高中物理第四章電磁感應(yīng)章末檢測(cè)新人教選修.docx

第四章電磁感應(yīng)章末檢測(cè)時(shí)間：90分鐘分值：100分第卷(選擇題共48分)一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分其中111題為單選題，12題為多選題)1我國(guó)發(fā)射的“玉兔號(hào)”月球車成功著陸月球，不久的將來(lái)中國(guó)人將真正實(shí)現(xiàn)飛天夢(mèng)，進(jìn)入那神秘的廣寒宮假如有一宇航員登月后，想探測(cè)一下月球表面是否有磁場(chǎng)，他手邊有一只靈敏電流表和一個(gè)小線圈，則下列推斷正確的是()A直接將電流表放于月球表面，看是否有示數(shù)來(lái)判斷磁場(chǎng)的有無(wú)B將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如電流表無(wú)示數(shù)，則可判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)C將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場(chǎng)D將電流表與線圈組成的閉合回路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，如電流表無(wú)示數(shù)，則可判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)【解析】電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是：穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生改變時(shí)，回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生A中，即使有一個(gè)恒定的磁場(chǎng)，也不會(huì)有示數(shù)，A錯(cuò)誤；同理，將電流表與線圈組成回路，使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng)，如電流表無(wú)示數(shù)，也不能判斷出沒(méi)有磁場(chǎng)，因?yàn)榇磐靠赡苁呛愣ǖ模珺錯(cuò)誤；電流表有示數(shù)則說(shuō)明一定有磁場(chǎng)，C正確；將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一個(gè)與磁場(chǎng)平行的平面內(nèi)沿各個(gè)方面運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)有示數(shù)，D錯(cuò)誤【答案】C2.如圖所示，兩根通電直導(dǎo)線M、N都垂直紙面固定放置，通過(guò)它們的電流方向如圖所示，線圈L的平面跟紙面平行現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線中垂線迅速平移到B位置，則在平移過(guò)程中，線圈中的感應(yīng)電流()A沿順時(shí)針?lè)较颍以絹?lái)越小B沿逆時(shí)針?lè)较?，且越?lái)越大C始終為零D先順時(shí)針，后逆時(shí)針【解析】整個(gè)過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量為0.【答案】C3.在光滑的桌面上放有一條形磁鐵，條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)小圓環(huán)，如圖所示則以下關(guān)于銅質(zhì)小圓環(huán)和條形磁鐵的描述正確的是()A釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒B釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)磁鐵對(duì)桌面的壓力比磁鐵的重力大C給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)D給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)產(chǎn)生向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)【解析】根據(jù)條形磁鐵的電場(chǎng)線的分布，銅質(zhì)小圓環(huán)在下落過(guò)程中，磁通量始終為零，無(wú)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒，磁鐵對(duì)桌面的壓力等于磁鐵的重力，故A對(duì)，B錯(cuò)當(dāng)磁鐵左右移動(dòng)時(shí)，銅質(zhì)小圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可以判斷，電磁感應(yīng)的機(jī)械效果是阻礙它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)線圈有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，D錯(cuò)【答案】A4.如圖，與直導(dǎo)線AB共面的輕質(zhì)閉合金屬圓環(huán)豎直放置，兩者彼此絕緣，環(huán)心位于AB的上方當(dāng)AB中通有由A至B的電流且強(qiáng)度不斷增大的過(guò)程中，關(guān)于圓環(huán)運(yùn)動(dòng)情況以下敘述正確的是()A向下平動(dòng)B向上平動(dòng)C轉(zhuǎn)動(dòng)：上半部向紙內(nèi)，下半部向紙外D轉(zhuǎn)動(dòng)：下半部向紙內(nèi)，上半部向紙外【解析】由題意可知，當(dāng)AB中通有A到B電流且強(qiáng)度在增大時(shí)，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針感應(yīng)電流；假設(shè)直導(dǎo)線固定不動(dòng)，根據(jù)右手螺旋定則知，直導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)垂直紙面向外，下方磁場(chǎng)垂直紙面向里在環(huán)形導(dǎo)線的上方和下方各取小微元電流，根據(jù)左手定則，上方的微元電流所受安培力向下，下方的微元電流所受安培力向下，則環(huán)形導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是向下運(yùn)動(dòng)故A正確，B、C、D錯(cuò)誤【答案】A5.如右圖所示，一導(dǎo)體棒處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且導(dǎo)體棒始終垂直于紙面，在導(dǎo)體棒由圓周最高點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)到與圓心等高的N點(diǎn)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況是()A越來(lái)越大 B越來(lái)越小C保持不變 D無(wú)法判斷【解析】導(dǎo)體棒由圓周的最高點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)到圓心等高的N點(diǎn)的過(guò)程中，線速度大小不變，方向始終與半徑垂直即時(shí)刻在改變，導(dǎo)致線速度方向與磁場(chǎng)方向夾角減小，由EBLvsin知導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越來(lái)越小，故正確答案為B.【答案】B6一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，設(shè)第1 s內(nèi)磁感線垂直線圈平面向里，如圖甲所示若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，那么下列選項(xiàng)正確的是()A第1 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小逐漸增加B第2 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小恒定C第3 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駾第4 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉窘馕觥勘绢}考查電磁感應(yīng)問(wèn)題，意在考查學(xué)生對(duì)感應(yīng)電流方向的判定及感應(yīng)電流大小的計(jì)算由圖象分析可知，磁場(chǎng)在每1 s內(nèi)為均勻變化，斜率恒定，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小恒定，因此A錯(cuò)誤、B正確；由楞次定律可判斷出第3 s、第4 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，C、D錯(cuò)誤【答案】B7如圖所示，甲、乙兩個(gè)矩形線圈同處在紙面內(nèi)，甲的ab邊與乙的cd邊平行且靠得較近，甲、乙兩線圈分別處在垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)甲的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，方向指向紙面內(nèi)，穿過(guò)乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，方向指向紙面外，兩個(gè)磁場(chǎng)可同時(shí)變化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)ab邊和cd邊之間有排斥力時(shí)，磁場(chǎng)的變化情況可能是()AB1變小，B2變大BB1變大，B2變大CB1變小，B2變小DB1不變，B2變小【解析】ab邊與cd邊有斥力，則兩邊通過(guò)的電流方向一定相反，由楞次定律可知，當(dāng)B1變小，B2變大時(shí)，ab邊與cd邊中的電流方向相反【答案】A8.如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中在t時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ()A. B.C. D.【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律知線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EnnSn，得E，選項(xiàng)B正確【答案】B9.如圖所示，上下開(kāi)口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊()A在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng) B在兩個(gè)下落過(guò)程中的機(jī)械能都守恒C在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng) D落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大【解析】小磁塊能將銅管磁化，故小磁塊在銅管中下落時(shí)，由于電磁阻尼作用，不做自由落體運(yùn)動(dòng)，而在塑料管中不受阻力作用而做自由落體運(yùn)動(dòng)，因此在P中下落得慢，用時(shí)長(zhǎng)，到達(dá)底端速度小，C項(xiàng)正確，A、B、D錯(cuò)誤【答案】C10如圖甲所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹?a，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.一邊長(zhǎng)為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置開(kāi)始沿水平向右方向以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，在圖乙中線框A、B兩端電壓UAB與線框移動(dòng)距離的關(guān)系圖象正確的是()【解析】進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，注意UAB是路端電壓，應(yīng)該是電動(dòng)勢(shì)的四分之三，此時(shí)EBav，所以UAB3Bav/4；完全進(jìn)入后，沒(méi)有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，大小為Bav，穿出磁場(chǎng)時(shí)電壓應(yīng)該是電動(dòng)勢(shì)的四分之一，UABBav/4，電勢(shì)差方向始終相同，即AB，由以上分析可知選D.【答案】D11如下圖所示，甲、乙兩圖是兩個(gè)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直放置的金屬框架，乙圖中除了一個(gè)電阻極小、自感系數(shù)為L(zhǎng)的線圈外，兩圖其他條件均相同如果兩圖中AB桿均以相同初速度、相同加速度向右運(yùn)動(dòng)相同的距離，外力對(duì)AB桿做功的情況是()A甲圖中外力做功多B兩圖中外力做功相等C乙圖中外力做功多D無(wú)法比較【解析】?jī)蓤D中AB桿均做加速運(yùn)動(dòng)，電流將增大，圖乙中由于線圈的自感的阻礙作用，感應(yīng)電流較甲圖小，安培阻力也較小，又加速度相同，則外力較甲圖小，甲圖中外力做功多，A正確【答案】A12.如圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌固定在一絕緣斜面上，兩相同的金屬導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F作用在a的中點(diǎn)，使其向上運(yùn)動(dòng)若b始終保持靜止，則它所受摩擦力可能()A變?yōu)? B先減小后不變C等于F D先增大再減小【解析】a導(dǎo)體棒在恒力F作用下加速運(yùn)動(dòng)，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒b受到安培力方向應(yīng)沿斜面向上，且逐漸增大最后不變，b受到的安培力大小與a受到的安培力相等，方向沿斜面向上所以b導(dǎo)體棒受摩擦力可能先減小后不變，可能減小到0保持不變，也可能減小到0然后反向增大保持不變，所以選項(xiàng)A、B正確，C、D錯(cuò)誤【答案】AB第卷(非選擇題共52分)二、實(shí)驗(yàn)題(本題有2小題，共15分，請(qǐng)將答案寫在題中的橫線上)13(6分)在探究產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室給提供了下列器材：電源、開(kāi)關(guān)、電流表、大小螺線管、鐵芯、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干，如圖所示請(qǐng)按照實(shí)驗(yàn)的要求連好實(shí)驗(yàn)電路【解析】大螺線管和電流表組成閉合電路；帶鐵芯的小螺線管、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)組成閉合回路如圖所示【答案】見(jiàn)解析14(9分)如圖所示，上海某校操場(chǎng)上，兩同學(xué)相距L為10 m左右，在東偏北，西偏南11的沿垂直于地磁場(chǎng)方向的兩個(gè)位置上，面對(duì)面將一并聯(lián)銅芯雙絞線，像甩跳繩一樣搖動(dòng)，并將線的兩端分別接在靈敏電流計(jì)上，雙絞線并聯(lián)后的電阻R約為2 ，繩搖動(dòng)的頻率配合節(jié)拍器的節(jié)奏，保持頻率在2 Hz左右如果同學(xué)搖動(dòng)繩子的最大圓半徑h約為1 m，電流計(jì)讀數(shù)的最大值I約為 3 mA.(1)試估算地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值約為_(kāi)；數(shù)學(xué)表達(dá)式B_.(由R，I，L，f，h等已知量表示)(2)將兩人站立的位置，改為與剛才方向垂直的兩點(diǎn)上，那么電流計(jì)計(jì)數(shù)約為_(kāi)【解析】(1)搖動(dòng)繩子的過(guò)程中，繩切割地磁場(chǎng)，當(dāng)擺動(dòng)速度與地磁場(chǎng)垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，電流最大，由EBLv，vh，2f，EIR，得B.(2)繩與磁均平行，不切割磁感線，電統(tǒng)計(jì)讀數(shù)為0.【答案】(1)5105 T(2)0三、計(jì)算題(本題有3小題，共37分，解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15(10分)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上穿過(guò)水平放置的金屬框架，框架寬為L(zhǎng)，右端接有電阻R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒以v0的初速度沿框架向左運(yùn)動(dòng)，棒與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)為，測(cè)得棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)任一截面的電量為q，求：(1)棒能運(yùn)動(dòng)的距離；(2)R上產(chǎn)生的熱量【解析】(1)設(shè)在整個(gè)過(guò)程中，棒運(yùn)動(dòng)的距離為l，磁通量的變化量BLl，通過(guò)棒的任一截面的電量qIt，解得l.(2)根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，金屬棒的動(dòng)能的一部分克服摩擦力做功，一部分轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為熱能Q，即有mvmglQ，解得Qmvmglmv.【答案】(1)(2)mv16(13分)U形金屬導(dǎo)軌abcd原來(lái)靜止放在光滑絕緣的水平桌面上，范圍足夠大、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)導(dǎo)軌平面，一根與bc等長(zhǎng)的金屬棒PQ平行bc放在導(dǎo)軌上，棒左邊靠著絕緣的固定豎直立柱e、f.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.8 T，導(dǎo)軌質(zhì)量M2 kg，其中bc段長(zhǎng)0.5 m、電阻r0.4 ，其余部分電阻不計(jì)，金屬棒PQ質(zhì)量m0.6 kg、電阻R0.2 、與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)0.2.若向?qū)к壥┘臃较蛳蜃蟆⒋笮镕2 N的水平拉力，如圖所示求：導(dǎo)軌的最大加速度、最大電流和最大速度(設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，g取10 m/s2)【解析】導(dǎo)軌受到PQ棒水平向右的摩擦力Ffmg，根據(jù)牛頓第二定律并整理得FmgF安Ma，剛拉動(dòng)導(dǎo)軌時(shí)，I感0，安培力為零，導(dǎo)軌有最大加速度am m/s20.4 m/s2隨著導(dǎo)軌速度的增大，感應(yīng)電流增大，加速度減小，當(dāng)a0時(shí)，速度最大設(shè)速度最大值為vm，電流最大值為Im，此時(shí)導(dǎo)軌受到向右的安培力F安BImL，F(xiàn)mgBImL0Im代入數(shù)據(jù)得Im A2 AI，Imvm m/s3 m/s.【答案】0.4 m/s22 A3 m/s17(14分)如圖所示，a、b是兩根平行直導(dǎo)軌，MN和OP是垂直跨在a、b上并可左右滑動(dòng)的兩根平行直導(dǎo)線，每根長(zhǎng)為l，導(dǎo)軌上接入阻值分別為R和2R的兩個(gè)電阻和一個(gè)板長(zhǎng)為L(zhǎng)、間距為d的平行板電容器整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng)用外力使MN以速率2v向右勻速滑動(dòng)、OP以速率v向左勻速滑動(dòng)時(shí)，兩板間正好能平衡一個(gè)質(zhì)量為m的帶電微粒，試問(wèn)：(1)微粒帶何種電荷？電荷量是多少？(2)外力的功率和電路中的電功率各是多少？【解析】(1)當(dāng)MN向右滑動(dòng)時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E12Blv，方向由N指向M.OP向左滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2Blv，方向由O指向P.兩者同時(shí)滑動(dòng)時(shí)，MN和OP可以看成兩個(gè)順向串聯(lián)的電源，電路中總的電動(dòng)勢(shì)：EE1E23Blv，方向沿NMOPN.由全電路歐姆定律得電路中的電流強(qiáng)度I，方向沿