2019学年高二物理课后训练(人教版选修3-2)：第4章电磁感应综合检测A

1、第四章综合检测（A卷）一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每题给出的四个选项中，有的只 有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求，全部选对的得4 分，选对但不全的得 2 分,有选错的不得分）1.关于真空冶炼和电熨斗的说法正确的是（）A .它们都是只利用电流的热效应工作的B 它们都是利用电磁感应现象中产生的涡流工作的C.前者是利用电磁感应现象中产生的涡流及电流的热效应工作的，后者是利用电流的热 效应工作的D .前者利用的是变化的电流，后者利用的是恒定的电流答案 C解析 真空冶炼是利用涡流及电流的热效应工作的，电熨斗利用电流的热效应工作，所以真空冶炼需要变化的交流电产

2、生变化的磁场，电熨斗可用直流电也可用交流电，应选C。2 如图所示，无限大磁场的方向垂直于纸面向里，A 图中线圈在纸面内由小变大（由图中实线矩形变成虚线矩形），B 图中线圈正绕 a 点在平面内旋转，C 图与 D 图中线圈正绕 00 轴转动，则线圈中不能产生感应电流的是（答案 B解析 选项 A 中线圈面积 S 变化，选项 C、D中线圈面积与磁感应强度B 的夹角变化，都会导致穿过线圈的磁通量变化而产生感应电流；选项B 中，B、S 及两者夹角均不变，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，故选B。3.如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv 的是（）耳乙丙丁A .乙和丁B .甲、乙、丁C

3、.甲、乙、丙、丁D .只有乙答案 B解析 甲、乙、丁中切割磁感线的有效长度均为I，丙中切割磁感线的有效长度为I = Isin0,则 E = Bl vsin0,故 B 正确。4.2019 山东高考如图甲，Ro为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连 接在一周期为 To的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过Ro的电流 i 始终向左，其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环a 端电势高于 b 端时，a、b 间的电压 uab为正，下列 uab t图象可能正确的是（）答案 C解析由女培疋则知：00.25 T。，圆环内的磁场垂直纸面向里逐渐增大，由楞次定律知,若圆环闭合，感应电流是逆时针方向，逐渐减

4、小至0； 0.25T0.5T，圆环内的磁场垂直纸面向里逐渐减小，由楞次定律知，若圆环闭合，感应电流是顺时针方向，逐渐增大。以后周期性 变化，选项 C正确。5. 2019 江苏高考如图所示，一正方形线圈的匝数为 n,边长为 a,图乙答案 C解析 闭合 S,稳定后，由于线圈L 的直流电阻为零，所以线圈两端电压为零，又因为电小，线圈中产生与原电流方向相同的自感电动势，并作用在电容器上，所以，此时电容器 极板带正电，b 极板带负电，C 正确、D 错误。7.如图所示，有缺口的金属圆环与板间距为d 的平行板电容器的两极板焊接在一起，金属圆环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场，现使金属圆环以恒定不变的速度应为（

5、）答案 C解析 金属圆环进入磁场过程中切割磁感线的金属丝的有效长度先变大后变小，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀地增大到 2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）2 2BanBaA.2tB 2 2 2nBa2nBaC.Dt答案 B解析 磁感应强度的变化率=豊，法拉第电磁感应定律公式可写成E=nItB1Ba2n 云 S,其中磁场中的有效面积 S= qa2，代入得 E= ng，选项 B 正确,A、C、 D 错误。6如图所示的电路中，电源电动势为E,线圈 L 的电阻不计。以下判断正确的是（）A 闭合 S,稳定后，电容器两端电压为 E

6、B 闭合S,稳定后，电容器的a 极板带正电C.断开S 的瞬间，电容器的a 极板带正电D 断开 S 的瞬间，电容器的a 极板带负电容器与线圈并联，所以电容器两端电压也为零,A、B 错误；断开 S 的瞬间，线圈 L 中电流减v 向右运动由磁场外进入磁场，在金属圆环进入磁场的过程中，电容器带电荷量Q 随时间t 变化的定性图象最后不变（完全进入磁场中），则电容器两板间电势差也是先变大后变小，最后不变，由线 C 正确。8.2019 成都高二检测闭合金属圆环由静止释放，不计空气阻力，下落高度为h,如下图所示。落地前要穿过一固定在地面上的条形磁铁，则下落时间B 正确。9.2019 课标全国卷n如图，直角三角

7、形金属框 abc 放置在匀强磁场 中，磁感应强度大小为 B，方向平行于 ab 边向上。当金属框绕 ab 边以角速 度3逆时针转动时，a、b、c 三点的电势分别为 Ua、Ub、Uc。已知 bc 边的长度为 I。下列判断正确的是（）A . UaUc,金属框中无电流B.UbUc，金属框中电流方向沿a b c a12C. Ubc=- 2BI3,金属框中无电流Q = CU 可知图解析 若没有条形磁铁，线圈自由下落，则下落时间应电流，线圈受安培力作用,方向向上，加速度小于 g,故下落时间t()D .无法确定有磁铁时，线圈中产生感B .转过 90 时线圈的感应电动势为零1C.转过 90 的过程中线圈中的平均

8、感应电动势为 2 BLD答案 BD边切割磁感线，感应电动势Ei= Blv = BLD= BSM0, A 错；转过 90时，线圈的四条边均错、D 正确。11. 2019 安徽高考英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为 r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+ q 的小球。已知磁感应强度 B 随时间均匀增加，其变化率为 k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()A. 012B.歹 qk2 ,C.2nqk答案 D2 .D .nqk解析 变化的磁场产生的感生电动势为E=Bn2= kn2，小球在环上运动

9、一周感生电场对其所做的功 W= qE= qkn2, D 项正确，A、B、C 项错误。12.(多选)2019 四川高考如图所示，不计电阻的光滑 U 形 金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P 固定在框上，H、P 的间距很小。质量为 0.2 kg 的细金属杆 CD 恰好无挤压地放在 两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m 的正方形，其有效电阻为 0.1Q。此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B= (0.4 0.2t) T,图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形D 转过 90。的过程中线圈中的平均感应电动势为2BLDn解析 A、B 两选

10、项中都是瞬时感应电动势，用E= Blv 求解比较方便。t= 0 时，只有 cd不切割磁感线,E2= 0, B 正确；C、D 两选项求的都是平均感应电动势，用转过 90的过程中，穿过线圈的磁通量由2n时间 盘=T=严，故平均电动势为:442 BLD云=三2 2BLD故 C710 变为二较方便。变。则()A . t= 1 s 时，金属杆中感应电流方向从C 到 DB.t= 3 s 时，金属杆中感应电流方向从D 到 CC.t= 1 s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.1 ND.t= 3 s 时，金属杆对挡板 H 的压力大小为 0.2 N 答案 AC解析 由于磁感应强度随时间的变化规律是B= (

11、0.4 0.2t) T,则在 t = 1 s 时，穿过金属杆与金属框围成的平面的磁通量向下且在减小，则根据楞次定律可知， 金属杆 CD 中的感应电流 的方向从 C 到 D，故 A 项正确；在 t = 3 s 时，穿过金属杆与金属框围成的平面的磁通量向上且在增大，则根据楞次定律可知，金属杆CD 中的感应电流的方向从 C 到 D，故 B 项错误；根据法拉第电磁感应定律可得，在 t= 1 s 时，回路中产生的感应电动势的大小为E= L1 2BSin30=0.1 V，根据闭合电路欧姆定律和电路的串并联知识可得，流经金属杆CD 的电流大小为 I=R= 1 A，又根据平衡条件可知，在 t= 1S时挡板 P

12、 对金属杆 CD 产生的弹力为 F= BILsin301=0.2X1X1X2 N = 0.1 N，又根据牛顿第三定律可得，在t = 1S时金属杆 CD 对挡板 P 产生的压力为 0.1 N，故 C 项正确；根据法拉第电磁感应定律可得，在t= 3S时，回路中产生的感2 AR应电动势的大小为E = L20si n30 =0.1 V，根据闭合电路欧姆定律和电路的串并联知识可E，得，流经金属杆 CD 的电流大小为 I =E= 1 A，又根据平衡条件可知，在t = 3S时挡板 HR1对金属杆 CD 产生的弹力为 F = BI Lsin30 = 0.2X1X1X-N = 0.1 N，根据牛顿第三定律可得，

13、在 t = 3S时金属杆 CD 对挡板 H 产生的压力为 0.1 N，故 D 项错误。、填空题(本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分)13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，那么合上开关后可能出现的 情况有：A .将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将B.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将答案如图所示。中的电流按原方向自右向左逐渐减为零，而Gi中的电流和原方向相反，变为自左向右，和G2中的电流同时减为零；也就是Gi指针先立即偏向左方，然后缓慢地回i5.为了诊断病人的

14、心脏功能和动脉中血液粘滞情况，需要测量血A.向右偏转一下B 向左偏转一下解析（1）电源、开关、滑动变阻器、原线圈应组成闭合回路；副线圈与灵敏电流计组成合回路。（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。14在如图所示电路中，L 为电阻很小的线圈，Gi和 G2为零点在表盘 中央的相同的电流表。当开关S 闭合时，电流表 Gi指针偏向右方，那么当开关 S 断开时，将出现的现象是A Gi和 G2指针都立即回到零点B Gi指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点C. Gi指针缓慢回到零点，而G2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D. Gi指针先立即偏向左方，然后缓慢

15、地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点答案解析电流表指针的偏转方向与电流的流向有关。根据题意，电流自右向左时，指针向右偏。那么, 电流自左向右时，指针应向左偏。当开关S 断开瞬间，L 由于自感作用，电流不能立即消失,电流沿 LTG2Gi的方向在由它们组成的闭合回路中继续维持一个短时间，即G2到零点，而 G2指针缓慢地回到零点，故 D 项正确。为 d，则血液在血管中的流速v=,流量 Q =管中血液的流速和流量（单位时间内流过血管横截面的血液的体积）。如图所示是电磁流量计示意图，将血管置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，测得血管两侧电压为U。已知血管的直径解析 由U= Bdv,得 v=Bd，Q=7i(

16、2)2v=nd-U。三、计算题(共 44 分。 解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)16. 2019 江苏高考(10 分)如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为 L,长为 3d，导轨平面与水平面的夹角为0,在导轨的中部刷有一段长为d 的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为 m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨 垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R,其他部分的电阻均不计，重力加速度为 g。求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数也(2)导体棒匀速运动的速度大小

17、v;整个运动过程中，电阻产生的焦耳热答案(1)tan0詈罟,.m3g2R2sin20(3)2mgdsin0-蔚芒解得尸 tan0(2)在光滑导轨上 感应电动势 E = BLv感应电流 I = R安培力 F安=BIL导体棒受力平衡有 F安=mgs in0解得 v=B L摩擦生热 QT=卩 mgdos012由能量守恒定律有 3mgdsin0=Q + QT+?mv解析(1)在绝缘涂层上导体棒受力平衡有mgsin0=mgos03 2 2.2 m g R sin0解得 Q= 2mgdsin0-02B L17. 2019 成都高二检测(11 分)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.

18、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= 1.0Q。导轨电阻不计，当导体棒紧贴导轨匀速下滑时， 均标有“ 6V 3W”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。答案 (1)1 A 由 b 到 a (2)70 m/s (3)7 W解析(1)每个小灯泡中的电流为I1= f = 0.5 A则 ab 中的电流为 1 = 2li= 1 A由右手定则知通过 ab 棒的电流方向为由 b 到 a (2)ab 产生的感应电动势:E=Ui+IR=6 V+1X1.0 V=7 V由 E

19、 = BLv,知 ab 的运动速度 v =書=70 m/s电路的总功率 P= IE = 7 W18. 2019 衡水中学高二一调(11 分)如图所示，平行金属导轨MN、固定在同一水平面上，两导轨间距L = 0.25 m，电阻 R= 0.5Q,导轨上停放一质量m= 0.1kg、电阻 r = 0.1Q的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度(1)分析证明金属杆做匀加速直线运动;求金属杆运动的加速度大小;写出外力 F 随时间变化的表达式;(4)求第 2.5 s 末外力 F 的瞬时功率。PQ 光滑且足够长,B = 0.4 T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F 沿水平方向拉杆，使

20、其由静止开始运动，理想电压表的示数 U 随时间 t 变化的关系如图h(a)(b)所示。答案 见解析(2)2.4 m/s2(3)F = 0.04t + 0.24(N)(4)2.04 WR BLvR解析(1)U = E-=- , U 因 U 随时间均匀变化，故v 也随时间均匀变化，金R+ r R+ r属杆做匀加速直线运动。由图象 心晋=普=，则金属杆运动的加速度 R+ rR+ r2 2m/s = 2.4 m/s。(3)由牛顿第二定律22丄B L atF = F安+ ma= BIL + ma=+ ma= 0.04 t + 0.24(N)。(4)第 2.5 s 末外力 F 的瞬时功率 P = Fv=

21、(0.04t+ 0.24)at = 2.04 W。19. 2019 天津高考(12 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 I, cd 边长为 2l, ab 与 cd 平行，间距为 2l。匀强磁场区域的上下边界均水平，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2l,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，且ab、cd 边保持水平，重力加速度为 g。求：(1) 线框 ab 边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。答案