20152016学年高中物理第1章电磁感应章末检测卷教科版选修32

2015-2016学年高中物理第1章电磁感觉章末检测卷教科版选修3-2.2015-2016学年高中物理第1章电磁感觉章末检测卷教科版选修3-2.2015-2016学年高中物理第1章电磁感觉章末检测卷教科版选修3-2.EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.【步步高教案导学设计】2015-2016学年高中物理第1章电磁感觉章末检测卷教科版选修3-2(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(此题共6小题，每题4分，共24分)1．2013年12月我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，估计在2020年将实行载人登月．若是宇航员登月后想探测一下月球表面能否有磁场，他手边有一只敏捷电流表和一个小线圈，则以下推测正确的选项是()A．直接将电流表放于月球表面，看能否有示数来判断磁场有无B．将电流表与线圈构成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈构成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D．将电流表与线圈构成闭合回路，使线圈在某个平面内沿两个相互垂直的方向运动，月球表面如有磁场，则电流表起码有一次示数不为零答案C分析电流表有示数时可判断有磁场存在，沿某方向或某平面运动而无示数不可以确立磁场是否存在，只有C正确．2．好多同样的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直搁置，其下端与圆筒上端张口平齐．让条形磁铁从静止开始着落．条形磁铁在圆筒中的运动速率()A．均匀增大B．先增大，后减小C．渐渐增大，趋于不变D．先增大，再减小，最后不变答案C分析竖直圆筒相当于闭合电路，磁铁穿过闭合电路，产生感觉电流，依据楞次定律，磁铁遇到向上的阻挡磁铁运动的安培力，开始时磁铁的速度小，产生的感觉电流也小，安培力也小，磁铁加快运动，跟着速度的增大，产生的感觉电流增大，安培力也增大，直到安培力等于重力的时候，磁铁匀速运动，所以C正确．1EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.3．如图1所示是研究通电自感实验的电路图，A1、A2是两个规格同样的小灯泡，闭合开关S调理滑动变阻器R的滑动触头，使两个灯泡的亮度同样，调理滑动变阻器R1的滑动触头，使它们都正常发光，而后断开开关．从头闭合开关，则()图1A．闭合瞬时，A1马上变亮，A2渐渐变亮B．闭合瞬时，A1、A2均马上变亮C．稳固后，L和R两头的电势差必定同样D．稳固后，A1和A2两头的电势差不同样答案C分析依据题设条件可知，闭合开关调理滑动变阻器R的滑动触头，使两个灯泡的亮度同样，说明此时滑动变阻器R接入电路的阻值与线圈L的电阻同样大，断开开关再从头闭合开关的瞬时，依据自感原理可判断，A2马上变亮，而A1渐渐变亮，A、B均错误；稳固后，自感现象消逝，依据题设条件可判断，线圈L和R两头的电势差必定同样，A1和A2两头的电势差也相同，所以C正确，D错误．4.如图2所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．开释导线框，它由实线地点着落到虚线地点未发生转动，在此过程中()图2A．导线框中感觉电流的方向挨次为ACBA→ABCA→ACBAB．导线框的磁通量为零时，感觉电流也为零C．导线框所受安培力的协力方向挨次为向上→向下→向上D．导线框所受安培力的协力为零，做自由落体运动答案A2EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.分析依据右手螺旋定章可知导线上方的磁场方向垂直纸面向外，下方的磁场方向垂直纸面向里，并且越凑近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC在降落过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当BC边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量渐渐减小至零，而后随导线框的降落，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当达到最大，持续降落时因为导线框渐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再渐渐减小，所以依据楞次定律可知，感觉电流的磁场老是阻挡内部磁通量的变化，所以感觉电流的磁场先向里，再向外，最后向里，所以导线框中感觉电流的方向挨次为ACBA→ABCA→ACBA，A正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍旧在变化，有感应电动势产生，所以感觉电流不为零，B错误；依据对楞次定律的理解，感觉电流的成效总是阻挡导体间的相对运动，因为导线框向来向下运动，所以导线框所受安培力的协力方向一直向上，不为零，C、D错误．如图3所示，质量为m、高为h的矩形导线框在竖直面内自由着落，其上下两边一直保持水平，途中恰巧匀速穿过一有理想界限、高亦为h的匀强磁场地区，线框在此过程中产生的内能为()图3A．mghB．2mghC．大于而小于2mghD．大于2mghmgh答案B分析因线框匀速穿过磁场，在穿过磁场的过程中合外力做功为零，战胜安培力做功为2mgh，产生的内能亦为2mgh，应选B.6.如图4所示为几个有理想界限的磁场地区，相邻地区的磁感觉强度B大小相等、方向相反，地区的宽度均为L.现有一边长为L的正方形导线框由图示地点开始，沿垂直于地区界限的方向匀速穿过磁场地区，速度大小为v.设逆时针方向为电流的正方向，以下选项中能正确反应线框中感觉电流随时间变化的图像是()图43EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.答案D分析导线框刚进入磁场0至L的过程中，由右手定章知，感觉电流的方向为顺时针方向，BLv即负方向，感觉电流I＝R，大小恒定，A、B错误；导线框进入磁场中L至2L的过程中，导线框左右双侧均切割磁感线，由右手定章，可判断感觉电流的方向为逆时针方向，即为正2BLv方向，感觉电流I′＝R，C错误，D正确．二、多项选择题(此题共4小题，每题5分，共20分．每题起码有两个选项正确，选对得5分，漏选得2分，错选得0分)7．如图5所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触优秀，在向右匀速经过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示．不计轨道电阻．以下表达正确的选项是()图5A．FM向右B．FN向左C．FM渐渐增大D．FN渐渐减小答案BCD分析依据安培定章可判断出，通电导线在M区产生竖直向上的磁场，在N区产生竖直向下的磁场．当导体棒匀速经过M区时，由楞次定律可知导体棒遇到的安培力向左．当导体棒匀速经过N区时，由楞次定律可知导体棒遇到的安培力也向左，选项A错误，B正确．设导体棒的电阻为r，轨道的宽度为L，导体棒产生的感觉电流为I′，则导体棒遇到的安培力F安BLvB2L2vM区时，磁场由弱到强，所以M＋，在导体棒从左到右匀速经过RrRr增大；在导体棒从左到右匀速经过N区时，磁场由强到弱，所以FN渐渐减小，选项C、D正确．4EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.8.用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径．如图6所示，在ab的左边存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感觉强度大小随时间的变化率B＝k(k＜0)．则()t图6A．圆环中产生逆时针方向的感觉电流B．圆环拥有扩充的趋向krSC．圆环中感觉电流的大小为|2ρ|12D．图中a、b两点间的电势差大小为Uab＝|4πkr|答案BD分析由题意可知磁感觉强度均匀减小，穿过闭合线圈的磁通量减小，依据楞次定律能够判断，圆环中产生顺时针方向的感觉电流，圆环拥有扩充的趋向，故A错误，B正确；圆环中产生的感觉电动势为＝Φ＝B＝|12|，圆环的电阻为＝ρl＝2πρr，所以圆环EtSSSt2EkrS11中感觉电流的大小为I＝R＝|4ρ|，故C错误；图中a、b两点间的电势差Uab＝I×2R＝|4πkr2|，故D正确．9.如图7所示，边长为L的正方形线框，从图示地点开始沿圆滑斜面向下滑动，途中穿越垂直纸面向里、有理想界限的匀强磁场地区，磁场的宽度大于L，以i表示导线框中的感觉电流，从线框刚进入磁场开始计时，取逆时针方向为电流的正方向，以下i－t关系图像，可能正确的选项是()图7答案BC5EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.分析边长为L的正方形线框，从图示地点开始沿圆滑斜面向下滑动，若进入磁场时所受安培力与重力沿斜面方向的分力均衡，则线框做匀速直线运动，感觉电流为一恒定值；完整进入后磁通量不变，感觉电流为零，线框做匀加快直线运动；从磁场中出来时，感觉电流方向相反，所受安培力大于重力沿斜面方向的分力，线框做加快度减小的减速运动，感觉电流减小，选项B正确．同理可知，选项C正确．10.如图8所示，竖直平行金属导轨、上端接有电阻，金属杆ab质量为，跨在平行MNPQRm导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感觉强度为B，不计金属杆与导轨电阻及全部摩擦，且金属杆与导轨接触优秀．若金属杆在竖直向上的拉力F作用下匀速上涨，则以下说法正确的选项是()图8A．拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量B．金属杆战胜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添量D．拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量答案BD分析当拉力F拉着金属杆匀速上涨时，拉力要战胜重力和安培力做功，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添的重力势能之和，选项A错误，D正确．战胜安培力做多少功，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添量，选项C错误．三、填空题(此题共2小题，共9分)11.(3分)如图9所示，半径为r的金属圆围绕经过直径的轴′以角速度ω匀速转动，匀OO强磁场的磁感觉强度为B，以金属环的环面与磁场方向重合时开始计时，求在转动30°角的过程中，环中产生的均匀感觉电动势为________．图96EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.答案3Bωr2分析Φ＝Φ－Φ＝BSsin301221π又t＝θ＝6＝πωω6ω12所以E＝2Bπr＝3Bωr2.Φ＝πt6ω12.(6分)把一个矩形线圈从有理想界限的匀强磁场中匀速拉出，如图10所示，第一次速度为v，第二次速度为v，且v＝2v，则两状况下拉力所做的功之比W∶W＝________，拉力122112的功率之比P1∶P2＝________，线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝________.图10答案1∶21∶41∶2分析设线圈的ab边长为L，bc边长为L′，整个线圈的电阻为R，把ab边拉出磁场时，cd边以速度v匀速运动切割磁感线，产生的感觉电动势E＝BLv其电流方向从c指向d，线圈中形成的感觉电流EBLvI＝＝RRB2L2vcd边所受的安培力F＝BIL＝R为了保持线圈匀速运动，所需拉力大小为B2L2vF′＝F＝BIL＝R＝′′＝B2L2L′所以拉出线圈过程拉力所做的功vWFLRB2L22拉力的功率P＝F′v＝Rv线圈中产生的焦耳热′′222L222BLvBLLQ＝IRt＝R2R·v＝Rv＝W由上边得出的W、P、Q的表达式可知，两种状况下拉力所做的功、功率及线圈中的焦耳热之比分别为1∶2、1∶4、1∶2.四、计算题(此题共4小题，共47分．)13．(11分)如图11甲所示，横截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中．磁7EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.场方向垂直纸面，其磁感觉强度B随时间t的变化规律如图乙所示，设垂直纸面向外为B的正方向．R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负．图11答案7.2×10－6C上极板带正电B分析E＝ntS＝100×1×＝电路中的电流I＝E＝A＝0.04AR1＋R24＋6所以UC＝U2＝IR2＝×6V＝0.24VQ＝CU＝30×10－6×0.24C＝×10－6C.14．(11分)如图12所示，ef、gh为水平搁置的足够长的平行圆滑导轨，导轨间距为L＝1m，导轨左端连结一个R＝3Ω的电阻，一根电阻为1Ω的金属棒cd垂直地放在导轨上，与导轨接触优秀，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感觉强度为B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上．现对金属棒施加4N的水平向右的拉力F，使金属棒从静止开始向右运动，试解答以下问题：图12金属棒达到的最大速度vm是多少？金属棒达到最大速度后，电阻R上的发热功率为多大？答案(1)4m/s(2)12W分析(1)当金属棒速度最大时，拉力与安培力大小相等．B2L2vmFR＋r＋＝F，vm＝22＝4m/sRrBL(2)回路中电流为m上的发热功率为＝2＝12W.I＝BLv＝2A，电阻RR＋rPIR15.(12分)如图13所示，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行圆滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定搁置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感觉强度为B的匀强8EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.磁场，方向垂直轨道平面斜向上．现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当abab杆速度达到稳固后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端．已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等．求拉力F的大小和ab杆最后回到ce端的速度v的大小．图13答案2sinθmgRsinθ22mgBL分析当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时，其受力如下图：由均衡条件可知：F－