2018_2019学年高中物理第四章电磁感应章末提升训练新人教版.docx

第四章 电磁感应(时间:60分钟分值:100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分.每小题给出的四个选项中,至少有一项是正确的,全部选对得8分,部分选对得4分,有选错或不选的得0分)如图4-T-1所示的实验中,表示有感应电流产生的是()图4-T-12017衡水中学高二期末在南半球地磁场的竖直分量向上,飞机MH370最后在南印度洋上空消失,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞机左方机翼末端处的电势为1,右方机翼末端处的电势为2,则在南印度洋上空飞行时()A.若飞机从西往东飞,1比2高B.若飞机从东往西飞,1比2高C.若飞机从北往南飞,2比1低D.若飞机从南往北飞,2比1高2017陕西宝鸡中学高二期末如图4-T-2所示,在无限大的磁场中,有一个矩形线圈abcd做下述运动,其中能使线圈中产生感应电流的是()图4-T-2A.以bc为轴转动B.以ab为轴转动C.垂直于纸面向内运动D.在纸面内向下运动2017广东实验中学高二期中如图4-T-3所示,MN、GH为平行导轨,AB、CD为跨放在导轨上的两根杆,导轨和杆均为导体,匀强磁场垂直于导轨所在的平面,方向如图所示.用I表示回路中的电流,则()图4-T-3A.当AB不动而CD向右滑动时,I0且沿顺时针方向B.当AB向左、CD向右滑动且速度相等时,I=0C.当AB、CD都向右滑动且速度相等时,I=0D.当AB、CD都向右滑动且AB速度大于CD时,I0且沿逆时针方向在如图4-T-4所示的电路中,开关S原先闭合,电路处于稳定状态,通过R1、R2的电流分别为I1、I2.在某一时刻突然断开开关S,则通过电阻R1的电流I随时间t变化的图像可能是图4-T-5中的()图4-T-4图4-T-52017湖北宜昌长阳二中高二月考如图4-T-6所示,闭合直角三角形线框的一边长为l,现将它匀速拉过宽度为d的匀强磁场(ld).若以逆时针方向为电流的正方向,则图4-T-7的四个I-t图像中正确的是()图4-T-6图4-T-7(多选)在如图4-T-8甲所示的电路中,螺线管的线圈匝数n=1500匝,螺线管的横截面积S=20cm2,螺线管导线的电阻r=1.0,定值电阻R1=4.0,R2=5.0,电容C=30F.在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化.闭合开关S一段时间后,电路中电流稳定,此时()甲乙图4-T-8A.螺线管中产生的感应电动势为1VB.R1的电功率为7.1110-2WC.电容器下极板带正电D.断开开关S,流经R2的电荷量为1.810-5C二、实验题(共10分)2017南昌二中高二月考在研究“电磁感应现象”的实验中,所需的实验器材如图4-T-9所示.现已用导线连接了部分实验电路.图4-T-9(1)请把电路补充完整.(2)实验时,将线圈A插入线圈B中,合上开关瞬间,观察到电流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是.(3)已知线圈A、B绕向相同,某同学想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流,可行的实验操作是.A.抽出线圈AB.插入软铁棒C.使变阻器滑片P左移D.断开开关三、计算题(本题共2小题,共34分,解答应写出必要的文字说明、表达式和重要的演算步骤.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)(16分)如图4-T-10所示,间距L=0.40m的足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端接有阻值R=2.0的电阻.导轨所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.40T.一根质量m=0.1kg的导体棒MN放在导轨上且与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用平行于导轨的拉力拉导体棒使其向右运动,当导体棒的速度v=0.50m/s时,闭合开关S,此时导体棒恰好匀速运动,在运动的过程中保持导体棒与导轨垂直.(1)求在闭合回路中产生的感应电流的大小.(2)求导体棒匀速运动时作用在导体棒上的拉力的大小及拉力的功率.(3)闭合开关后,当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个运动过程中电阻R上产生的热量.图4-T-10(18分)如图4-T-11甲所示,在光滑、绝缘的水平面上,虚线MN的右侧存在磁感应强度大小为B=2T、方向竖直向下的匀强磁场,MN的左侧有一个质量m=0.1kg、bc边的长度L1=0.2m、总电阻R=2的矩形线圈abcd.t=0时,用恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速直线运动,经过1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场.整个运动的过程中,线圈中的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示.求:(1)线圈bc边刚进入磁场时的速度v0和线圈在第1s内运动的距离x;(2)线圈ab边的长度L2;(3)线圈ad边刚进入磁场时拉力的功率.图4-T-111.D解析产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,选项D正确.2.D解析当飞机在南半球飞行时,由于地磁场的存在,且地磁场的竖直分量向上,由右手定则可判断出,在南半球,不论沿什么方向水平飞行,都是飞机的左方机翼电势低,右方机翼电势高,即总有2比1高,故D正确,A、B、C错误.3.A解析线圈以bc为轴转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,所以有感应电流,故A正确;线圈以ab为轴转动时,穿过线圈的磁通量始终为0,即磁通量不变,无感应电流,故B错误;线圈垂直于纸面向内运动时,穿过线圈的磁通量始终为0,无感应电流,故C错误;线圈在纸面内向下运动时,穿过线圈的磁通量始终为0,无感应电流,故D错误.4.C解析当AB不动而CD向右滑动时,产生感应电动势,在整个回路中产生感应电流,其方向沿逆时针方向,A错误;当AB向左、CD向右滑动时,穿过回路的磁通量增加,产生感应电动势,有沿逆时针方向的感应电流,B错误;当AB、CD都向右滑动且速度相等时,穿过回路的磁通量不变,无感应电动势,无感应电流,C正确;当AB、CD都向右滑动且AB速度大时,穿过回路的磁通量减小,有沿顺时针方向的感应电流,D错误.5.D解析开关S原先闭合,电路处于稳定状态时,流过R1的电流方向向左,大小为I1,与R1并联的R2和线圈L支路的电流I2的方向也向左.当某一时刻开关S突然断开时,L中向左的电流I2要减小,因自感现象,线圈L产生自感电动势,在回路“LR1AR2”中形成感应电流,通过R1的电流方向与原来相反,变为向右,并从I2开始逐渐减小到零,选项D正确.6.D解析线框向右运动的距离x在0d范围内,穿过线框的磁通量不断增大,由楞次定律可知线框产生的感应电流沿逆时针方向,为正值,有效的切割长度L=xtan,线框做匀速运动,故x=vt,感应电流的大小I=BLvR=Bv2ttanR,可知It;线框向右运动的距离x在dl范围内,穿过线框的磁通量均匀增大,由楞次定律可知线框产生的感应电流沿逆时针方向,为正值,且感应电流大小不变;线框向右运动的距离x在ll+d范围内,穿过线框的磁通量不断减小,由楞次定律可知线框产生的感应电流沿顺时针方向,为负值,有效的切割长度为L=(x-d)tan,线框做匀速运动,故x=vt,感应电流的大小I1=BLvR=Bv2ttanR-BvdtanR,故感应电流一开始不为0,之后均匀增大,D正确.7.CD解析根据法拉第电磁感应定律可知,螺线管中产生的感应电动势E=nt=nSBt=1.2V,选项A错误;根据闭合电路的欧姆定律有I=ER1+R2+r=0.12A,故R1的电功率P=I2R1=5.7610-2W,选项B错误;由楞次定律可判断,电容器下极板带正电,选项C正确;开关S断开后,流经R2的电荷量即为S闭合时电容器极板上所带的电荷量,故Q=CU=CIR2=1.810-5C,选项D正确.8.(1)如图所示(2)闭合回路中磁通量发生变化时,产生感应电流(3)BC解析(1)本实验中线圈A与电源相连,通过闭合、断开开关或调节滑动变阻器使穿过线圈B的磁通量发生变化,从而使线圈B产生电磁感应现象,故线圈B应与电流计相连,电路图如图所示.(2)电流计的指针发生偏转说明回路中有电流产生,产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化,故结论为:闭合回路中磁通量发生变化时,产生感应电流.(3)线圈B中的感应电流的方向与线圈A中的电流方向相反,则它们的磁场也一定相反,由楞次定律可知,线圈A产生的磁场应增强,故可以加入铁芯或使变阻器滑片P左移,选项B、C正确.9.(1)4.010-2A(2)6.410-3N3.210-3W(3)1.5710-2J解析(1)感应电动势E=BLv=8.010-2V感应电流I=ER=4.010-2A.(2)导体棒匀速运动时,安培力与拉力平衡,设拉力为F,则有F=F安=BIL=6.410-3N拉力的功率P=Fv=3.210-3W.(3)导体棒移动50cm所需的时间t=xv=1.0s撤去拉力前,电阻R上产生的热量Q1=I2Rt=3.210-3J撤去拉力后,电阻R上产生的热量Q2=12mv2=1.2510-2J整个运动的过程中,电阻R上产生的热量Q=Q1+Q2=1.5710-2J.10.(1)0.5m/s0.25m(2)1m(3)0.33W解析(1)线圈在磁场中运动时,感应电流I=ER=BL1vR,由图乙可知,电流随时间均匀增大,故线圈在磁场中做匀加速运动.t1=1s时,线圈的bc边刚进入磁场,感应电流I1=BL1v0R由图中可读出I