2019-2020年人教版高中物理选修3-2：第四章检测(B)

1、2019-2020年人教版高中物理选修3-2:第四章检测(B)第四章检测（B）（时间:90分钟 满分:100分）一、选择题（本题共10小题,每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，16题 只有一个选项符合题目要求，710题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对 但不全的得2分，有选错或不选的得0分）J 1.如图所示，一个半球壳放在匀强磁场中，磁感线的方向与半球底面垂直，设半球壳表面积为S,底面积为金,半球面上的磁感应强度为Bi,底面处的磁感应强度为B2,穿过它们 的磁通量分别为 i和2,则下列说法中正确的是（）A.由于 1=虫2,且Si>S2,所以Bi<B2B.由于

2、Bi=B2,且Si>S2,所以 i>2C. 1二 2,Bi=B2D.因为半球面是一曲面，无法判断上述结论是否正确解析:因为磁场是匀强磁场，故B1=B2；根据磁通量的定义可知，1二2答案：C 。2.如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（）A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥解析:穿过线圈的磁场方向向下且磁通量增加，

3、由增反减同”和 来拒去留”可知选项B正 确。答案:BI 3.用均匀导线做成正方形线框，每边长为0.2 m,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以10 T/s的变化率增大时，线框中a、b两点电势差是（）a>x XX:X X ;x X ;x X ；X x ：x XXMXX xA：X XXA.Uab=0.1 VB.Uab=-0.1 VC.Uab=0.2 VD.Uab=- 0.2 V解析:EV = 0.2 V,设总电阻为2R,则U RV,由楞次定律知a端电势高，故A正确答案:AI 4.（2018全国I卷）如图所示，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点

4、O为圆心。轨道的电阻忽略不计，OM是有一定电阻、可绕。转动的金属杆，M端 位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为Bo现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到 OS位置并固定（过程 I ）;再使磁感应强度的大小以一定的变化率从 B增加到B'（过程H）。在过程I、II中， 流过OM的电荷量相等，A解析:根据q,qiq2qi=q2,解得B'B正确。答案:BI 5.（2018全国II卷）如图所示，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻 的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为1,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边 长解析

5、:在00.51过程中，前、后两边均切割磁感线，产生相同方向（顺时针）、等大不变的电 动势，产生顺时针方向、大小不变的电流；在0.511过程中，前、后两边均切割磁感线，产 生反向、等大不变的电动势，线框中总电动势为零，电流为零;在11.51过程中，前、后两 边均切割磁感线，产生相同方向（逆时针）、等大不变的电动势，产生逆时针方向、大小不 变的电流，选项D正确。答案:DI 6.如图所示，用丝线悬挂一个金属环，金属环套在一个通电螺线管上，并处于螺线管正 中央位置。若通入螺线管中的电流突然增大，则（）A.圆环会受到沿半径向外拉伸的力B.圆环会受到沿半径向里挤压的力C.圆环会受到向右的力D.圆环会受到向

6、左的力解析:无论通入螺线管的电流是从a流向b还是从b流向a,电流增大时，穿过金属环的磁 通量必增加。由于穿过金属环的磁通量由螺线管内、外两部分方向相反的磁通量共同 决定，其等效磁场方向由管内磁场方向决定。根据楞次定律，环内感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即要阻碍穿过环的磁通量的增加，因此有使环扩张的趋 势,从而使环受到沿半径向外拉伸的力。答案:AL 7.如图甲所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图乙所示的电流1则（）A.在ti到t2时间内A、B两线圈相吸B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C.ti时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间作用力最大

7、解析:从ti到t2时间内，电流方向不变，强度变小，磁场变弱，A减小,B线圈中感应电流的 磁场与A线圈中电流的磁场同向，所以A、B相吸。从t2到t3时间内，Ia反向增强，B中感 应电流的磁场与A中电流的磁场反向，互相排斥。ti时刻,Ia达到最大，变化率为零，B最 大，变化率为零，Ib=0,A、B之间无相互作用力。t2时刻,Ia=0,通过B的磁通量变化率最大 在B中产生的感应电流最大，但此刻A线圈中无电流，所以A、B两线圈间无相互作用 力。综上所述，A、B、C正确,D错误。答案:ABCI 8.如图所示，闭合铜环与闭合金属框接触放在匀强磁场中，当铜环向右移动时（金属框不动），下列说法正确的是（）A.

8、铜环内没有感应电流产生，因为它的磁通量没有变化B.金属框内没有感应电流产生，因为它的磁通量没有变化C.金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中的磁通量增加了D.铜环的半圆egf中有感应电流，因为回路egfcde中的磁通量减少了解析:当部分导体切割磁感线运动时，导体便相当于电源部分，其余部分组成外电路。当 铜环向右运动时，铜环的左右两部分形成两个并联的电源，具等效电路如图所示。由图可 知，铜环内和金属框内均有感应电流产生，A、B均错。由图知，回路abfgea中的磁通量增 加了，从而在回路中产生了感应电流，ab边和铜环的半圆egf均为abfgea回路中的部分， 且egf相当于电源部分。故选

9、 CD。答案:CDL 9.如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈 ，让传送带通过一固定匀强磁场区域 磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，根据穿过磁场后线圈间的距离，就 能够检测出不合格线圈。通过观察图形，判断下列说法正确的是（ ）传送樗 运动方囱A.若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动B.若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动C.从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D.从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈解析:若线圈合格，则由于电磁感应现象会向左移动一定距离，即相对传送带向后滑动

10、，且 合格线圈移动的距离相等，移动后线圈的间距也等于移动前的间距，由题图知线圈3与其 他线圈的间距不符，所以第3个线圈是不合格线圈。答案:ADI 10.如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝两个方向以 v 3V速度匀速拉出磁场，不计导体框重力的影响。则导体框从两个方向移出磁场的过程中 （A.导体框中产生的感应电流方向相同B.导体框中产生的焦耳热相同C.导体框ad边两端的电势差相同D.通过导体框横截面的电荷量相同解析:由楞次定律知选项A正确;根据E=Blv知，两次拉导体框的速度不同，感应电动势不 同晌右拉出时UdaUadC错误;

11、又I,所以电流不同，而q=It,选项D正确;由Q,导体框中产生 的焦耳热不同，所以选项B错误。答案:AD二、填空题（本题共2小题，共20分）I 11.（6分）由于国际空间站的运行轨道上各处的地磁场强弱及方向均有所不同，所以在运行过程中，穿过其外壳地磁场的磁通量将不断变化，这样将会导致 现象发生，从而消耗空间站的能量。为了减少这类损耗，国际空间站的外壳材料的电阻率应尽可 能选用（选填人"或小"）一些的。解析:穿过空间站外壳的磁通量发生变化，金属材料的外壳中将自成回路，产生感应电 流。为了降低这个损耗，应让产生的感应电流越小越好，也就是说,材料的电阻率越大越 好。答案:涡流（或

12、电磁感应）大I 12.（14分）（1）在探究楞次定律的实验中除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外 ，还要 用到电表。请从下列电表中选择（）A.量程为03 V的电压表B.量程为03 A的电流表C.量程为00.6 A的电流表D.零刻度在中间的灵敏电流表某同学按下列步骤进行实验：将已知绕向的螺线管与电表连接；设计表格，记录将磁铁N、S极插入和抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量 变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向；分析实验结果，得出结论。上述实验中，漏掉的实验步骤是 。1IT4f - _L士土卜二卜二十工十工十一IF-r+illjr-士上 T*1IT+1|:1| 旺十二，工土 $ Jft T

13、 JI 14 Jfc -i 二rl 二-一二LL二卜 二二二 r JIT JI- mLL接微电瓶传感器CD(3)图甲为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时 ，在计算机屏幕上得到的 波形横坐标为时间t,纵坐标为电流I。根据图线分析知道：将条形磁铁的N极插入圆形 闭合线圈时得到图甲内 所示图线。现用该磁铁，如图乙所示，从很远处按原方向沿一圆 形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去。图内中较正确地反映线圈中电流 I与 时间t关系的是 0解析：(1)楞次定律实验应该选用零刻度在中间的灵敏电流表；(2)查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系；(3)将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得

14、到图甲内 所示图线，用该磁铁的S极从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动，产生的电流方向与图甲相反,再利用对称性的特点，可知图内中B正确。答案:(1)D (2)查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系(3)B三、计算题(本题共4小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的 演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须写明数值和单位)I 13.(8分)如图所示匀强磁场的磁感应强度为 B,方向竖直向下，在磁场中有一边长为l 的正方形导线框，ab边质量为m,其余边质量不计，cd边有固定的水平轴，导线框可以绕其 转动。现将导线框拉至水平位置由静止释放，不计摩擦和空

15、气阻力，导线框经过时间t运 动到竖直位置，此时ab边的速度为v,求：此过程中线框产生的平均感应电动势的大小(2)线框运动到竖直位置时感应电动势的大小。解析：(1)线框在初位置 i=BS=Bl2,转到竖直位置 2=0,根据法拉第电磁感应定律(2)转到竖直位置时，bc、ad两边不切割磁感线，ab边垂直切割磁感线，此时求的是瞬时感 应电动势，且感应电动势的大小为E=Blv。答案：(1I 14.(10分)如图所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距1=0.5 m,导轨左端连接一个R=0.2 Q的电阻和一个理想电流表 A,导轨的电阻不计，整个装置放在磁感应强度B= 1 T的有界匀强磁场

16、中，磁场方向垂直于导轨平面向下。一根质量 m=0.4 kg、电阻r= 0.05 Q的金属棒与磁场的左边界cd重合。现对金属棒施加一水平 向右F=0.4 N的恒定拉力，使棒从静止开始向右运动，已知在金属棒离开磁场右边界 ef 前电流表的示数已保持稳定。(1)求金属棒离开磁场右边界ef时的速度大小；(2)当拉力F的功率为0.08 W时,求金属棒的加速度。解析:(1)由题意可知，当金属棒离开右边界ef时已达到最大速度Vmax,E=Blvmax,IF 安=BIl ,F 安=F,代入数据得 vmax=0.4 m/s。(2)当力F的功率为0.08 W时,金属棒的速度vm/s,F-F 安'二ma,即

17、 F代入数据得a= 0.5 m/s2,方向向右。答案:(1)0.4 m/s (2)0.5 m/s2,方向向右I 15.(10分)如图所示，凸”字形硬质金属线框质量为 m,相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l,cd边长为2l,ab与cd平行,间距为21。匀强磁场区域的上下边界 (图中虚线)均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始时，cd边到磁场上边界的距离为 21,线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动。在 ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，

18、且ab、cd边保持水平,重力加速度为go求:7 4T-2/1 一 - - 珏*(1)线框ab边即将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍；(2)磁场上下边界间的距离 H。解析:(1)设磁场的磁感应强度大小为 B,cd边刚进入磁场时，线框做匀速运动的速度为 v1,cd边上的感应电动势为Ei,由法拉第电磁感应定律，有Ei=2B1vi设线框总电阻为R,此时线框中电流为I1,由闭合电路欧姆定律，有I1设此时线框所受安培力为F1,有Fi=2Ii旧由于线框做匀速运动，其受力平衡，有mg=F1由式得V1设ab边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为V2,同理可得v2由式得V2= 4v1 0(2)线框自释放直到cd边进入磁场前，由机械能守恒定律，有2mgl线框完全穿过磁场的过程中，由能量守恒定律，有mg(2l+H)由式得H答案:(1)4倍(2I 16.(12分)如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角(=30°的斜面上，导轨电阻不计，间距1= 0.4 m,导轨所在空间被分成区域I和两区域的边界与斜面的交线为 MN, I中的匀强磁场方向垂直斜面向下，H中的匀