是利用涡流现象，变压器中的硅钢片是为了防止涡流产生铁损2如图1所示的电路，开关闭合，电路处于稳定状态，在某时刻t1突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图线可能是下图中的()图1答案D解析当断开开关，原来通过R1的电流立即消失，由于电磁感应，线圈L产生自感电动势阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过电阻，其方向与原来流
2、过电阻R1的电流方向相反，慢慢减小最后为0，故D正确3如图2甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示在0时间内，直导线中电流向上，则在T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是()图2A顺时针，向左B逆时针，向右C顺时针，向右D逆时针，向左答案B解析在0时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在T时间内，直导线电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流；根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力方向向左，离导
3、线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故B正确，A、C、D错误4(2019山东济南市3月模拟)在如图3甲所示的电路中，螺线管匝数n1000匝，横截面积S20cm2.螺线管导线电阻r1.0，R14.0，R25.0，C30F.在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是()图3A螺线管中产生的感应电动势为1.2VB闭合K，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电C闭合K，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为2.56102WD闭合K，电路中的电流稳定后，断开K，则K断开后
4、，流经R2的电荷量为1.8102C答案C解析根据法拉第电磁感应定律：EnnS，解得：E0.8V，故A错误；根据楞次定律可知，螺线管的感应电流盘旋而下，则螺线管下端相当于电源的正极，则电容器的下极板带正电，故B错误；根据闭合电路欧姆定律，有：I0.08A，根据PI2R1，解得：P2.56102W，故C正确；K断开后，流经R2的电荷量即为K闭合时电容器一个极板上所带的电荷量Q，电容器两端的电压为：UIR20.4V，流经R2的电荷量为：QCU1.2105C，故D错误5(2019江西南昌市二模)如图4所示为一“凸形”线框，其中abbccddeahhggfl，ef3l.线框在外力作用下以恒定速度垂直磁场
5、通过一宽为l的有界匀强磁场取逆时针方向的电流为正，图示时刻t0，则线框中产生的电流i随时间t变化的图象中，正确的是()图4答案B解析感应电动势为：EBLv，则感应电流为：I；由右手定则可知，线框进入磁场过程感应电流沿逆时针方向，是正的，线框离开磁场过程感应电流沿顺时针方向，是负的，故A、C、D错误，B正确二、多项选择题6(2020河北唐山市模拟)如图5所示，半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知弹性螺旋线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是()图5A保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，有顺时针的电流B保持磁场不变，线
6、圈的半径由2r变到0.5r的过程中，有逆时针的电流C保持半径不变，使磁场随时间按Bkt变化，线圈中的电流为D保持半径不变，使磁场随时间按Bkt变化，线圈中的电流为答案BC解析由于磁场的面积不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，穿过线圈磁通量不变，所以在线圈中没有感应电流产生，故A错误；由于磁场的面积不变，线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，线圈包含磁场的面积变小，磁通量变小，根据楞次定律可知，产生逆时针的电流，故B正确；保持半径不变，使磁场随时间按Bkt变化，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得：Ikk，故C正确，D错误7(2019江苏盐城市第三次模拟)劳伦斯制成世界上第一台回旋加速
7、器，其原理如图6所示回旋加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()图6A粒子从电场中获得能量B粒子获得的最大速度与回旋加速器半径有关C粒子获得的最大速度与回旋加速器内的电场有关D回旋加速器中的电场和磁场交替对带电粒子做功答案AB解析回旋加速器中的电场对带电粒子做功，粒子在电场中加速，在磁场中偏转，粒子从电场中获得能量，故A正确，D错误根据qvBm，则Ekmv2，可知粒子获得的最大速度与回旋加速器半径R有关，但是与回旋加速器内的电场无关，选项B正确，C错误8(2020贵州黔东南州模拟)如图7甲所示，单匝正方形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁
8、感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，其中B0、t0均为已知量已知导线框的边长为L，总电阻为R，则下列说法中正确的是()图7At0时刻，ab边受到的安培力大小为B0t0时间内，导线框中电流的方向始终为badcbC0t0时间内，通过导线框某横截面的电荷量为D0t0时间内，导线框产生的热量为答案AD解析由法拉第电磁感应定律得，EL2L2，通过导线框的感应电流大小为：I，t0时刻，ab边所受安培力大小为：FB0IL，故A正确；根据楞次定律可知，0t0时间内，导线框中电流的方向始终为abcda，故B错误；0t0时间内，通过导线框某横截面的电荷量为：q，故C错误；导线框中电流做的功为：WI2Rt0，因
9、此导线框产生的热量为：QW，故D正确三、非选择题9(2019江苏南京市六校联考)如图8所示，两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L1.0m，导轨平面与水平面的夹角30，下端A、C用不计电阻的导线相连，导轨电阻不计PQGH范围内有方向垂直导轨平面向上、磁感应强度B0.5T的匀强磁场，磁场的宽度d0.6m，边界PQ、HG均与导轨垂直接入电路的电阻r0.40的金属棒MN放置在导轨上，棒两端始终与导轨接触良好，从与磁场上边界GH距离为b0.40m的位置由静止释放，当金属棒进入磁场时，恰好做匀速运动，棒在运动过程中始终与导轨垂直，取g10m/s2.求：图8(1)金属棒进入磁场时的速度大小v；(2)金属棒的
10、质量m；(3)金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量Q.答案(1)2m/s(2)0.25kg(3)0.75J解析(1)根据动能定理可得：mgsinbmv20，解得：v2m/s(2)金属棒进入磁场时，恰好做匀速运动，由平衡条件得：mgsinBIL，又I联立解得：m0.25kg(3)根据能量守恒，在磁场运动过程中，减少的重力势能转化为焦耳热：Qmgdsin0.75J.10.(2019河南郑州市第二次质量预测)如图9所示，三块挡板围成截面边长L1.2m的等边三角形区域，C、P、Q分别是MN、AM和AN中点处的小孔，三个小孔处于同一竖直面内，MN水平，MN上方是竖直向下的匀强电场，场强E4104N/C.三
11、角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B1；AMN以外区域有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B23B1的匀强磁场现将一比荷108C/kg的带正电的粒子，从O点由静止释放，粒子从MN小孔C进入内部匀强磁场，经内部磁场偏转后直接垂直AN经过Q点进入外部磁场已知粒子最终回到了O点，OC相距2m设粒子与挡板碰撞过程中没有动能损失，且电荷量不变，不计粒子重力，不计挡板厚度，取3.求：图9(1) 磁感应强度B1的大小；(2) 粒子从O点出发，到再次回到O点经历的时间；(3) 若仅改变B2的大小，当B2满足什么条件时，粒子可以垂直于MA经孔P回到O点(若粒子经过A点立即被吸收)答案(1)105T(2
12、)2.85102s(3)105T(k0,1,2,3)解析(1) 粒子在电场中加速，则由动能定理得：Eqxmv2解得v400m/s带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示由几何关系可知R10.6m由qvB1m代入数据得B1105T(2)由题可知B23B12105T又qvB2m则R20.2m粒子在由OC过程中做匀加速直线运动，则xvt1得到t10.01s粒子在磁场B1中的周期为T1则在磁场B1中的运动时间为t2T13103s在磁场B2中的周期为T2在磁场B2中的运动时间为t3T25.5103s则粒子在复合场中运动的总时间为：t2t1t2t32.85102s(3)设挡板外磁场变为B2，粒子在磁场中的轨迹半径为r，则有qvB2m根据已知条件分析知，粒子可以垂直于MA经孔P回到O点，需满足条件(2k1)r，其中k0,1,2,3解得B2105T(k0,1,2,3)即满足B2B2105T(k0,1,2,3)时，粒子可以垂直于MA经孔P回到O点