高中物理 第一章 电磁感应阶段验收评估 教科版-2

1、学必求其心得，业必贵于专精第一章电磁感应(时间：50分钟满分：100分）一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分,第15小题中只有一个选项符合题意，第68小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1。如图1所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直,o1o2和o3o4都是线圈的对称轴,下列线圈的运动不能产生感应电流的是（）图1a向左或向右平动 b以o1o2为轴转动c以o3o4为轴转动 d以ab为轴转动解析：选a线圈向左或向右平动时，穿过线圈的磁通量都不发生变化，故不会产生感应电流，选项a错误；线圈以o1o2、

2、o3o4为轴转动或者以ab为轴转动时,穿过线圈的磁通量都要发生变化，能够产生感应电流，故选a。2.如图2所示，两个闭合正方形线框a、b的中心重合，放在同一水平面内。当小线框a中通有不断增大的顺时针方向的电流时，对于线框b，下列说法中正确的是（)图2a有顺时针方向的电流且有收缩的趋势b有顺时针方向的电流且有扩张的趋势c有逆时针方向的电流且有收缩的趋势d有逆时针方向的电流且有扩张的趋势解析：选d根据右手螺旋定则可得，a中电流的磁场向里且逐渐增大,根据楞次定律可得，穿过线框b的磁场增大，感应电流的磁场的方向向外,感应电流的方向为逆时针方向，a环外的磁场的方向与a环内的磁场的方向相反，当a环内的磁场增

3、强时，b环具有面积扩展的趋势，故d正确.3如图3所示,在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接“1，现把它从“1”扳向“2”.则在此过程中，电阻r中的电流方向是()图3a先由pq，再由qp b先由qp,再由pqc始终由qp d始终由pq解析:选c单刀双掷开关原来接“1”，现把它从“1”扳向“2”，此过程中，穿过线圈b的磁通量先减少后增加，由楞次定律判断b线圈中感应电流的方向始终由qp。选项c正确。4。如图4所示,竖直放置的铜盘下半部分置于水平的匀强磁场中，盘面与磁场方向垂直,铜盘安装在水平的铜轴上，有一“形”金属线框平面与磁场方向平行，缺口处分别通过铜片c、d与转动轴、铜盘的边缘接触，构成

4、闭合回路.则铜盘绕轴匀速转动过程中，下列说法正确的是（）图4a电阻r中没有感应电流b电阻r中的感应电流方向由a至bc穿过闭合回路的磁通量变化率为零d穿过闭合回路的磁通量变化率为一非零常量解析：选d将铜盘看成是由无数条铜条组成，铜条在外力的作用下做切割磁感线运动，故电路中产生感应电流,选项a错误；由右手定则可以判断出，电阻r中的感应电流方向由b至a，选项b错误；由于电路中有感应电流产生，故穿过闭合回路的磁通量的变化率不为零，所以选项c错误，d正确.5.如图5所示，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁（质量为m）,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合。则悬挂磁铁的

5、绳子中拉力f随时间t变化的图像可能是()图5解析：选b铜环靠近磁铁过程中，感应电流总是阻碍磁体间的相对运动，所以感应电流阻碍铜环靠近磁铁，给铜环一个向上的安培力，即铜环给磁铁一个向下的力，故绳子的拉力大于重力；当铜环在磁铁中间时,磁通量变化率为零,无感应电流，没有安培力，拉力等于重力;当铜环远离磁铁过程中，感应电流阻碍铜环的远离对铜环施加一个向上的安培力，即铜环给磁铁一个向下的力，故绳子的拉力大于重力，故b正确.6.如图6所示,在磁感应强度b1。0 t 的匀强磁场中，金属杆pq在外力f作用下在粗糙u型导轨上以速度v2 m/s向右匀速滑动，两导轨间距离l1。0 m，电阻r3。0 ，金属杆的电阻r

6、1.0 ，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是（)图6a通过的感应电流的方向为由d到ab金属杆pq切割磁感线产生的感应电动势的大小为2。0 vc金属杆pq受到的安培力大小为0.5 nd外力f做功大小等于电路产生的焦耳热解析:选bc根据右手定则，通过r的感应电流的方向为由a到d，所以a错误；eblv112 v2 v，b正确；i a0.5 a,fbil0。5 n，c正确；由能量守恒可知,外力f做功还有一部分因摩擦生热转换成了内能,d错误。7如图7甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度b的正方向，螺线管与u型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环l

7、,圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时,下列选项中正确的是（）图7a在t1时刻,金属圆环l内的磁通量最大b在t2时刻,金属圆环l内的磁通量最大c在t1t2时间内， 金属圆环l内有逆时针方向的感应电流d在t1t2时间内，金属圆环l有收缩的趋势解析：选bd当螺线管内的磁感应强度随时间按题图乙所示规律变化时,在导线框cdef内产生感应电动势和感应电流，在t1时刻，感应电流为零,金属圆环l内的磁通量为零,选项a错误；在t2时刻,感应电流最大，金属圆环l内的磁通量最大，选项b正确；由楞次定律，在t1t2时间内，导线框cdef内产生逆时针方向感应电流，感应电流

8、逐渐增大，金属圆环l内磁通量增大，根据楞次定律,金属圆环l内有顺时针方向的感应电流,选项c错误；在t1t2时间内，金属圆环l有收缩的趋势，选项d正确.8如图8所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为，图中虚线下方区域内存在磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。两金属杆质量均为m，电阻均为r，垂直于导轨放置。开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处，金属杆cd处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住。现将金属杆ab由静止释放，当金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动.已知重力加速度为g，则（）图8a金属杆ab进入磁场时感应电流的方向为由b到ab金属杆ab进入磁场时速

9、度大小为c金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为d金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零解析：选ab由右手定则可知，ab进入磁场时产生的感应电流由b流向a,故a正确；当ab进入磁场时做匀速运动，则mgsin ,解得v,故b正确；ab进入磁场产生的感应电动势：eblv，解得e,故c错误；由左手定则可知,cd受到的安培力平行于斜面向下，则cd对两根小柱的压力不为零，故d错误。二、计算题(本题共3小题，共52分）9（16分)(1)如图9甲所示,两根足够长的平行导轨,间距l0。3 m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度b10。5 t。一根直金属杆mn以v2 m/s的速度向右匀

10、速运动，杆mn始终与导轨垂直且接触良好.杆mn的电阻r11 ,导轨的电阻可忽略。求杆mn中产生的感应电动势e1。(2）如图乙所示，一个匝数n100的圆形线圈,面积s10.4 m2,电阻r21 .在线圈中存在面积s20.3 m2垂直线圈平面（指向纸外）的匀强磁场区域，磁感应强度b2随时间t变化的关系如图丙所示。求圆形线圈中产生的感应电动势e2。(3）有一个r2 的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的导轨和图乙中的圆形线圈相连接，b端接地。试判断以上两种情况中，哪种情况a端的电势较高？求这种情况中a端的电势a。 图9解析：（1)杆mn做切割磁感线的运动,e1b1lv产生的感应电动势e10。3 v。(

11、2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化，e2ns2产生的感应电动势e24。5 v.（3）当电阻r与题图甲中的导轨相连接时，a端的电势较高，通过电阻r的电流i电阻r两端的电势差abira端的电势air0.2 v。答案：（1)0。3 v（2）4。5 v(3)与图甲中的导轨相连接a端电势高a0。2 v10。 (16分)如图10所示,两根等高的四分之一光滑圆弧轨道，半径为r、间距为l,图中oa水平，co竖直,在轨道顶端连有一阻值为r的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为b。现有一根长度稍大于l、质量为m、电阻不计的金属棒从轨道的顶端ab处由静止开始下滑，到达轨道底端cd时受到轨道的支持力为

12、2mg.整个过程中金属棒与导轨接触良好,轨道电阻不计，求：图10（1)金属棒到达轨道底端cd时的速度大小和通过电阻r的电流大小；(2）金属棒从ab下滑到cd过程中回路中产生的焦耳热和通过r的电荷量。解析：(1)到达轨道底端cd时由牛顿第二定律：2mgmgm解得v感应电动势eblv感应电流i所以i。（2）由能量守恒定律得:qmgrmv2产生的焦耳热qmgr平均感应电动势平均感应电流通过r的电荷量qt解得q。答案：（1)vi(2）qmgrq11(20分)小明同学设计了一个“电磁天平，如图11所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡.线圈的水平边长l0。1 m，竖直边长h0.3 m,匝

13、数为n1。线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强度b01.0 t，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在02。0 a范围内调节的电流i。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。（重力加速度取g10 m/s2)图11(1)为使电磁天平的量程达到0.5 kg,线圈的匝数n1至少为多少？（2）进一步探究电磁感应现象，另选n2100匝、形状相同的线圈, 总电阻r10 。不接外电流，两臂平衡.如图12所示，保持b0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度b随时间均匀变大，磁场区域宽度d0.1 m。当挂盘中放质量为0。01 kg的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率。图12解析：（1）线圈受