高中物理第四章電磁感應章末檢測新人教選修.docx

第四章電磁感應章末檢測時間：90分鐘分值：100分第卷(選擇題共48分)一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分其中111題為單選題，12題為多選題)1我國發(fā)射的“玉兔號”月球車成功著陸月球，不久的將來中國人將真正實現(xiàn)飛天夢，進入那神秘的廣寒宮假如有一宇航員登月后，想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈，則下列推斷正確的是()A直接將電流表放于月球表面，看是否有示數(shù)來判斷磁場的有無B將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場C將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場D將電流表與線圈組成的閉合回路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個方向運動，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場【解析】電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生改變時，回路中有感應電流產(chǎn)生A中，即使有一個恒定的磁場，也不會有示數(shù)，A錯誤；同理，將電流表與線圈組成回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數(shù)，也不能判斷出沒有磁場，因為磁通量可能是恒定的，B錯誤；電流表有示數(shù)則說明一定有磁場，C正確；將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一個與磁場平行的平面內(nèi)沿各個方面運動，也不會有示數(shù)，D錯誤【答案】C2.如圖所示，兩根通電直導線M、N都垂直紙面固定放置，通過它們的電流方向如圖所示，線圈L的平面跟紙面平行現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線中垂線迅速平移到B位置，則在平移過程中，線圈中的感應電流()A沿順時針方向，且越來越小B沿逆時針方向，且越來越大C始終為零D先順時針，后逆時針【解析】整個過程中，穿過線圈的磁通量為0.【答案】C3.在光滑的桌面上放有一條形磁鐵，條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)小圓環(huán)，如圖所示則以下關于銅質(zhì)小圓環(huán)和條形磁鐵的描述正確的是()A釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒B釋放圓環(huán)，環(huán)下落時磁鐵對桌面的壓力比磁鐵的重力大C給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時做勻速運動D給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)產(chǎn)生向左的運動趨勢【解析】根據(jù)條形磁鐵的電場線的分布，銅質(zhì)小圓環(huán)在下落過程中，磁通量始終為零，無電磁感應現(xiàn)象，釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒，磁鐵對桌面的壓力等于磁鐵的重力，故A對，B錯當磁鐵左右移動時，銅質(zhì)小圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可以判斷，電磁感應的機械效果是阻礙它們之間的相對運動，給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時做減速運動，C錯線圈有向右運動的趨勢，D錯【答案】A4.如圖，與直導線AB共面的輕質(zhì)閉合金屬圓環(huán)豎直放置，兩者彼此絕緣，環(huán)心位于AB的上方當AB中通有由A至B的電流且強度不斷增大的過程中，關于圓環(huán)運動情況以下敘述正確的是()A向下平動B向上平動C轉(zhuǎn)動：上半部向紙內(nèi)，下半部向紙外D轉(zhuǎn)動：下半部向紙內(nèi)，上半部向紙外【解析】由題意可知，當AB中通有A到B電流且強度在增大時，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中產(chǎn)生順時針感應電流；假設直導線固定不動，根據(jù)右手螺旋定則知，直導線上方的磁場垂直紙面向外，下方磁場垂直紙面向里在環(huán)形導線的上方和下方各取小微元電流，根據(jù)左手定則，上方的微元電流所受安培力向下，下方的微元電流所受安培力向下，則環(huán)形導線的運動情況是向下運動故A正確，B、C、D錯誤【答案】A5.如右圖所示，一導體棒處在豎直向下的勻強磁場中，導體棒在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，且導體棒始終垂直于紙面，在導體棒由圓周最高點M運動到與圓心等高的N點的過程中，導體棒中感應電動勢的大小變化情況是()A越來越大 B越來越小C保持不變 D無法判斷【解析】導體棒由圓周的最高點M運動到圓心等高的N點的過程中，線速度大小不變，方向始終與半徑垂直即時刻在改變，導致線速度方向與磁場方向夾角減小，由EBLvsin知導體棒中感應電動勢越來越小，故正確答案為B.【答案】B6一環(huán)形線圈放在勻強磁場中，設第1 s內(nèi)磁感線垂直線圈平面向里，如圖甲所示若磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示，那么下列選項正確的是()A第1 s內(nèi)線圈中感應電流的大小逐漸增加B第2 s內(nèi)線圈中感應電流的大小恒定C第3 s內(nèi)線圈中感應電流的方向為順時針方向D第4 s內(nèi)線圈中感應電流的方向為順時針方向【解析】本題考查電磁感應問題，意在考查學生對感應電流方向的判定及感應電流大小的計算由圖象分析可知，磁場在每1 s內(nèi)為均勻變化，斜率恒定，線圈中產(chǎn)生的感應電流大小恒定，因此A錯誤、B正確；由楞次定律可判斷出第3 s、第4 s內(nèi)線圈中感應電流的方向為逆時針方向，C、D錯誤【答案】B7如圖所示，甲、乙兩個矩形線圈同處在紙面內(nèi)，甲的ab邊與乙的cd邊平行且靠得較近，甲、乙兩線圈分別處在垂直紙面方向的勻強磁場中，穿過甲的磁感應強度為B1，方向指向紙面內(nèi)，穿過乙的磁感應強度為B2，方向指向紙面外，兩個磁場可同時變化，當發(fā)現(xiàn)ab邊和cd邊之間有排斥力時，磁場的變化情況可能是()AB1變小，B2變大BB1變大，B2變大CB1變小，B2變小DB1不變，B2變小【解析】ab邊與cd邊有斥力，則兩邊通過的電流方向一定相反，由楞次定律可知，當B1變小，B2變大時，ab邊與cd邊中的電流方向相反【答案】A8.如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強磁場垂直，且一半處在磁場中在t時間內(nèi)，磁感應強度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為 ()A. B.C. D.【解析】由法拉第電磁感應定律知線圈中產(chǎn)生的感應電動勢EnnSn，得E，選項B正確【答案】B9.如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊()A在P和Q中都做自由落體運動 B在兩個下落過程中的機械能都守恒C在P中的下落時間比在Q中的長 D落至底部時在P中的速度比在Q中的大【解析】小磁塊能將銅管磁化，故小磁塊在銅管中下落時，由于電磁阻尼作用，不做自由落體運動，而在塑料管中不受阻力作用而做自由落體運動，因此在P中下落得慢，用時長，到達底端速度小，C項正確，A、B、D錯誤【答案】C10如圖甲所示，垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域?qū)挾葹?a，磁感應強度的大小為B.一邊長為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置開始沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，在圖乙中線框A、B兩端電壓UAB與線框移動距離的關系圖象正確的是()【解析】進入磁場時，注意UAB是路端電壓，應該是電動勢的四分之三，此時EBav，所以UAB3Bav/4；完全進入后，沒有感應電流，但有感應電動勢，大小為Bav，穿出磁場時電壓應該是電動勢的四分之一，UABBav/4，電勢差方向始終相同，即AB，由以上分析可知選D.【答案】D11如下圖所示，甲、乙兩圖是兩個與勻強磁場垂直放置的金屬框架，乙圖中除了一個電阻極小、自感系數(shù)為L的線圈外，兩圖其他條件均相同如果兩圖中AB桿均以相同初速度、相同加速度向右運動相同的距離，外力對AB桿做功的情況是()A甲圖中外力做功多B兩圖中外力做功相等C乙圖中外力做功多D無法比較【解析】兩圖中AB桿均做加速運動，電流將增大，圖乙中由于線圈的自感的阻礙作用，感應電流較甲圖小，安培阻力也較小，又加速度相同，則外力較甲圖小，甲圖中外力做功多，A正確【答案】A12.如圖所示，電阻不計的平行金屬導軌固定在一絕緣斜面上，兩相同的金屬導體棒a、b垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好，勻強磁場垂直穿過導軌平面現(xiàn)用一平行于導軌的恒力F作用在a的中點，使其向上運動若b始終保持靜止，則它所受摩擦力可能()A變?yōu)? B先減小后不變C等于F D先增大再減小【解析】a導體棒在恒力F作用下加速運動，閉合回路中產(chǎn)生感應電流，導體棒b受到安培力方向應沿斜面向上，且逐漸增大最后不變，b受到的安培力大小與a受到的安培力相等，方向沿斜面向上所以b導體棒受摩擦力可能先減小后不變，可能減小到0保持不變，也可能減小到0然后反向增大保持不變，所以選項A、B正確，C、D錯誤【答案】AB第卷(非選擇題共52分)二、實驗題(本題有2小題，共15分，請將答案寫在題中的橫線上)13(6分)在探究產(chǎn)生感應電流條件的實驗中，實驗室給提供了下列器材：電源、開關、電流表、大小螺線管、鐵芯、滑動變阻器、導線若干，如圖所示請按照實驗的要求連好實驗電路【解析】大螺線管和電流表組成閉合電路；帶鐵芯的小螺線管、滑動變阻器、電源、開關組成閉合回路如圖所示【答案】見解析14(9分)如圖所示，上海某校操場上，兩同學相距L為10 m左右，在東偏北，西偏南11的沿垂直于地磁場方向的兩個位置上，面對面將一并聯(lián)銅芯雙絞線，像甩跳繩一樣搖動，并將線的兩端分別接在靈敏電流計上，雙絞線并聯(lián)后的電阻R約為2 ，繩搖動的頻率配合節(jié)拍器的節(jié)奏，保持頻率在2 Hz左右如果同學搖動繩子的最大圓半徑h約為1 m，電流計讀數(shù)的最大值I約為 3 mA.(1)試估算地磁場的磁感應強度的數(shù)值約為_；數(shù)學表達式B_.(由R，I，L，f，h等已知量表示)(2)將兩人站立的位置，改為與剛才方向垂直的兩點上，那么電流計計數(shù)約為_【解析】(1)搖動繩子的過程中，繩切割地磁場，當擺動速度與地磁場垂直時，感應電動勢最大，電流最大，由EBLv，vh，2f，EIR，得B.(2)繩與磁均平行，不切割磁感線，電統(tǒng)計讀數(shù)為0.【答案】(1)5105 T(2)0三、計算題(本題有3小題，共37分，解答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(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15(10分)如圖所示，勻強磁場豎直向上穿過水平放置的金屬框架，框架寬為L，右端接有電阻R，磁感應強度為B，一根質(zhì)量為m、電阻不計的金屬棒以v0的初速度沿框架向左運動，棒與框架的動摩擦因數(shù)為，測得棒在整個運動過程中，通過任一截面的電量為q，求：(1)棒能運動的距離；(2)R上產(chǎn)生的熱量【解析】(1)設在整個過程中，棒運動的距離為l，磁通量的變化量BLl，通過棒的任一截面的電量qIt，解得l.(2)根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，金屬棒的動能的一部分克服摩擦力做功，一部分轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為熱能Q，即有mvmglQ，解得Qmvmglmv.【答案】(1)(2)mv16(13分)U形金屬導軌abcd原來靜止放在光滑絕緣的水平桌面上，范圍足夠大、方向豎直向上的勻強磁場穿過導軌平面，一根與bc等長的金屬棒PQ平行bc放在導軌上，棒左邊靠著絕緣的固定豎直立柱e、f.已知磁感應強度B0.8 T，導軌質(zhì)量M2 kg，其中bc段長0.5 m、電阻r0.4 ，其余部分電阻不計，金屬棒PQ質(zhì)量m0.6 kg、電阻R0.2 、與導軌間的摩擦因數(shù)0.2.若向?qū)к壥┘臃较蛳蜃?、大小為F2 N的水平拉力，如圖所示求：導軌的最大加速度、最大電流和最大速度(設導軌足夠長，g取10 m/s2)【解析】導軌受到PQ棒水平向右的摩擦力Ffmg，根據(jù)牛頓第二定律并整理得FmgF安Ma，剛拉動導軌時，I感0，安培力為零，導軌有最大加速度am m/s20.4 m/s2隨著導軌速度的增大，感應電流增大，加速度減小，當a0時，速度最大設速度最大值為vm，電流最大值為Im，此時導軌受到向右的安培力F安BImL，F(xiàn)mgBImL0Im代入數(shù)據(jù)得Im A2 AI，Imvm m/s3 m/s.【答案】0.4 m/s22 A3 m/s17(14分)如圖所示，a、b是兩根平行直導軌，MN和OP是垂直跨在a、b上并可左右滑動的兩根平行直導線，每根長為l，導軌上接入阻值分別為R和2R的兩個電阻和一個板長為L、間距為d的平行板電容器整個裝置放在磁感應強度為B、垂直導軌平面的勻強磁場中當用外力使MN以速率2v向右勻速滑動、OP以速率v向左勻速滑動時，兩板間正好能平衡一個質(zhì)量為m的帶電微粒，試問：(1)微粒帶何種電荷？電荷量是多少？(2)外力的功率和電路中的電功率各是多少？【解析】(1)當MN向右滑動時，切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E12Blv，方向由N指向M.OP向左滑動時產(chǎn)生的感應電動勢E2Blv，方向由O指向P.兩者同時滑動時，MN和OP可以看成兩個順向串聯(lián)的電源，電路中總的電動勢：EE1E23Blv，方向沿NMOPN.由全電路歐姆定律得電路中的電流強度I，方向沿