高中物理选修二《电磁学》模块综合检测试题

高二年级阶段性检测物理试题单项选择题（每小题3分，共30分）1.如图所示是磁场中某区域的磁感线的分布情况，则下列判断正确的是（）A．a、b两处的磁感应强度大小不等，Ba>BbB．a、b两处的磁感应强度大小不等，Ba<BbC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在b处受力一定比放在a处受力大2.如图所示，四根相同的长直导线都通以同向、等大的电流，对称放置在长方体的四条短边a、b、c、d上。O点为长方体的几何中心，下列说法正确的是A.O点的磁感应强度不为零B.其中两根导线电流反向时，O点的磁感应强度可能不变C.其中一根导线电流增大时，O点的磁感应强度可能不变D.其中两根导线电流增大时，O点的磁感应强度可能不变3.如图所示，光滑绝缘水平面上，有两根固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线上的电流同时按相同规律均匀增大，下列判断正确的是（）A．线圈1中有顺时针方向的感应电流 B．线圈2中有顺时针方向的感应电流C．线圈3中有顺时针方向的感应电流 D．线圈4中有顺时针方向的感应电流4.广州某中学的物理兴趣小组为研究条形磁铁在其轴线上各点产生磁感应强度的大小。他们在实验之前从资料上查得该处地磁场方向水平，大小为B0。接着实验小组将一条形磁铁P固定在水平桌面上。以P的右端点为原点，以中轴线为x轴建立坐标系。将一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，测出小磁针Q与X轴之间的夹角为θ，实验数据描绘出来得到sinθ与x之间的关系曲线如图所示，则下列说法正确的是（）P的右端为S极x轴方向与地磁场方向平行磁铁P在x0处产生的磁感应强度大小为B0x0处合磁场的磁感应强度大小为2B05.地磁场对宇宙高能粒子有偏转作用，从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简化为如图所示，O为地球球心、R为地球半径，地磁场只分布在半径为R和2R的两边界之间的圆环区域内，磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向里。假设均匀分布的带正电高能粒子以相同速度垂直MN沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子的重力及相互作用力。下列说法正确的是（）A．粒子无论速率多大均无法到达MN右侧地面B．若粒子速率为，正对着O处入射的粒子恰好可以到达地面C．若粒子速率为，入射到磁场的粒子均可以到达地面D．若粒子速率为，入射到磁场的粒子恰好有一半可以到达地面6.如图所示，要使金属环C向线圈A运动，导线ab在金属导轨上应（）。A．向右做匀速运动B．向左做减速运动C．向右做加速运动D．向左做加速运动7.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为L的金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为θ，电阻为2R，ab间电阻为R，M、N两点间电势差为U，则M、N两点电势的高低及U的大小分别为（）A．M点电势高，U=B．M点电势高，U=C．N点电势高，U=D．N点电势高，U=8.如图所示，边长为L、电阻为R的正方形金属线框静止在光滑绝缘的水平桌面上，其右侧有一宽度为d的匀强磁场，磁感应强度为B，方向竖直向下，磁场边界与金属线框AB边平行，而且。现金属线框在一恒力F作用下向右运动，并通过磁场区域。以v表示线框运动的速度，从线框AB边进入磁场开始计时，到线框CD边离开磁场计时结束，则这段时间内，下列线框的速度随时间变化的关系图中，不可能的是（）A.B.C.D.如图所示,水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a,b,c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，考虑导体棒电阻，不考虑导轨电阻。现将装置置于向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到的安培力大小关系为Fa>Fb=FcB.Fa=Fb=FcC.Fa=Fb>FcD.Fa>Fb>Fc如图甲所示，是由导体做成的“U”形粗糙框架，其所在平面与绝缘水平面（在水平面上）的夹角为，质量为m、电阻为R的导体棒与导轨垂直且接触良好，回路是边长为L的正方形。整个装置放在垂直框架平面的磁场中，磁场的磁感应强度大小随时间变化的关系图像如图乙所示（图中的、均已知），导体棒始终静止。重力加速度大小为g，导轨电阻不计。下列说法正确的是（）A．在时间内，导体棒中感应电流的方向由M到NB．在时间内，回路中产生的感应电动势为C．在时间内，导体棒中产生的焦耳热为D．在时刻，导体棒所受导轨的摩擦力小于二、多项选择题（每小题4分，共20分）11.如图所示，甲是质谱仪的示意图，乙是回旋加速器的原理图，丙是研究楞次定律的实验图，丁是研究自感现象的电路图，下列说法正确的是（）A．质谱仪可以用来测量带电粒子的比荷，也可以用来研究同位素B．回旋加速器是加速带电粒子装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大C．丙图中，磁铁插入过程中，电流由D．丁图中，开关S断开瞬间，灯泡可能会突然闪亮一下12.如图所示，水平导轨间距为d，在导轨中接有电源E和定值电阻R，导轨上固定了三根用同种材料制成的粗细相同的导体棒a、b、c，其中a为长度的直导体棒并垂直导轨放置，b为长度的倾斜直导体棒，c为长度的弯曲导体棒，其固定在导轨上的两个端点M、N间的距离为d，导轨电阻不计。现将装置置于垂直纸面向外的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒受到的安培力的大小关系正确的是（）A． B． C． D．13.如图所示为某种电流表的原理示意图。质量为m的匀质细金属杆的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab的长度。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．当电流表示数为零时，弹簧伸长量为Δx=B．若要使电流表正常工作，则金属杆MN的N端与电源正极相接C．若ab=l，bc=h，不计通电时电流产生的磁场的影响，那么此电流表的量程应为D．若要将电流表量程变为原来的2倍，可以将磁感应强度变为原来的2倍14.如图所示，为一磁约束装置的原理图，圆心为原点O，半径为R的圆形区域Ⅰ内有方向垂直平面向里的匀强磁场，环形区域Ⅱ内（包括其外边界）有方向垂直平面向里的匀强磁场。一带正电的粒子若以速度由A点沿y轴负方向射入磁场区域Ⅰ，则第一次经过Ⅰ、Ⅱ区域边界处的位置为p，p点在x轴上，速度方向沿x轴正方向。该粒子从A点射入后第5次经过Ⅰ、Ⅱ区域的边界时，其轨迹与边界的交点为Q，连线与x轴夹角为（未知）。不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A．在Ⅰ、Ⅱ区域内粒子做圆周运动的轨迹圆的半径之比为B．连线与x轴夹角C．粒子从A点运动到Q点的时间为D．若有一群相同的粒子以相同的速度大小从A点入射时，速度方向分布在与y轴负向成范围内，则若想将所有粒子束缚在磁场区域内，环形区域大圆半径R至少为15.如图所示，平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场．边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在平面内以角速度顺时针匀速转动．时刻，金属框开始进入第一象限．不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是（）A．在到的过程中，E一直增大B．在到的过程中，E先增大后减小C．在到的过程中，E的变化率一直增大D．在到的过程中，E的变化率一直减小三、计算题（本大题共4小题，满分50分）16.（本题满分8分）如图所示，在磁感应强度为B且范围足够大的匀强磁场中有一个面积为S的线框。线框平面与匀强磁场方向成角，则：（1）通过该平面的磁通量为多少？（2）若将线框从水平位置Ⅰ顺时针转到竖直位置Ⅱ，则磁通量变化量为多少？（3）若将线框从水平位置Ⅰ转到水平位置Ⅲ，顺时针旋转和逆时针旋转的磁通量变化量各为多少？（本题满分12分）如图所示，仅在xOy平面的第Ⅰ象限内存在垂直纸面的匀强磁场，一细束电子从x轴上的P点以大小不同的速率射入该磁场中，速度方向均与x轴正方向成锐角。已知速率为的电子可从x轴上的Q点离开磁场，不计电子间的相互作用，电子的重力可以忽略，已知PQ=l，OP=3l，电子的电量为e，质量为m，求（1）磁感应强度的大小和方向；（2）能从y轴垂直射出的电子的速率。（本题满分14分）舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为。开关S与1接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻，同时施加回撤力，在和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的图如图2所示，在至时间内，时撤去F。已知起飞速度，，线圈匝数匝，每匝周长，动子和线圈的总质量，飞机质量，，，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求（1）恒流源的电流；

（2）线圈电阻；

（3）时刻。（本题满分16分）中国“人造太阳”在核聚变实验方而取得新突破，该装置中用电磁场约束和加速高能离子，其部分电磁场简化模型如图所示，在三维坐标系中，空间内充满匀强磁场I，磁感应强度大小为B，方向沿x轴正方向；的空间内充满匀强磁场II，磁感应强度大小为，方向平行于平面，与x轴正方向夹角为；的空间内充满沿y轴负方向的匀强电场。质量为m、带电量为的离子甲，从平面第三象限内距y轴为L的点A以一定速度出射，速度方向与z轴正方向夹角为，在平面内运动一段时间后，经坐标原点O沿