選修32電磁感應(yīng)單元綜合測(cè)試帶答案分解

1、選修3-2電磁感應(yīng)單元綜合測(cè)試時(shí)間：90分鐘分值：100分題號(hào)12345678910答案第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1如圖所示是著名物理學(xué)家費(fèi)曼設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在一塊絕緣板中部安裝一個(gè)線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負(fù)電的小球整個(gè)裝置懸掛起來，在接通開關(guān)瞬間，整個(gè)圓盤將(自上而下看)()A順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一下B逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一下C順時(shí)針不斷轉(zhuǎn)動(dòng) D逆時(shí)針不斷轉(zhuǎn)動(dòng)解析：開關(guān)接通瞬間，穿過帶電小球所在空間向下的磁通量突然增加，由楞次定

2、律知，在帶電小球所處空間將產(chǎn)生逆時(shí)針方向(從上向下看)的電動(dòng)勢(shì)(確切地講，應(yīng)為逆時(shí)針方向電場(chǎng))，從而使帶負(fù)電小球受到順時(shí)針方向的作用力故選A.答案：A2信用卡的磁條中有一個(gè)個(gè)連續(xù)的相反極性的磁化區(qū)，每個(gè)磁化區(qū)代表了二進(jìn)制數(shù)1或0，用以儲(chǔ)存信息刷卡時(shí)，當(dāng)磁條以某一速度拉過信用卡閱讀器的檢測(cè)頭時(shí)，在檢測(cè)頭的線圈中會(huì)產(chǎn)生變化的電壓(如下圖甲所示)當(dāng)信用卡磁條按圖乙所示方向以該速度拉過閱讀檢測(cè)頭時(shí)，在線圈中產(chǎn)生的電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系正確的是()解析：由題圖甲知，上圖磁化區(qū)域的位置感應(yīng)出向上的電壓，下圖磁化區(qū)域的位置感應(yīng)出向下的電壓，因此題圖乙刷卡時(shí)應(yīng)對(duì)應(yīng)B圖出現(xiàn)的電壓圖答案：B3為了控制海洋中水的運(yùn)動(dòng)

3、，海洋工作者有時(shí)依靠水流通過地磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)測(cè)水的流速某課外活動(dòng)興趣小組由四個(gè)成員甲、乙、丙、丁組成，前去海邊某處測(cè)量水流速度假設(shè)該處地磁場(chǎng)的豎直分量已測(cè)出為B，該處的水流是南北流向，問下列測(cè)定方法可行的是()A甲將兩個(gè)電極在水平面沿水流方向插入水流中，測(cè)出兩極間距離L及與兩極相連的測(cè)量電勢(shì)差的靈敏儀器的讀數(shù)U，則水流速度vB乙將兩個(gè)電極在水平面上沿垂直水流方向插入水流中，測(cè)出兩極間距離L及與兩極相連的測(cè)量電勢(shì)差的靈敏儀器的讀數(shù)U，則水流速度vC丙將兩個(gè)電極沿垂直海平面方向插入水流中，測(cè)出兩極間距離L及與兩極相連的測(cè)量電勢(shì)差的靈敏儀器的讀數(shù)U，則水流速度vD丁將兩個(gè)電極在水平面上沿任意

4、方向插入水流中，測(cè)出兩極間距離L及與兩極相連的測(cè)量電勢(shì)差的靈敏儀器的讀數(shù)U，則水流速度v解析：將兩個(gè)電極在水平面上沿垂直水流方向插入水中，流水液體視為導(dǎo)體切割磁感線，則：EBLv，又EU，故v.答案：B4如圖甲所示，一個(gè)電阻為R、面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，o、o分別是ab邊和cd邊的中點(diǎn)現(xiàn)將線框右半邊obco繞oo逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到圖乙所示位置在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是()A. B.C. D0解析：由于q|BScos45°0|BSq.答案：A5(2011·江蘇

5、高考)如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行線框由靜止釋放，在下落過程中()A穿過線框的磁通量保持不變B線框中感應(yīng)電流方向保持不變C線框所受安培力的合力為零D線框的機(jī)械能不斷增大解析：線框在下落過程中，穿過線框的磁通量逐漸減小，方向不變，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向不變，B正確，A錯(cuò)；線框上下邊框所處磁場(chǎng)強(qiáng)弱不同，上邊框所處位置磁場(chǎng)強(qiáng)，下邊框所處位置磁場(chǎng)弱，受力不平衡，C錯(cuò)；由于機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，機(jī)械能減少，D錯(cuò)答案：B6如圖所示，一個(gè)有彈性的金屬環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的下方，當(dāng)通電直導(dǎo)線中的電流I增大時(shí)，圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長(zhǎng)度

6、L將()AS增大，L變短BS增大，L變長(zhǎng)CS減小，L變短DS減小，L變長(zhǎng)解析：通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)離導(dǎo)線越遠(yuǎn)就越弱，當(dāng)直導(dǎo)線中的電流增大時(shí)，通過金屬環(huán)的磁通量增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電流必然要阻礙磁通量的增加由于金屬環(huán)有彈性，金屬環(huán)面積縮小，同時(shí)橡皮繩拉長(zhǎng)，金屬環(huán)遠(yuǎn)離直導(dǎo)線正確選項(xiàng)為D.答案：D7如圖所示，當(dāng)軟鐵棒沿螺線管軸迅速插入螺線管時(shí)，下列判斷正確的是()A燈變亮，R中有向右的電流B燈變暗，R中有向右的電流C燈亮度不變，R中無電流D燈變暗，R中有向左的電流解析：根據(jù)M螺線管電源的極性，可判斷出M中的電流及產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向穿過N線圈的磁感線方向，條形鐵棒被M線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁化后，其左端為N極，右端為

7、S極，在軟鐵棒插入過程中，由于軟磁棒磁化后也具有了磁性，使得M、N的線圈磁通量都變大了，由楞次定律可知，M中的感應(yīng)電流與原有電流反向，使M中實(shí)際電流變小，燈泡變暗，由楞次定律知R中產(chǎn)生向右流過的感應(yīng)電流答案：B8如圖所示，豎直放置的金屬框架處于水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一長(zhǎng)直金屬棒可以沿金屬框自由滑動(dòng)當(dāng)ab由靜止開始下滑一段時(shí)間后，合上開關(guān)S，則ab將做()A勻速運(yùn)動(dòng)B加速運(yùn)動(dòng)C減速運(yùn)動(dòng)D無法確定解析：開始金屬棒下滑，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因電路不閉合，所以沒有感應(yīng)電流，金屬棒做自由落體運(yùn)動(dòng)閉合開關(guān)后，有感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則，在金屬棒中感應(yīng)電流方向是從ab，其大小為I，同時(shí)金屬棒受到安培力作用，

8、根據(jù)左手定則判斷其方向是向上的，大小為FBIL，這時(shí)金屬棒受到的合力為mgma，v的大小不確定，所以加速度的大小、方向不確定金屬棒可能加速、可能減速、也可能勻速答案：D9鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)，以確定火車的位置有一種磁鐵能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖所示(俯視圖)，當(dāng)它經(jīng)過安裝在兩鐵軌之間的線圈時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一種電信號(hào)被控制中心接收到當(dāng)火車以恒定的速度通過線圈時(shí)，表示線圈兩端的電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系是圖中的()解析：當(dāng)火車頭中的磁場(chǎng)剛接觸線圈時(shí)，線圈中有一邊切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLv；當(dāng)磁場(chǎng)完全進(jìn)入時(shí)，穿過線圈的磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)磁場(chǎng)要

9、離開線圈時(shí)，線圈中又有一邊在切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv.根據(jù)右手定則判斷知，兩段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相反，也就是正負(fù)極相反故選項(xiàng)C正確答案：C10如下圖所示，有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框，質(zhì)量為m，由高H處自由落下，其下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)后，線圈開始做減速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊cd剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí)，速度減為ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，此勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度也是L，則線框在穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱為()A2mgLB2mgLmgHC2mgLmgHD2mgLmgH解析：線圈進(jìn)入或出勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)過程，ab邊切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，安培力作用阻礙線圈的運(yùn)動(dòng)，克服安培力做的功轉(zhuǎn)化為電路的電能線圈下落H

10、過程，機(jī)械能守恒，有mgHmv2，對(duì)全過程由能量轉(zhuǎn)化和守恒得mg(H2L)m(v)2Q，解得Q2mgLmgH.選項(xiàng)C正確答案：C第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(每小題6分，共12分)11單位長(zhǎng)度電阻為的裸導(dǎo)線制成一個(gè)直徑為d的圓形回路，將此回路置于方向如圖所示的磁場(chǎng)中，若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變化關(guān)系為Bkt(k為常數(shù))，則電流表的示數(shù)為_解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，ESk()2，電阻Rd，所以I.答案：12電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量導(dǎo)電流體(如污水)在管中的流量(在單位時(shí)間內(nèi)通過管內(nèi)橫截面的流體的體積)如圖所示為電磁流量計(jì)的示意圖，由非磁性材料做成的圓管道，外加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)管中的

11、導(dǎo)電體液體流過此區(qū)域時(shí)，測(cè)出管壁上a、b兩點(diǎn)間的電動(dòng)勢(shì)為E，就可以知道管中的液體的流量Q，即單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積(m3/s)，已知管道直徑為D，則D與E的關(guān)系為_解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，EBDv，Qv×S×1v××()2，故Q.答案：Q三、計(jì)算題(共4小題，13題10分，14題12分，15題12分，16題14分，共48分解答應(yīng)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(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13如圖所示，線圈面積S1×105m2，匝數(shù)n100，兩端點(diǎn)連接一電容器，其電容C20F

12、，線圈中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按0.1T/s增加，磁場(chǎng)方向垂直線圈平面向里，那么電容器所帶電荷量為多少？電容器的極板a帶什么種類的電荷？解析：因磁場(chǎng)在增強(qiáng)，由楞次定律可知a端電勢(shì)高，即a帶正電荷，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：Enn·S，故qCEn·SC2×109C答案：2×109C正14一個(gè)質(zhì)量為m0.5kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)0.5m、寬為d0.1m、電阻R0.1的矩形線框，從h15m的高度由靜止自由下落，如圖所示然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，剛進(jìn)入時(shí)由于磁場(chǎng)力的作用，線框剛好做勻速運(yùn)動(dòng)(磁場(chǎng)方向與線框平面垂直，g取10m/s2)(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(2)如果線框的下邊通過磁場(chǎng)

13、區(qū)域的時(shí)間t0.15s，求磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2.解析：(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v110m/s，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBdv1，感應(yīng)電流I，所受的安培力FBIdmg，整理得B2.24T.(2)線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)用的時(shí)間t10.05s，所以由題意得：v1(tt1)g(tt1)2h2L.代入數(shù)據(jù)解得h21.55m.答案：(1)2.24T(2)1.55m15(2011·天津高考)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l0.5m, 其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角完全相同的兩金屬棒ab，cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)

14、量均為m0.02kg，電阻均為R0.1，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能夠保持靜止取g10m/s2，問(1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每產(chǎn)生Q0.1J的熱量，力F做的功W是多少？解析：(1)棒cd受到的安培力FcdIlB 棒cd在共點(diǎn)力作用下平衡，則Fcdmgsin30° 由式，代入數(shù)據(jù)解得I1 A 根據(jù)楞次定律可知，棒cd中的電流方向由d至c (2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等FabFcd對(duì)棒ab，由共點(diǎn)力平衡知Fmgsin

15、30°IlB 代入數(shù)據(jù)解得F0.2 N (3)設(shè)在時(shí)間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q0.1J熱量，由焦耳定律可知QI2Rt 設(shè)棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv 由閉合電路歐姆定律知I 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知，在時(shí)間t內(nèi)，棒ab沿導(dǎo)軌的位移xvt 力F做的功WFx 綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)解得W0.4J 答案：(1)1 A電流方向由d至c(2)0.2 N(3)0.4J16如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻(圖中未畫出)；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面開始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0.在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保