《2019-2020版高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 章末檢測試卷二（第四章）新人教版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020版高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 章末檢測試卷二（第四章）新人教版選修3-2（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、章末檢測試卷二(第四章)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共計48分.18題為單選題，912題為多選題，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1.如圖1所示，勻強磁場方向垂直矩形線框平面，先后兩次將線框從磁場中同一位置勻速拉出有界磁場.第一次速度為v1v，第二次速度為v24v.則在先后兩次過程中有()圖1A.流過線框任一橫截面的電荷量之比為14B.線框中感應(yīng)電動勢之比為14C.線框所受安培力之比為18D.沿運動方向作用在線框上的外力的功率之比為18答案B解析線框在磁場中運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，E1Blv，E24Blv，E1E214，B正確；電荷
2、量qt，q1q211，A錯誤；安培力FIlB，F(xiàn)1F214，C錯誤；由于勻速運動，外力的功率等于安培力的功率，P外F外vF安v，P外，P外1P外2116，D錯誤.2.如圖2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2A.通過電阻R的電流方向為PRMB.ab兩點間的電壓為BLvC.a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C3.如圖3所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面
3、內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R.金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)使磁感應(yīng)強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是()圖3A.ab中的感應(yīng)電流方向由b到aB.ab中的感應(yīng)電流逐漸減小C.ab所受的安培力保持不變D.ab所受的靜摩擦力逐漸減小答案D解析磁感應(yīng)強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，所以閉合回路面積不發(fā)生改變，根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律可知，ab中產(chǎn)生由a到b的恒定電流，A、B錯誤；由于電流恒定，磁感應(yīng)強度逐漸減小，所以安培力逐漸減小，靜摩擦力與安培力是一對平衡力，所以靜摩擦力逐漸減小，C錯誤，D正確.4.如圖4所
4、示，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場有理想邊界，用力將矩形線圈從有邊界的磁場中勻速拉出，在其他條件不變的情況下，下列說法錯誤的是()圖4A.速度越大，拉力做功越多B.線圈邊長L1越大，拉力做功越多C.線圈邊長L2越大，拉力做功越多D.線圈電阻越大，拉力做功越多答案D解析將矩形線圈從有邊界的磁場中勻速拉出的過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBL1v，感應(yīng)電流I，線圈所受的安培力F安BIL1，聯(lián)立得：F安.因線圈勻速運動，則拉力FF安，拉力做功WFL2L2.則知，速度越大，邊長L1越大，邊長L2越大，拉力做功就越多，而線圈電阻越大，拉力做功越少.故選D.5.如圖5所示，光滑水平面上存在有界勻強磁場，金屬圓環(huán)
5、直徑與磁場寬度相同.若圓環(huán)以一定的初速度沿垂直于磁場邊界的水平虛線，從位置1到位置2勻速通過磁場，在必要的時間段內(nèi)施加必要的水平拉力保證其勻速前進，以下說法正確的是()圖5A.金屬圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流方向先順時針再逆時針B.金屬圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流經(jīng)歷兩次先增大后減小C.水平拉力的方向先向右后向左D.金屬圓環(huán)受到的安培力的方向先向左后向右答案B6.如圖6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
6、坐標x變化的圖象正確的是()圖6答案C7.用均勻?qū)Ь€做成的正方形線圈邊長為l，如圖7所示，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強磁場中，當磁場以的變化率增強時，不考慮磁場的變化對虛線右側(cè)的影響，則()圖7A.線圈中感應(yīng)電流方向為adbcaB.線圈中產(chǎn)生的電動勢El2C.線圈中產(chǎn)生的電動勢ED.線圈中b、a兩點間的電勢差為答案D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ES，故B、C錯誤，設(shè)導(dǎo)線總電阻為R，則b、a兩點間的電勢差為：Uba，故D正確.8.光滑水平面上的邊長為a的閉合金屬正三角形框架底邊與磁場邊界平行，完全處于垂直于框
7、架平面的勻強磁場中，現(xiàn)把框架沿與磁場邊界垂直的方向勻速拉出磁場，如圖8所示，E、F外、P分別表示金屬框架產(chǎn)生的電動勢、所受水平外力及外力功率，則各物理量與位移x關(guān)系圖象正確的是()圖8答案B解析正三角形框架位移x與切割磁感線的有效長度l的關(guān)系lx，即把框架勻速拉出磁場時，產(chǎn)生的電動勢EBlvx，當xa時，E最大，選項B正確，A錯誤；所受水平外力F外BlIBlx2，其中R為框架的總電阻，當xa時，F(xiàn)外最大，選項C錯誤；外力功率PF外vx2，當xa時，P最大，選項D錯誤.9.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9甲所示，現(xiàn)讓一個金屬線框在紙平面內(nèi)以垂直于M
8、N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it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9答案BC解析導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBlv，設(shè)線框總電阻是R，則感應(yīng)電流I，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，最后均勻減小.閉合圓環(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；
9、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.電吉他中的拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖10所示，磁體附近的金屬弦被磁化，當撥動琴弦時，拾音器中的線圈能將振動產(chǎn)生的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號并傳送到音箱發(fā)出聲音，下列說法正確的是()圖10A.撥動琴弦，穿過線圈的磁通量將發(fā)生變化B.撥動琴弦，琴弦上將產(chǎn)生感應(yīng)電流C.增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢D.若取走磁體，拾音器將無法正常工作答案ACD11.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11所示.當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
10、等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個閉合環(huán)，已知電阻率銅鋁，合上開關(guān)S的瞬間，則()圖11A.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；電池正負極調(diào)換后，金屬環(huán)受力向左，故仍將向左彈出，D項錯誤.12.在如
11、圖12甲所示的虛線框內(nèi)有勻強磁場，設(shè)圖示磁場方向為正，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示.邊長為l、電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場中，磁場方向垂直于線框平面，此時線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則下列說法正確的是()圖12A.磁感應(yīng)強度B0B.線框中感應(yīng)電流為I2C.線框cd邊的發(fā)熱功率為PD.a端電勢高于b端電勢答案BC解析由題圖乙可知，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，線框ab邊的發(fā)熱功率為P，感應(yīng)電動勢ES，所以B0，A錯誤；由PI2R可得線框中的感應(yīng)電流I2，B正確；cd邊電阻等于ab邊電阻，而兩邊流過的電流相等，因此發(fā)熱功率相等，C正確；由楞次定律可判斷，線框中感應(yīng)電流方向為ad
12、cba方向，磁場中線框部分為等效電源，因此a端電勢比b端電勢低，D錯誤.二、非選擇題(本題共5小題，共計52分)13.(4分)為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接，如圖13所示.已知線圈由a端開始繞至b端：當電流從電流計G的左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn).圖13 (1)將磁鐵的N極向下從線圈上方豎直插入線圈L時，發(fā)現(xiàn)電流計的指針向左偏轉(zhuǎn).俯視線圈，其繞向為_(選填“順時針”或“逆時針”).(2)當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離線圈L時，發(fā)現(xiàn)電流計的指針向右偏轉(zhuǎn).俯視線圈，其繞向為_(選填“順時針”或“逆時針”).答案(1)順時針(2分)(2)逆時針(2分)解析(1)由題意可知在線圈L內(nèi)電流
13、從b流向a，而根據(jù)楞次定律(增反減同)知，線圈L中產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反(向上)，再根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流方向為逆時針方向(俯視線圈)，因此線圈繞向為順時針方向(俯視線圈).(2)由題意可知在線圈L內(nèi)電流從a流向b，而根據(jù)楞次定律(增反減同)知，線圈L中產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相同(向上)，再根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流方向與(1)問相同，而電流計中電流的流向與(1)問相反，因此線圈繞向一定與(1)問相反，為逆時針方向(俯視線圈).14.(12分)如圖14所示，在勻強磁場中傾斜放置的兩根平行光滑的金屬導(dǎo)軌，它們所構(gòu)成的導(dǎo)軌平面與水平面成30角，平行導(dǎo)軌間距L1.0 m.勻強磁場方向垂直于導(dǎo)
14、軌平面向下，磁感應(yīng)強度B0.2 T.兩根金屬桿ab和cd可以在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動.兩金屬桿的質(zhì)量均為m0.2 kg，電阻均為R0.2 .若用與導(dǎo)軌平行的拉力作用在金屬桿ab上，使ab桿沿導(dǎo)軌勻速上滑并使cd桿在導(dǎo)軌上保持靜止，整個過程中兩金屬桿均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.金屬導(dǎo)軌的電阻可忽略不計，取重力加速度g10 m/s2.求：圖14(1)cd桿受到的安培力F安的大小；(2)通過金屬桿的感應(yīng)電流大小I；(3)作用在金屬桿ab上拉力的功率.答案(1)1.0 N(2)5.0 A(3)20 W解析(1)金屬桿cd靜止在金屬導(dǎo)軌上，所受安培力方向平行于導(dǎo)軌平面向上.則F安mgsin 30(2分)解得：F
15、安1.0 N(1分)(2)F安BIL(1分)解得：I5.0 A(1分)(3)金屬桿ab所受安培力方向平行于導(dǎo)軌平面向下，金屬桿ab在拉力F、安培力F安和重力mg沿導(dǎo)軌方向分力作用下勻速上滑，則FBILmgsin 30(2分)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬桿ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E感BLv(2分)根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過金屬桿ab的電流I(1分)根據(jù)功率公式：PFv(1分)解得：P 20 W.(1分)15.(12分)在質(zhì)量為M1 kg的小車上豎直固定著一個質(zhì)量m0.2 kg、高h0.05 m、總電阻R100 、n100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
16、平面上運動，速度為v110 m/s，隨后穿過與線圈平面垂直的磁感應(yīng)強度B1.0 T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vx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)當小車的位移x10 cm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)10 cm25 cm(2)0.4 A1.67 m/s2，方向水平向左(3)57.6 J解析(1)由題圖乙可知，從x5 cm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x15
17、cm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l10 cm.(2分)當x30 cm時，線圈開始離開磁場，則d30 cm5 cm25 cm.(2分)(2)當x10 cm時，由題圖乙可知，線圈右邊切割磁感線的速度v28 m/s，由閉合電路歐姆定律得線圈中的電流I A0.4 A(2分)此時線圈所受安培力FnBIh2 N，小車的加速度a1.67 m/s2，方向水平向左.(2分)(3)由題圖乙可知，線圈左邊離開磁場時，小車的速度為v32 m/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(Mm)v12(M
18、m)v3257.6 J.(4分)16.(12分)某同學(xué)設(shè)計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖16所示.一個半徑為R0.1 m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸的左端有一個半徑為r的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動.圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質(zhì)量為m0.5 kg的鋁塊.在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B0.5 T.a點與金屬導(dǎo)軌相連，b點通過電刷與O端相連.測量a、b兩點間的電勢差U可求得鋁塊速度.鋁塊由靜止釋放，下落h0.3 m時，測得U0.15 V.(細線與圓盤間沒有滑動，金屬棒、導(dǎo)
19、軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計，重力加速度g10 m/s2)圖16(1)測U時，與a點相接的是電壓表的正極還是負極？(2)求此時鋁塊的速度大??；(3)求此下落過程中鋁塊機械能的損失.答案(1)正極(2)2 m/s(3)0.5 J解析(1)由右手定則判斷，金屬棒中電流方向為由O到A，則A端為等效電源正極，則與a點相接的是電壓表的正極.(2分)(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得UE(1分)BR2(1分)t(1分)得UBR2(1分)圓盤和金屬棒一起轉(zhuǎn)動，則兩者角速度相同，鋁塊的速度與圓盤邊緣的線速度大小相同.(1分)vrR(1分)所以v2 m/s.(1分)(3)Emghmv2(2分)解得E0.5 J.(1分)
20、17.(12分)如圖17甲所示，一電阻不計且足夠長的固定光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距L0.8 m，下端接有阻值R3 的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角30.整個裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中.一質(zhì)量m0.1 kg、阻值r0.15 的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置并用絕緣細線通過光滑的定滑輪與質(zhì)量M0.9 kg的重物相連，左端細線連接金屬棒中點且沿NM方向.棒由靜止釋放后，沿NM方向位移x與時間t之間的關(guān)系如圖乙所示，其中ab為直線.已知棒在00.3 s內(nèi)通過的電荷量是0.30.4 s內(nèi)通過電荷量的2倍，取g10 m/s2，求：圖17(1)00.3 s內(nèi)棒通過的位移x1的大??；(2)電阻R在00.
21、4 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q1.答案(1)0.6 m(2)3 J解析(1)棒在00.3 s內(nèi)通過的電荷量q1t1(1分)平均感應(yīng)電流(1分)回路中平均感應(yīng)電動勢(1分)得q1(1分)同理，棒在0.30.4 s內(nèi)通過的電荷量q2(1分)由題圖乙讀出0.4 s時刻位移大小x20.9 m又q12q2解得x10.6 m.(1分)(2)由題圖乙知棒在0.30.4 s內(nèi)做勻速直線運動，棒的速度大小v m/s3 m/s(1分)00.4 s內(nèi)，對整個系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒定律得QMgx2mgx2sin (Mm)v2(2分)代入數(shù)據(jù)解得Q3.15 J(1分)根據(jù)焦耳定律有(1分)代入數(shù)據(jù)解得Q13 J.(1分)- 12 -
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