内容正文:
阶段综合测评(八)
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本课结束
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eq \a\vs4\al()
时间:75分钟 eq \a\vs4\al()
满分:100分
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2022·北京市西城区高三下一模)如图所示,光滑的水平绝缘桌面上有一个铝制圆环,圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。若条形磁铁沿水平方向向右匀速运动,则( )
A.圆环和磁铁以相同的速度一起向右运动
B.圆环对桌面的压力可能为零
C.圆环对桌面的压力大于它的重力
D.磁铁对圆环做的功等于圆环中增加的内能
答案 B
解析 根据楞次定律的推论“来拒去留”,条形磁铁沿水平方向向右匀速运动时,圆环将跟随磁铁向右运动,根据楞次定律,安培力一定“阻碍”相对运动,但不能“阻止”,所以圆环的速度一定小于磁铁的速度,A错误;根据楞次定律的推论“来拒去留”,圆环所受安培力向右上方,则圆环对桌面的压力小于其重力,圆环对桌面的压力可能为零,B正确,C错误;根据功能关系,磁铁对圆环做的功等于圆环中增加的内能和圆环增加的动能之和,D错误。
2.粗糙水平桌面上放一单匝闭合矩形线框,如图甲所示,线框右半部分处在匀强磁场中,磁感应强度B竖直向下,磁场的左边界OO′与线框交于M、N两点。已知线框面积S=100 cm2,总电阻R=0.02 Ω,M、N间距离x=8 cm,磁感应强度B按图乙所示变化时(向下为B的正方向),线框始终静止不动,则( )
A.在t=1 s时,线框上M、N两点的电势差UMN>0
B.在t=1 s时,线框受到的摩擦力f=0.04 N
C.在t=2 s时,线框中感应电流的方向发生改变
D.在t=2 s时,线框所受的摩擦力方向发生改变
答案 D
解析 由题图乙可知,在t=1 s时,穿过线框的磁通量向下减小,根据楞次定律知线框中产生顺时针方向的感应电流,线框的右边部分相当于电源,则线框上N点相当于电源正极,M点相当于电源负极,则有UMN<0,故A错误;由法拉第电磁感应定律可得,线框中产生的感应电动势大小E= eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔΦ,Δt)))= eq \f(|ΔB|×0.5S,Δt)= eq \f(|(-2-2)|×0.5×100×10-4,4) V=5×10-3 V,在t=1 s时,线框受到的安培力大小为F=IxB= eq \f(E,R)xB= eq \f(5×10-3,0.02)×0.08×1 N=0.02 N,则线框受到的摩擦力f=F=0.02 N,故B错误;题图乙中图像斜率不
变,由楞次定律可知,线框中感应电流的方向不变,由题图乙可知,在t=2 s时,磁感应强度方向改变,根据左手定则可知,此时线框所受安培力方向发生改变,因此所受摩擦力方向也发生改变,故C错误,D正确。
3.在油电混合小轿车上有一种装置,刹车时能将车的动能转化为电能,启动时再将电能转化为动能,从而实现节能减排。图中,甲、乙磁场方向与轮子的转轴平行,丙、丁磁场方向与轮子的转轴垂直,轮子是绝缘体,则采取下列哪个措施,能有效地借助磁场的作用,让转动的轮子停下( )
A.如图甲,在轮上固定如图绕制的线圈
B.如图乙,在轮上固定如图绕制的闭合线圈
C.如图丙,在轮上固定一些细金属棒,金属棒与轮子转轴平行
D.如图丁,在轮上固定一些闭合金属线框,线框长边与轮子转轴平行
答案 D
解析 题图甲和题图乙中,当轮子转动时,穿过线圈的磁通量都是不变的,不会产生感应电流,则不会有磁场力阻碍轮子的运动,A、B错误;题图丙中在轮上固定一些细金属棒,当轮子转动时会产生感应电动势,但因为没有形成闭合回路,不会产生感应电流,则也不会产生磁场力阻碍轮子转动,C错误;题图丁中在轮上固定一些闭合金属线框,线框长边与轮子转轴平行,当轮子转动时线框会产生感应电动势,产生感应电流,则会产生安培力阻碍轮子转动,使轮子很快停下来,D正确。
4.(2021·北京高考)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻,质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动,最终停在导体框上。在此过程中( )
A.导体棒做匀减速直线运动
B.导体棒中感应电流的方向为a→b
C.电阻R消耗的总电能为eq \o\al(2,0) eq \f(mvR,2(R+r))
D.导体棒克服安培力做的总功小于 eq \f(1,2)mv eq \o\al(2,0)
答案 C
解析 导体棒向右运动时,根据右手定则可知,导体棒中感应电流方向为b→a,再根据左手定则可知,导体棒受到水平向左的安培力,开始时,根据法拉第电磁感应定律,导体棒中产生的感应电动势为E=BL