2019届高中物理第四章电磁感应测评（含解析）新人教版.docx

第四章测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。其中第15题为单选题;第68题为多选题,全部选对得6分,选不全得3分,有选错或不答的得0分)1.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用。下面列举的四种器件中,利用电磁感应原理工作的是()A.回旋加速器B.电磁炉C.质谱仪D.示波管解析:回旋加速器、质谱仪都是利用洛伦兹力工作,示波管是利用电场力工作的,电磁炉是利用电磁感应原理工作,B正确。答案:B2.在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向,当线圈在此磁场中做下列哪些运动时,线圈中能产生感应电流()A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动B.线圈沿自身所在的平面做加速运动C.线圈绕任意一条直径做转动D.线圈沿着磁场方向向上移动解析:线圈沿自身所在的平面运动、沿着磁场方向向上移动时,穿过线圈的磁通量不变化,不能产生感应电流,故A、B、D错误;线圈绕任意一条直径做转动时,穿过线圈的磁通量变化,故能产生感应电流,故C正确。答案:C3.物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同解析:当闭合S瞬间,线圈L内产生的磁场B及磁通量的变化率随电压及线圈匝数增加而增大,如果套环是金属材料又闭合,由楞次定律可知,环内会产生感应电流I及磁场B,环会受到向上的安培力F,当Fmg时,环跳起,越大,环电阻越小,F越大。如果环越轻,跳起效果越好,所以选项B、C错误;如果套环换用电阻大、密度大的材料,I减小、F减小,mg增大,套环可能无法跳起,选项D正确;如果使用交变电流,S闭合后,套环受到的安培力大小及方向(上下)周期性变化,S闭合瞬间,F大小、方向都不确定,直流电效果会更好,选项A错误。答案:D4.导学号95814048(2016北京理综)如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为21,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是()A.EaEb=41,感应电流均沿逆时针方向B.EaEb=41,感应电流均沿顺时针方向C.EaEb=21,感应电流均沿逆时针方向D.EaEb=21,感应电流均沿顺时针方向解析:根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向垂直圆环所在平面向里,由右手定则知,两圆环中电流均沿顺时针方向。圆环的半径之比为21,则面积之比为41,据法拉第电磁感应定律得E=为定值,故EaEb=41,故选项B正确。答案:B5.导学号95814049在同一铁芯上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在点1,现把它从1掷向2,如图所示,试判断在此过程中,在电阻R上的电流方向是()A.先由PQ,再由QPB.先由QP,再由PQC.始终由QPD.始终由PQ解析:开关由1掷到2,线圈A中电流产生的磁场由左向右先减小后反向增加,由楞次定律可得R中电流由QP,选项C正确。答案:C6.如图所示,灯A、B完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽略,则()A.S闭合的瞬间,A、B同时发光,接着A变暗,B更亮,最后A熄灭B.S闭合瞬间,A不亮,B立即亮C.S闭合瞬间,A、B都不立即亮D.稳定后再断开S的瞬间,B熄灭,A闪亮一下再熄灭解析:S闭合的瞬间,L所在支路中电流从无到有发生变化,因此,L中产生的自感电动势阻碍电流增加。由于有铁芯,自感系数较大,对电流的阻碍作用也就很强,所以S闭合的瞬间L中的电流非常小,即干路中的电流几乎全部流过A,所以A、B会同时亮。又由于L中电流逐渐稳定,感应电动势逐渐消失,A逐渐变暗,线圈的电阻可忽略,对A起到“短路”作用,因此A最后熄灭。这个过程电路的总电阻比刚接通时小,由恒定电流知识可知,B会比以前更亮。稳定后S断开瞬间,由于线圈的电流较大,L与一、A组成回路,A要闪亮一下再熄灭,B立即熄灭。答案:AD7.一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,如图a甲所示。设垂直于纸面向里的磁感应强度方向为正,垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负。线圈中顺时针方向的感应电流为正,逆时针方向的感应电流为负。已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图象如图a乙所示,则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是图b中的()图a图b解析:根据题图a和题图b,我们只研究最初的一个周期,即2 s内的情况,由图a、b所表示的圆线圈中感应电流的方向、大小,运用楞次定律,判断出感应电流的磁场方向、大小;再根据楞次定律,判断引起电磁感应现象发生的磁场应该如何变化。从而找出正确选项为C、D。答案:CD8.导学号95814050如图所示,竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R,金属杆ab质量为m,跨在平行导轨上,垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B,不计ab与导轨电阻及一切摩擦,且ab与导轨接触良好。若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升,则以下说法正确的是()A.拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量B.杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量C.电流所做的功等于重力势能的增加量D.拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量解析:当外力F拉着金属杆匀速上升时,拉力要克服重力和安培力做功,拉力做的功等于克服安培力和重力做功之和,即等于电阻R上产生的热量和金属杆增加的重力势能之和,选项A错误,D正确。克服安培力做多少功,电阻R上就产生多少热量,选项B正确。电流做的功不等于重力势能的增加量,选项C错误。答案:BD二、实验题(本题共2小题,共24分。把答案填在题中的横线上)9.(12分)如图为研究电磁感应现象的实验装置。(1)将图中所缺的导线补接完整。(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合开关后可能出现的情况有:将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器的阻值调大时,灵敏电流计指针。(3)在做研究电磁感应现象实验时,如果副线圈两端不接任何元件,则副线圈电路中将。A.因电路不闭合,无电磁感应现象B.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势C.不能用楞次定律判断感应电动势方向D.可以用楞次定律判断感应电动势方向(4)如图所示的A、B分别表示原、副线圈,若副线圈中产生顺时针方向的感应电流,可能是因为。A.原线圈通入顺时针方向的电流,且正从副线圈中取出B.原线圈通入顺时针方向的电流,且其中铁芯正被取出C.原线圈通入顺时针方向的电流,且将滑动变阻器阻值调小D.原线圈通入逆时针方向的电流,且正在断开电源解析:(2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定,则向右偏转一下;向左偏转一下。(3)穿过电路中的磁通量发生变化即产生电磁感应现象。如电路不闭合,无感应电流,但有感应电动势,且可以用楞次定律判断出感应电动势。要产生感应电流,电路要求必须闭合,故答案选B、D。(4)副线圈中产生顺时针方向的感应电流,可依据楞次定律来判断原线圈通入电流的情况。如果原线圈电流在减小(或磁通量减小),肯定与顺时针方向相同。因为副线圈会阻碍其磁通量的减小,在电流上表现为同向。反过来如果原线圈电流在增大(或磁通量增加),则副线圈中电流方向与原线圈中电流方向相反。故答案选A、B。答案:(1)如图所示(2)向右偏转一下向左偏转一下(3)BD(4)AB10.(12分)如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图,并用电流传感器显示出在t=110-3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)。已知电源电动势E=6 V,内阻不计,灯泡R1的阻值为6 ,电阻R的阻值为2 。(1)线圈的直流电阻为 。(2)开关断开时,该同学观察到的现象为。解析:(1)由题图乙可知,当开关S闭合时,线圈L中的电流IL=1.5 A,此时有E=IL (RL+R),解得RL=2 。(2)S闭合后,灯泡中的电流I1= A=1 A,故ILI1,当断开S时,通过灯泡的电流由IL逐渐减为零,所以灯泡闪亮一下再熄灭。答案:(1)2(2)灯泡闪亮一下再熄灭三、解答题(本题共2小题,共28分。解答应写出必要的文字说明、方程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)11.(12分)如图所示,、区域是宽度均为L=0.5 m的匀强磁场,磁感应强度大小B=1 T,方向相反。一边长L=0.5 m、质量m=0.1 kg、电阻R=0.5 的正方形金属线框,在外力作用下,以初速度v=10 m/s匀速穿过磁场区域。(1)取逆时针方向为正,作出i-t图象。(2)求线框穿过磁场区域的过程中外力做的功。解析:(1)电流I1=10 A逆时针方向取正值;时间间隔t1=0.05 sI2=20 A顺时针方向取负值;时间间隔t2=0.05 sI3=10 A逆时针方向取正值;时间间隔t3=0.05 s电流随时间变化关系如图所示。(2)因为线框匀速运动,所以外力做的功等于电流做的功W=Rt1+Rt2+Rt3=15 J。答案:(1)见解析(2)15 J12.导学号95814051(16分)(2016全国理综甲)如图,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为。重力加速度大小为g。求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小。(2)电阻的阻值。解析:(1)设金属杆