【世纪金榜】高中物理全程学习方略 单元质量评估(一) 新人教版选修3－2 .doc

单元质量评估(一)第1章 电磁感应与现代生活(90分钟 100分)一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分.每小题至少一个答案正确，选不全得2分）1.(2011泰安高二检测）应用楞次定律判断闭合电路中是否产生感应电流时，要知道穿过闭合电路( )a.原磁场的方向b.原磁场磁感应强度的大小c.原磁场磁通量怎样变化d.原磁场磁通量的大小2.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3.关于线圈的自感系数，下列说法正确的是( )a.线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大b.线圈中电流等于零时，自感系数也等于零c.线圈中电流变化越快，自感系数越大d.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁心决定4.如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为b，方向相反且垂直纸面，mn、pq为其边界，oo为其对称轴.一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于oo对称的位置时（ ）a穿过回路的磁通量为零b回路中感应电动势大小为2blv0c回路中感应电流的方向为顺时针方向d回路中ab边与cd边所受安培力方向相同5.在电磁学发展过程中，许多科学家作出了贡献.下列说法正确的是( )a.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象b.麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在c.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值d.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律6.（2011广东高考）将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )a.感应电动势的大小与线圈的匝数无关b.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同7.（2011杭州高二检测）如图，在同一铁心上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1位置，现在它从1打向2，试判断此过程中，通过r的电流方向是( )a.先由p到q，再由q到pb.先由q到p，再由p到qc.始终是由q到pd.始终是由p到q8.如图所示，分别接有电压表v和电流表a的两个 相同闭合回路，以相同的速度在匀强磁场中匀速向右运动，下列说法中正确的是( )a.电流表示数为零，电压表示数不为零b.电流表示数为零，电压表示数为零c.电流表示数不为零，电压表示数为零d.电流表示数不为零，电压表示数不为零9.（2011成都高二检测）如图所示，两根平行的光滑导轨竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab接在两导轨之间，在开关s断开时让ab自由下落，ab下落过程中始终保持与导轨接触良好，设导轨足够长，电阻不计.开关闭合开始计时，ab下滑速度v随时间变化的图像不可能是( )10.（2011福建高考）如图，足够长的u形光滑 金属导轨平面与水平面成角（090），其中mn与pq平行且间距为l，导轨平面与磁感应强度为b的匀强磁场垂直，导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为r，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ）a.运动的平均速度大小为b.下滑的位移大小为c.产生的焦耳热为d.受到的最大安培力大小为二、实验题（本大题共2小题，共14分）11（6分）在如图所示的电路中，电源电动势为e，内阻为r，外电路上接有一电阻值为r的电阻和一只自感系数很大、电阻不计的线圈，电流表和电压表均为理想电表，当开关s闭合后电压表的示数从_变化到_，电流表的示数从_变化到_（用含有e、r、r等物理量来表述结果）12.(8分)（2011德州高二检测）某同学在探究感应电流产生的条件时,做了如下实验:探究:如图甲所示,先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中,并与电流表组成一闭合回路.然后进行如下操作:ab与磁场保持相对静止;让导轨与ab一起平行于磁感线(上、下)运动;让ab在水平方向上运动(切割磁感线).探究:如图乙所示,将螺线管与电流表组成闭合回路.然后进行如下操作:把条形磁铁放在螺线管内不动;把条形磁铁插入螺线管;把条形磁铁拔出螺线管.探究:如图丙所示,螺线管a、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路;a放在螺线管b内,b与电流表组成一个闭合回路.然后进行如下操作:闭合和断开开关瞬间;闭合开关,a中电流稳定后;闭合开关,a中电流稳定后,再快速改变滑动变阻器的阻值.可以观察到:请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号(1)在探究中,_闭合回路会产生感应电流;(2)在探究中,_闭合回路会产生感应电流;(3)在探究中,_闭合回路会产生感应电流;(4)从以上探究中可以得到的结论是:当_时,闭合回路中就会产生感应电流.三、计算题（本大题共4小题，共46分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）13.（8分）如图甲所示，回路中有一个c=60 f的电容器，已知回路的面积为1.010-2 m2，垂直穿过回路磁场的磁感应强度b随时间t的变化图像如图乙所示，求：（1）t=5 s时，回路中的感应电动势；（2）电容器上的电荷量.14.（12分）(2011成都高二检测)如图所示， 光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为b=0.5 t，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab的长度与导轨宽度均为l=0.2 m，电阻r=1.0 导轨电阻不计，当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，均标有“6 v 3 w”字样的两小灯泡恰好正常发光，求：（1）通过ab的电流的大小和方向；（2）ab运动速度的大小；（3）电路的总功率15.（12分）（2011东城高二检测）如图所示，光滑平行的水平金属导轨mn、pq相距l，在m点和p点间接一个阻值为r的电阻，在两导轨间oo1o1o矩形区域内有垂直于导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为b.一质量为m、电阻为r的导体棒ab，垂直置于导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一大小为f、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）.求：（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能.16.（14分）如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距l=1 m，导轨平面与水平面成37角，导轨上端接一阻值为r=0.80 的电阻轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度b=0.50 t现有一质量为m=0.20 kg、电阻r=0.20 的金属棒放在导轨最上端，棒与导轨垂直并始终保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为=0.25棒ab从最上端由静止开始释放（g=10 ms2，sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）棒在下滑的过程中最大速度是多少?（2）当棒的速度v=2 ms时，它的加速度是多少?答案解析1.【解析】选a、c.在利用楞次定律判断感应电流时，首先要明确原磁场的方向和原磁场是怎样变化的，再来确定感应电流的磁场，最后用安培定则判断电流的方向.2.【解析】选c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3.【解析】选d.线圈的自感系数与线圈的形状、横截面积、长短、匝数及有无铁心等因素有关.4.【解析】选a、b、d.正方形闭合回路运动到关于oo对称的位置时，穿过回路的合磁通量为零，a正确；由右手定则可以判断ab边上的电流方向为由a到b，cd边上的电流方向为由c到d，所以回路中感应电流的方向为逆时针方向，c错误；由法拉第电磁感应定律可知回路中感应电动势大小为e感=eab+ecd=2blv0，b正确；由左手定则可以判定回路中ab边与cd边所受安培力方向相同，都是水平向左的，d正确.5.【解析】选a、c.奥斯特发现了电流周围有磁场，即电流的磁效应，法拉第发现了“磁生电”，a对；赫兹用实验验证了电磁波的存在，b错；安培发现了磁场对电流的作用规律，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，d错.6.【解析】选c由可知，a、b错，c正确.b原与b感的方向可相同亦可相反故d错7.【解析】选c.开关接在1位置时，穿过线圈b的磁通量向右，当开关从1位置断开时，穿过线圈b的磁通量减小，根据楞次定律可知，回路b中产生顺时针方向的感应电流，即电流由q到p；当开关打向2位置时，线圈b中有向左方向的磁场，且磁通量增加，根据楞次定律，回路b中产生顺时针方向的感应电流，即电流由q到p.所以整个过程，通过r的电流方向始终是由q到p，故c正确.8.【解析】选b.闭合回路向右匀速运动时,穿过回路的磁通量不变,回路中不产生感应电流,根据电压表、电流表工作原理,两表示数均为零,b项正确.9.【解析】选b导体棒下落切割磁感线，产生感应电动势，当闭合开关时，若此时速度v恰好满足：则导体棒做匀速下落运动，故a有可能；若刚闭合开关时，vv0，即导体棒向下减速运动，直到速度减小到v0，受力平衡，导体棒做匀速运动，故d有可能；若速度均匀增加，则导体棒受到的安培力也随之变化，合外力变，则加速度也变化，与速度均匀变化矛盾，故b不可能10.【解析】选b.由e=blv、f安=bil可得导体棒的速度为v时的安培力为d错；对导体棒受力分析如图甲所示，据牛顿运动定律判断可得导体棒的运动情况如图乙所示，由图乙可知导体棒在这一过程中的平均速度大于a错；由法拉第电磁感应定律得到导体棒这一过程中的电量因此导体棒下滑的位移b对；由能量关系可得这一过程产生的焦耳热c错，故选b.11【解析】由于线圈自感系数很大，刚闭合开关时，线圈上产生自感电动势等于电源的电动势，所以回路中瞬时电流为零；等稳定后，由于线圈的电阻不计，所以线圈两端的电压为零，回路的电流i=e/(r+r)所以，电压表的示数从e变化到0；电流表的示数从0变化到e/（r+r）答案：e 0 0 e/（r+r）12.【解析】在探究中,会产生感应电流,在探究中,会产生感应电流,在探究中,会产生感应电流.由以上可知，穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件.答案：(1) (2) (3)（4）穿过闭合回路的磁通量发生变化13.【解析】（1）由图可知：在06 s内 （2分） （3分）（2）电容器上的电荷量 （3分）答案：（1）6.710-3 v （2）410-7 c14.【解析】（1）每个小灯泡中的电流为 （2分）则ab中的电流为i=2i1=1 a由右手定则知通过ab棒的电流方向为由b到a （2分）（2）ab产生的感应电动势e=u1+ir=6 v+11.0 v=7 v （3分）由e=blv，知ab的运动速度 （3分）（3）电路的总功率p=ie=7 w （2分）答案：（1）1 a 由b到a （2）70 m/s （3）7 w15.【解析】（1）ab棒离开磁场右边界前做匀速运动，速度为vm.e=blvm （2分） （1分）对ab棒，f-f安=0 （1分）f安=bil （1分）解得 （3分）（2）由能量守恒定律可得 （2分）得 （2分）答案：16.【解析】（1）金属棒从静止开始做加速度逐渐减小的加速运动，当合外力为零时速度达到最大，受力分析如图，则：mgsin=f安+ff （3分）ff=fnmgcos (1分)f安=bil (1分) (1分)代入数据得：vm=3.2 m/s （1分）（2）由牛顿第二定律得：mgsin-f安-ff=ma （3分）f安=bil （1分） （1分）代入数据得：a=1.5 m/s2. （2分）答案：（1）3.2 m/s (2)1