2018-物理選修3-2人教全程導(dǎo)學(xué)筆記第四章電磁感應(yīng)章末檢測試卷（一）

章末檢測試卷(一)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分．)1．(多選)(2017·紹興一中高二上學(xué)期期中)在物理學(xué)發(fā)展過程中，觀測、實驗、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用．下列敘述不符合史實的是()A．奧斯特在實驗中觀察到電流的磁效應(yīng)，該效應(yīng)說明了電和磁之間存在聯(lián)系B．法拉第根據(jù)通電直導(dǎo)線的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性，提出了分子電流假說C．安培在實驗中觀察到，通有恒定電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中，出現(xiàn)了感應(yīng)電流D．楞次在分析了許多實驗事實后提出，感應(yīng)電流應(yīng)具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反答案BCD解析奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電和磁之間存在聯(lián)系，選項A正確；根據(jù)通電螺線管產(chǎn)生的磁場與條形磁鐵的磁場相似性，安培提出了磁性是分子內(nèi)環(huán)形電流產(chǎn)生的，即分子電流假說，選項B錯誤；法拉第探究磁產(chǎn)生電的問題，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線中電流“通、斷”時導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電流而導(dǎo)線中通有恒定電流時導(dǎo)線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項C錯誤；楞次定律指出感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，選項D錯誤．2．(多選)(2016·浙江六校聯(lián)考)如圖1所示，A為多匝線圈，與開關(guān)、滑動變阻器相連后接入M、N間的交流電源，B為一接有小燈泡的閉合多匝線圈，下列關(guān)于小燈泡發(fā)光的說法正確的是()圖1A．閉合開關(guān)后小燈泡可能發(fā)光B．若閉合開關(guān)后小燈泡發(fā)光，再將B線圈靠近A線圈，則小燈泡更亮C．閉合開關(guān)瞬間，小燈泡一定能發(fā)光D．若閉合開關(guān)后小燈泡不發(fā)光，將滑動變阻器滑片左移后，小燈泡可能會發(fā)光答案AB解析閉合開關(guān)后，A中產(chǎn)生交變磁場，B的磁通量變化，在B中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但通過燈的電流可能較?。疅襞莸膶嶋H功率可能較小，故小燈泡可能發(fā)光，也可能不發(fā)光，選項A正確，C錯誤；閉合開關(guān)后再將B線圈靠近A線圈，B的磁通量變化率增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢更大，小燈泡更亮，選項B正確；閉合開關(guān)后小燈泡不發(fā)光，將滑動變阻器滑片左移后，A中電流減小，B的磁通量變化率減小，小燈泡更不可能會發(fā)光，選項D錯誤．3．(2017·金華高二檢測)電阻R、電容器C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖2所示，現(xiàn)使磁鐵開始下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()圖2A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從b到a，下極板帶正電答案D解析當(dāng)磁鐵N極向下運動時，向下穿過線圈的磁通量變大，由楞次定律可得，感應(yīng)磁場方向與原來磁場方向相反，再由安培定則可得線圈中感應(yīng)電流方向沿逆時針方向(從上向下看)，由于線圈相當(dāng)于電源，則流過R的電流方向是從b到a，對電容器充電下極板帶正電，故選項D正確．4．(多選)(2016·余姚市聯(lián)考)如圖3所示，在O點正下方有一個具有理想邊界的磁場，銅環(huán)在A點按圖示方式由靜止釋放，向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是()圖3A．A、B兩點在同一水平線上B．A點高于B點C．A點低于B點D．銅環(huán)最終將做等幅擺動答案BD解析銅環(huán)在進入和穿出磁場的過程中，穿過環(huán)的磁通量發(fā)生變化，環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，將損耗一定的機械能，所以A點高于B點．銅環(huán)的擺角會越來越小，最終出不了磁場，而做等幅擺動．5．(2016·溫州中學(xué)期末)如圖4所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻r不能忽略．A、B是兩個相同的電燈泡，L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈．關(guān)于這個電路的以下說法正確的是()圖4A．開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，A燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定B．開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，B燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定C．開關(guān)由閉合到斷開瞬間，A燈閃亮一下再熄滅D．開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過A燈答案A解析開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，A燈立刻亮，當(dāng)線圈對電流阻礙作用很大時，B燈不亮，當(dāng)線圈對電流阻礙作用較小時，A燈逐漸變暗，B燈逐漸變亮，當(dāng)線圈對電流沒有阻礙時，燈泡亮度穩(wěn)定，A正確，B錯誤；開關(guān)處于閉合狀態(tài)，在斷開瞬間，線圈提供瞬間電壓給兩燈泡供電，由于兩燈泡完全一樣，所以不會出現(xiàn)電流比之前還大的現(xiàn)象，因此A燈不會閃亮一下，只會一同慢慢熄滅，故C錯誤；開關(guān)處于閉合狀態(tài)，在斷開瞬間，線圈相當(dāng)于電源，電流方向不變，且與B燈、A燈形成閉合回路，所以電流自右向左通過A燈，故D錯誤．6．(多選)(2017·杭州西湖高級中學(xué)高二上學(xué)期期中)如圖5所示，MN、PQ是間距為L的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強磁場中，M、P間接有一阻值為R的電阻．一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為r的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運動，則(不計導(dǎo)軌電阻)()圖5A．通過電阻R的電流方向為M→R→PB．a(chǎn)b兩點間的電壓為BLvC．a(chǎn)端電勢比b端高D．外力F做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱答案AC7．(多選)(2016·浙江省“7＋2＋3”全真模擬)用均勻?qū)Ь€做成的正方形線圈邊長為l，如圖6所示，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強磁場中，當(dāng)磁場以eq\f(ΔB,Δt)的變化率增強時，不考慮磁場的變化對虛線右側(cè)的影響，則()圖6A．線圈中感應(yīng)電流方向為adbcaB．線圈中產(chǎn)生的電動勢E＝eq\f(ΔB,Δt)·l2C．線圈中產(chǎn)生的電動勢E＝eq\f(l2ΔB,2Δt)D．線圈中b、a兩點間的電勢差為eq\f(l2ΔB,4Δt)答案CD解析磁感應(yīng)強度增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿acbda方向，故A錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動勢為E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝Seq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(l2,2)·eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(l2ΔB,2Δt)，故B錯誤，C正確；設(shè)導(dǎo)線總電阻為R，則b、a兩點間的電勢差為：Uba＝eq\f(E,R)·eq\f(R,2)＝eq\f(l2ΔB,4Δt)，故D正確．8．(多選)(2016·溫州市高二期中)航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的，電磁驅(qū)動原理如圖7所示．當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時，線圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去．現(xiàn)在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán)，已知電阻率ρ銅<ρ鋁，合上開關(guān)S的瞬間，則()圖7A．從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時針方向B．銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C．若將銅環(huán)放置在線圈右側(cè)，銅環(huán)將向右彈射D．電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射答案BC解析在閉合開關(guān)的瞬間，線圈中電流由右側(cè)流入，磁場方向向左，磁場變強，則由楞次定律可知，環(huán)中電流由左側(cè)看為順時針方向，A項錯誤；由于銅環(huán)的電阻較小，銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)，B項正確；若環(huán)放在線圈右方，根據(jù)“來拒去留”可得，環(huán)將向右運動，C項正確；電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)受力向左，故仍將向左彈出，D項錯誤．9．(多選)(2016·臺州市高二期中)有一個垂直于紙面的勻強磁場，它的邊界MN左側(cè)為無場區(qū)，右側(cè)是勻強磁場區(qū)域，如圖8甲所示，現(xiàn)讓一個金屬線框在紙平面內(nèi)以垂直于MN的恒定速度從MN左側(cè)進入勻強磁場區(qū)域，線框中的電流隨時間變化的i－t圖象如圖乙所示，則進入磁場區(qū)域的金屬線框可能是圖中的()圖8答案BC解析導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Blv，設(shè)線框總電阻是R，則感應(yīng)電流I＝eq\f(Blv,R)，由題圖乙所示圖象可知，感應(yīng)電流先均勻變大，后恒定，最后均勻減小，由于B、v、R是定值，則導(dǎo)體棒的有效長度l應(yīng)先均勻增加，后恒定，最后均勻減?。]合圓環(huán)勻速進入磁場時，有效長度l先變大，后變小，不符合題意，A項錯誤；六邊形線框進入磁場時，有效長度l先均勻增大，后恒定，最后均勻減小，符合題意，B項正確；梯形線框勻速進入磁場時，有效長度先均勻增加，后不變，最后均勻減小，符合題意，C項正確；三角形線框勻速進入磁場時，有效長度l先增加，后減小，不符合題意，D項錯誤．10．如圖9所示，有一個等腰直角三角形的勻強磁場區(qū)域其直角邊長為L，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小為B.邊長為L、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域．取沿abcda的感應(yīng)電流為正，則表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是()圖9答案C11．如圖10甲所示，一個匝數(shù)n＝100的圓形導(dǎo)體線圈，面積S1＝0.4m2，電阻r＝1Ω.在線圈中存在面積S2＝0.3m2的垂直線圈平面向外的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示．有一個R＝2Ω的電阻，將其兩端分別與圖甲中的圓形線圈相連接，則下列說法正確的是()圖10A．圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝6VB．在0～4s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量q＝8CC．a(chǎn)、b兩端間的電壓大小為1.5VD．在0～4s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q＝18J答案D解析由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E＝neq\f(ΔBS2,Δt)，由題圖乙可得eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(0.6,4)T/s＝0.15T/s，將其代入可得E＝4.5V，A錯．q＝IΔt＝eq\f(E,R＋r)·Δt＝neq\f(ΔΦ,ΔtR＋r)Δt＝neq\f(ΔΦ,R＋r)，在0～4s內(nèi)穿過圓形導(dǎo)體線圈磁通量的變化量為ΔΦ＝0.6×0.3Wb－0＝0.18Wb，代入可得q＝6C，B錯．a(chǎn)、b兩端間的電壓為路端電壓，大小為U＝eq\f(E,R＋r)R＝3V，故C錯．由于磁感應(yīng)強度均勻變化產(chǎn)生的電動勢與電流均恒定，可得I＝eq\f(E,r＋R)＝1.5A，由焦耳定律可得Q＝I2Rt＝18J，D對．12．(多選)(2017·余姚中學(xué)高二上學(xué)期期中)如圖11甲所示，電阻不計且間距L＝1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，上端接一阻值R＝2Ω的電阻，虛線OO′下方有垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場，現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻不計的金屬桿ab從OO′上方某處由靜止釋放．金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸且始終水平．已知桿ab進入磁場時的速度v0＝1m/s，下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示，g取10m/s2，則()圖11A．勻強磁場的磁感應(yīng)強度為2TB．桿ab下落0.3m時金屬桿的速度為1m/sC．桿ab下落0.3m的過程中R上產(chǎn)生的熱量為0.2JD．桿ab下落0.3m的過程中通過R的電荷量為0.25C答案AD解析當(dāng)金屬桿進入磁場后，根據(jù)右手定則判斷可知金屬桿ab中電流的方向由a到b.由題圖乙知，剛進入磁場時，金屬桿的加速度大小a1＝10m/s2，方向豎直向上．由牛頓第二定律得：BI1L－mg＝ma1，I1＝eq\f(E,R)＝eq\f(BLv0,R)，代入數(shù)據(jù)解得：B＝2T，故A正確．a(chǎn)＝0時，金屬桿受到的重力與安培力平衡，則有mg－BI2L＝0，其中I2＝eq\f(BLv,R)，聯(lián)立得：v＝0.5m/s，故B錯誤；從開始到下落0.3m的過程中，由能量守恒有：mgh－Q＝eq\f(1,2)mv2，代入數(shù)據(jù)得：Q＝0.2875J，故C錯誤；金屬桿自由下落高度為h0＝eq\f(v02,2g)＝0.05m，金屬桿下落0.3m的過程中通過R的電荷量為：q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(\x\to(E),R)Δt＝eq\f(\f(ΔΦ,Δt),R)Δt＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(BLh－h(huán)0,R)，代入數(shù)據(jù)得q＝0.25C，故D正確，所以A、D正確．二、實驗題(本題共2小題，共12分．)13．(6分)在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗中，如圖12甲、乙、丙所示是實驗中連接的三個回路．其中判別電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向關(guān)系的回路是________(填“甲”“乙”或“丙”)，顯示是否產(chǎn)生了感應(yīng)電流的回路是______(填“甲”“乙”或“丙”)．圖12答案甲乙解析將電流表接在電源上可以分析電流的方向與電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向，則為甲電路；能確定是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的電路為乙電路．14．(6分)(2017·浙江4月選考·21(2))用如圖13所示的裝置做“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”實驗，磁體從靠近線圈的上方靜止下落．當(dāng)磁體運動到如圖所示的位置時，流過線圈的感應(yīng)電流方向從________(填“a到b”或“b到a”)．在磁體穿過整個線圈的過程中，傳感器顯示的電流i隨時間t的圖象應(yīng)該是________．圖13答案b到aA解析由于磁體下落到題圖所示位置時，穿過線圈的磁感線向上且磁通量增加，由楞次定律可知，流過線圈的感應(yīng)電流從b到a，而磁鐵進入線圈和離開線圈時感應(yīng)電流方向相反，而離開時速度比進入時速度快，即產(chǎn)生的感應(yīng)電流要大，磁鐵在線圈內(nèi)運動時，穿過線圈的磁通量幾乎不變，則感應(yīng)電流為0，由此可知選項A正確．三、計算題(本題共3小題，共40分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明，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．(12分)(2015·浙江10月選考·22)如圖14甲所示，質(zhì)量m＝3.0×10－3kg的“”型金屬細(xì)框豎直放置在兩水銀槽中，“”型框的水平細(xì)桿CD長l＝0.20m，處于磁感應(yīng)強度大小B1＝1.0T、方向水平向右的勻強磁場中．有一匝數(shù)n＝300匝，面積S＝0.01m2的線圈通過開關(guān)K與兩水銀槽相連．線圈處于與線圈平面垂直的、沿豎直方向的勻強磁場中，其磁感應(yīng)強度B2的大小隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示．圖14(1)求0～0.10s線圈中的感應(yīng)電動勢大?。?2)t＝0.22s時閉合開關(guān)K，若細(xì)桿CD所受安培力方向豎直向上，判斷CD中的電流方向及磁感應(yīng)強度B2的方向；(3)t＝0.22s時閉合開關(guān)K，若安培力遠(yuǎn)大于重力，細(xì)框跳起的最大高度h＝0.20m，求通過細(xì)桿CD的電荷量．答案(1)30V(2)C→DB2方向向上(3)0.03C解析(1)由題圖乙知，在0～0.10s內(nèi)eq\f(ΔB2,Δt)＝10T/s，根據(jù)電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)得E＝nSeq\f(ΔB2,Δt)＝30V(2)由左手定則判斷可知，CD桿中電流方向由C→D，則線圈中感應(yīng)電流的磁場方向向上，由于0.20～0.25s，B2均勻減小，則B2方向向上．(3)由牛頓第二定律F安＝ma＝meq\f(v－0,Δt)，安培力F安＝IlB1q＝IΔtv2＝2gh得q＝eq\f(m\r(2gh),B1l)＝0.03C.16．(12分)(2017·杭州高二檢測)在質(zhì)量為M＝1kg的小車上豎直固定著一個質(zhì)量m＝0.2kg、高h(yuǎn)＝0.05m、總電阻R＝100Ω、n＝100匝的矩形閉合線圈，且小車與線圈的水平長度l相同．現(xiàn)在線圈和小車一起在光滑的水平面上運動，速度為v1＝10m/s，隨后穿過與線圈平面垂直的磁感應(yīng)強度B＝1.0T的水平有界勻強磁場，如圖15甲所示．已知小車(包括線圈)運動的速度v隨車的位移x變化的v－x圖象如圖乙所示．求：圖15(1)小車的水平長度l和磁場的寬度d.(2)當(dāng)小車的位移x＝10cm時，線圈中的電流大小I以及此時小車的加速度a.(3)線圈和小車通過磁場的過程中線圈電阻產(chǎn)生的熱量Q.答案(1)10cm25cm(2)0.4A1.67m/s2，方向水平向左(3)57.6J解析(1)由題圖乙可知，從x＝5cm開始，線圈進入磁場，線圈中有感應(yīng)電流，線圈受安培力作用，小車做減速運動，速度v隨位移x減小，當(dāng)x＝15cm時，線圈完全進入磁場，線圈中感應(yīng)電流消失，小車做勻速運動，因此小車的水平長度l＝10cm.當(dāng)x＝30cm時，線圈開始離開磁場，則d＝30cm－5cm＝25cm.(2)當(dāng)x＝10cm時，由題圖乙可知，線圈右邊切割磁感線的速度v2＝8m/s，由閉合電路歐姆定律得線圈中的電流I＝eq\f(nBhv2,R)＝eq\f(100×1.0×0.05×8,100)A＝0.4A，此時線圈所受安培力F＝nBIh＝2N，小車的加速度a＝eq\f(F,M＋m)≈1.67m/s2，方向水平向左．(3)由題圖乙可知，線圈左邊離開磁場時，小車的速度為v3＝2m/s.線圈進入磁場和離開磁場時，克服安培力做功，線圈的動能減少，轉(zhuǎn)化成電能，在線圈上產(chǎn)生電熱．線圈電阻產(chǎn)生的熱量Q＝eq\f(1,2)(M＋m)v12－eq\f(1,2)(M＋m)v32＝57.6J.17．(16分)如圖16甲所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為α，金屬棒ab垂直于MN