【全程復習方略】2020-2021學年高中物理選修3-2-單元質量評估(一)

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調整合適的觀看比例，答案解析附后。關閉Word文檔返回原板塊。單元質量評估(一)第四章(90分鐘100分)一、選擇題（本大題共10小題，每小題6分，共60分。每小題至少一個答案正確）1.（多選）（2021·新課標全國卷Ⅱ）在物理學進展過程中，觀測、試驗、假說和規(guī)律推理等方法都起到了重要作用。下列敘述符合史實的是（）A.奧斯特在試驗中觀看到電流的磁效應，該效應揭示了電和磁之間存在聯(lián)系B.安培依據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相像性，提出了分子電流假說C.法拉第在試驗中觀看到，在通有恒定電流的靜止導線四周的固定導線圈中，會毀滅感應電流D.楞次在分析了很多試驗事實后提出，感應電流應具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化2.如圖所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和開關組成一閉合回路，在鐵芯的右端套有一表面絕緣的銅環(huán)a，下列各種狀況下銅環(huán)a中不產生感應電流的是（）A.線圈中通以恒定的電流B.通電時，使滑動變阻器的滑片P勻速移動C.通電時，使滑動變阻器的滑片P加速移動D.將開關突然斷開的瞬間3.如圖所示，當導體棒MN在外力作用下沿導軌向右運動時，流過R的電流方向是（）A.由A→BB.由B→AC.無感應電流 D.無法確定4.（2021·宜春高二檢測）如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一較小的圓形線圈2從1的正上方下落，在下落過程中兩線圈平面始終保持平行且共軸，則在線圈2從正上方下落至1的正下方過程中，從上往下看，線圈2中的感應電流應為（）A.無感應電流B.有順時針方向的感應電流C.先是順時針方向，后是逆時針方向的感應電流D.先是逆時針方向，后是順時針方向的感應電流5.環(huán)形線圈放在勻強磁場中，設在第1s內磁場方向垂直于線圈平面對里，如圖甲所示。若磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示，那么在第2s內，線圈中感應電流的大小和方向是（）A.大小恒定，逆時針方向B.大小恒定，順時針方向C.大小漸漸增加，順時針方向D.大小漸漸減小，逆時針方向6.如圖所示，閉合線圈abcd在磁場中運動到如圖所示位置時，ab邊受到的磁場力豎直向上，則此線圈的運動狀況可能是（）A.向右進入磁場B.向左移出磁場C.以ab為軸轉動D.以ad為軸轉動7.（多選）（2021·寶雞高二檢測）如圖所示，一電子以初速度v沿與金屬板平行方向飛入M、N極板間，突然發(fā)覺電子向M板偏轉，若不考慮磁場對電子運動方向的影響，則產生這一現(xiàn)象的緣由可能是（）A.開關S閉合瞬間B.開關S由閉合后斷開瞬間C.開關S是閉合的，變阻器滑片P向右快速滑動D.開關S是閉合的，變阻器滑片P向左快速滑動8.（多選）在如圖所示的電路中，自感線圈的阻值為0，開關S1原來是閉合的，電路已達到穩(wěn)定。則下列操作與對應的描述正確的是（）A.電路穩(wěn)定時，流經R2的電流方向為a→bB.閉合S2時，流經電阻R2的電流方向為a→bC.斷開S1時，流經電阻R2的電流方向為a→bD.先閉合S2，待電路穩(wěn)定后，再斷開S2時，有電流流過R29.如圖甲所示，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，磁場方向垂直紙面對外，磁感應強度大小為B。一邊長為L、總電阻為R的正方形導線框abcd，從圖示位置開頭沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d的感應電流為正，則圖乙中表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標x變化的圖像正確的是（）10.（多選）（2021·嘉興高二檢測）如圖所示，一閉合的小金屬環(huán)用一根絕緣細桿掛在固定點O處，使金屬環(huán)在豎直線OO′的兩側來回搖擺的過程中穿過水平方向的勻強磁場區(qū)域，磁感線的方向水平，和絕緣細桿搖擺的豎直面垂直。若懸點摩擦和空氣阻力不計，且搖擺過程中金屬環(huán)不翻轉，則（）A.金屬環(huán)每次進入和離開磁場區(qū)域都有感應電流，完全進入磁場區(qū)域后無感應電流B.金屬環(huán)進入磁場區(qū)域后越靠近OO′線時速度越大，而且產生的感應電流越大C.金屬環(huán)開頭搖擺后，擺角會越來越小，擺角小到某一值后不再減小D.金屬環(huán)在搖擺過程中，機械能將全部轉化為金屬環(huán)中的電能二、計算題（本大題共3小題，共40分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位）11.（12分）如圖甲所示，一個500匝的線圈的兩端跟R=99Ω的電阻相連接，置于豎直向下的勻強磁場中，線圈的橫截面積是20cm2，電阻為1Ω，磁場的磁感應強度隨時間變化的圖像如圖乙所示。求磁場變化過程中通過電阻R的電流。12.（14分）（2021·德州高二檢測）如圖所示，在絕緣光滑的水平面上，有一個邊長為L的單匝正方形線框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右運動進入磁感應強度為B的有界勻強磁場區(qū)域。線框被全部拉入磁場的過程中線框平面保持與磁場方向垂直，線框的ab邊始終平行于磁場的邊界。已知線框的四個邊的電阻值相等，均為R。求：（1）在ab邊剛進入磁場區(qū)域時，線框內的電流大小。（2）在ab邊剛進入磁場區(qū)域時，ab邊兩端的電壓。（3）在線框被拉入磁場的整個過程中，線框產生的熱量。13.（14分）（2021·玉溪高二檢測）如圖所示，MN與PQ是兩條水平放置彼此平行的金屬導軌，質量m=0.2kg，電阻r=0.5Ω的金屬桿ab垂直跨接在導軌上，勻強磁場的磁感線垂直于導軌平面，導軌左端接阻值R=2Ω的電阻，抱負電壓表并接在R兩端，導軌電阻不計。t=0時刻金屬桿受水平拉力F的作用后由靜止開頭向右做勻加速運動，金屬桿與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。第4s末，金屬桿的速度v=1m/s，電壓表示數(shù)U=0.4V。取重力加速度g=10m/s2。（1）在第4s末，金屬桿產生的感應電動勢和受到的安培力各為多大？（2）若第4s末以后，金屬桿做勻速運動，則在勻速運動階段的拉力為多大？整個過程中拉力的最大值為多大？

答案解析1.【解析】選A、B、D。奧斯特發(fā)覺了電流的磁效應，說明電和磁之間存在聯(lián)系，選項A正確；安培總結了電流四周磁場方向，依據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相像性，提出了分子電流假說，選項B正確；法拉第在試驗中觀看到，在通有變化電流的靜止導線四周的固定導線圈中，會毀滅感應電流，選項C錯誤；楞次在分析了很多試驗事實后提出，感應電流應具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，選項D正確。2.【解析】選A。線圈中通以恒定電流時，銅環(huán)a處磁場不變，穿過銅環(huán)的磁通量不變，銅環(huán)中不產生感應電流，A選項正確；滑動變阻器的滑片移動或開關斷開時，線圈中電流變化，銅環(huán)a處磁場變化，穿過銅環(huán)的磁通量變化，產生感應電流，B、C、D狀況下會產生感應電流。3.【解析】選A。由右手定則知，通過導體棒的電流為N→M，則通過R的電流為A→B。4.【解析】選C。由安培定則可知通電線圈1產生的磁場方向自下而上穿過線圈1所包圍的空間。當線圈2從正上方下落至與線圈1平行的位置時，穿過線圈2的磁通量向上增加，依據(jù)楞次定律的“增反”可知，線圈2中感應電流產生的磁場方向向下，應用安培定則可以推斷出感應電流的方向為順時針（俯視）；當線圈2從與線圈1平行的位置連續(xù)下落至正下方時，穿過線圈2的磁通量向上削減，依據(jù)楞次定律的“減同”可知，線圈2中感應電流產生的磁場方向向上，應用安培定則可以推斷出感應電流的方向為逆時針（俯視），故選項C正確?！咀兪絺溥x】一金屬圓環(huán)水平固定放置。現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開頭釋放。在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中，條形磁鐵與圓環(huán)（）A.始終相互吸引B.始終相互排斥C.先相互吸引，后相互排斥D.先相互排斥，后相互吸引【解析】選D。條形磁鐵釋放后進入金屬圓環(huán)時將使穿過金屬圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律可知，金屬圓環(huán)中將產生感應電流，感應電流的磁場將阻礙條形磁鐵進入，故進入時是排斥；同理，離開時，感應電流的磁場將阻礙條形磁鐵離開，故后來是吸引，所以正確答案為D。5.【解析】選A。由題圖乙可知，第2s內ΔBΔt為定值，由E=ΔΦ6.【解析】選B。ab邊受磁場力豎直向上，由左手定則知，通過ab的電流方向是由a向b，由右手定則可知當線圈向左移出磁場時，bc邊切割磁感線可產生順時針方向的電流，當然也可以用楞次定律推斷當線圈向左移出磁場時，磁通量減小，產生順時針方向的感應電流，故A錯誤，B正確；當以ab或ad為軸轉動時，在圖示位置，導線不切割磁感線，無感應電流產生，故C、D錯。7.【解析】選A、D。電子向M板偏轉，說明M、N兩板的電勢φM>φN，即右側螺線管中產生了流向M板的感應電流，由右手螺旋定則可知，右側螺線管左端相當于N極；左側螺線管的磁場方向向右，要使右側線圈產生上述感應電流，由楞次定律可知，左側螺線管中磁場必需增大，即電流增大，故開關S閉合瞬間或滑動變阻器滑片P向左滑動滿足條件，選項A、D正確。8.【解析】選B、D。由于自感線圈的阻值為0，電路穩(wěn)定時線圈兩端電壓為0，即與之并聯(lián)的電阻R2兩端電壓為0，流經R2的電流為0，A錯；閉合S2時，回路總電阻減小，電流增大，由于L的自感，使a端電勢高于b端，流經電阻R2的電流方向為a→b，B正確；而斷開S1時，b端電勢高于a端，流經電阻R2的電流方向為b→a，C錯；先閉合S2，待電路穩(wěn)定后，再斷開S2時，回路總電阻增大，電流減小，線圈產生自感電動勢，R2兩端電壓不為0（b高a低），有電流流過R2，D正確。9.【解題指南】分別畫出線框bc邊從L到2L、2L四周及2L到3L的位置示意圖；推斷線框的哪部分切割磁感線，確定切割磁感線有效長度的變化特點，用公式E=BLv確定電流的變化狀況；用楞次定律或右手定則判定電流方向。【解析】選C。線框bc邊從L到2L的過程中，bc邊切割磁感線，且bc邊的有效切割長度均勻增大，在2L處最大，故回路電流均勻增大，由右手定則推斷電流方向為正方向；在2L到3L，ad邊切割磁感線，且有效切割長度增大，用右手定則判定電流方向為負方向，綜上分析，C項正確。10.【解析】選A、C。金屬環(huán)進入和離開磁場區(qū)域時，穿過金屬環(huán)的磁通量發(fā)生變化，產生感應電流，當金屬環(huán)完全進入磁場區(qū)域后，磁通量不再發(fā)生變化，則無感應電流產生，故選項A正確，B錯誤；金屬環(huán)進入和離開磁場區(qū)域的過程中產生感應電流，而感應電流要產生焦耳熱，依據(jù)能量轉化與守恒，金屬環(huán)的機械能要削減，所以金屬環(huán)上升的最大高度不斷降低，擺角不斷減小，最終恰好不穿出磁場區(qū)域，以某一恒定擺角做往復性運動永不停止，故選項C正確；金屬環(huán)最終的擺角不為零，即仍保留一部分機械能，并沒有全部轉化為金屬環(huán)的電能，故選項D錯誤。11.【解析】由題圖乙知，線圈中磁感應強度B均勻增加，其變化率ΔBΔt=50-10由法拉第電磁感應定律得線圈中產生的感應電動勢為E=nΔΦΔt=nΔBΔtS=500×10×20×10由閉合電路歐姆定律得通過電阻R的電流大小為I=ER+r=1099+1A=0.1A。答案：0.1A12.【解析】（1）ab邊切割磁感線產生的電動勢E=BLv（2分）所以通過線框的電流I=E4R=BLv（2）ab邊兩端電壓為路端電壓，Uab=I·3R（3分）所以Uab=34BLv（3）線框被拉入磁場的整個過程所用時間t=Lv（2分）線框中電流產生的熱量Q=I2·4R·t=B2L答案：（1）BLv4R（2）313.【解析】（1）4s末的感應電流：I=UR=0.42電動勢：E=I（R+r）=0.5V