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阶段综合检测(四)[考查范围:磁场电磁感应交变电流]

(本试卷满分: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.如图所示,将一磁铁通过放置在电子秤上的支架悬挂于电子秤上方,磁铁的

正下方有两条光滑的固定金属导轨M、N,其上有两根可以自由滑动的金属杆a、b,磁铁在回路中心的正上方,当剪断细线磁铁下落时,以下说法正确的是()

A.a、b杆相互远离

B.与剪断细线前相比电子秤的示数增加

C.导轨对电子秤的压力变大

D.磁铁处于完全失重状态

解析:选C由楞次定律可知a、b杆将相互靠拢,A错误;将磁铁、支架、导轨和金属杆看成一个整体,磁铁处于失重状态,整体对电子秤的压力减小,磁铁会受到下方回路中感应电流产生的磁场的阻力作用,并不是完全失重,B、D错误;磁铁对导轨产生向下的力,因此导轨对电子秤的压力变大,C正确。

2.英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示,一个半

径为r的光滑绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电量为+q的小球。已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()

A.0B.πkqr22C.2πkqr2

解析:选D根据法拉第电磁感应定律可得,产生的感应电动势为E=nΔΦΔt=ΔB·πr2Δt=kπr2=U,所以感生电场对小球的作用力所做的功为W

3.图为一交流发电机示意图,线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO沿顺时针方向匀速转动,产生的电动势的瞬时值表达式为e=1102sin100πt(V)。已知线圈电阻r=2Ω,定值电阻R=20Ω,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是()

A.电流表读数为52A

B.电压表读数为110V

C.t=5×10-3s时刻,穿过线圈的磁通量最大

D.0~5×10-3s内,通过电阻R的电荷量为220π

解析:选D线圈产生的感应电动势的最大值为Em=1102V,线圈产生的感应电动势的有效值为E=Em2=110V,根据闭合电路的欧姆定律可知I=ER+r=5A,故A错误;电压表读数为UR=IR=100V,故B错误;t=5×10-3s时刻,线圈产生的感应电动势最大,此时线圈位于与中性面垂直位置,故穿过线圈的磁通量为零,故C错误;0~5×10-3s内,通过电阻R的电荷量为q=ER+rΔt,E=NBSΔt=EmωΔ

4.如图所示,在MN、PQ间同时存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面水平向外,

电场在图中没有标出。一带正电小球从a点射入场区,并在竖直面内沿直线运动至b点,则小球()

A.从a到b过程中可能做匀减速运动

B.受到的电场力的方向一定水平向右

C.从a到b过程中可能做匀加速运动

D.从a到b过程,克服电场力做功

解析:选D因小球受到的洛伦兹力随小球速度变化而变化,为使带电小球能在场内做直线运动,必须满足小球的速度大小不能变化的条件,即小球受力平衡,做匀速直线运动,故A、C错误。小球共受到三个力的作用:重力、电场力和洛伦兹力,三力处于平衡状态,洛伦兹力垂直ab斜向左上方,重力竖直向下,则受到的电场力的方向不一定水平向右,B错误;从a到b的过程中,小球的动能不变,根据动能定理有ΔEk=WG+W电场+W洛伦兹=0,其中洛伦兹力不做功,重力做正功,所以电场力必须做负功,即克服电场力做功,故D正确。

5.已知通电长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流强度成正比,与该位置到长直导线的距离成反比。如图所示,现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条边dh和hg上,彼此绝缘,电流方向分别由d流向h、由h流向g,则关于a、b、c、e、f五点,下列说法正确的是()

A.f、a点磁感应强度相同

B.c、e两点磁感应强度大小之比为2∶1

C.c点磁感应强度最大

D.c点磁感应强度方向与ac平行

解析:选C由对称性可知,f、a点磁感应强度大小相等,但是方向不相同,A错误;设每根直导线的电流为I,则B=kIr,若正方形边长为L,则c点磁感应强度大小Bc=2kIL,e点磁感应强度大小Be=2kIL,大小之比为2∶1,B错误;a、b、c、e、f五个点中c点距离两通电导线距离都是最近的位置,且两根通电导线在c点的磁场方向相同,都沿着b→c方向,

6.如图所示,一个小型水电站,其交流发电机的输出电压U1一定,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为