2019_2020版高中物理第四章電磁感應(yīng)章末檢測(cè)試卷二（第四章）新人教版.docx

章末檢測(cè)試卷二(第四章)(時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共計(jì)48分.18題為單選題，912題為多選題，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1.如圖1所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直矩形線框平面，先后兩次將線框從磁場(chǎng)中同一位置勻速拉出有界磁場(chǎng).第一次速度為v1v，第二次速度為v24v.則在先后兩次過(guò)程中有()圖1A.流過(guò)線框任一橫截面的電荷量之比為14B.線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為14C.線框所受安培力之比為18D.沿運(yùn)動(dòng)方向作用在線框上的外力的功率之比為18答案B解析線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E1Blv，E24Blv，E1E214，B正確；電荷量qt，q1q211，A錯(cuò)誤；安培力FIlB，F(xiàn)1F214，C錯(cuò)誤；由于勻速運(yùn)動(dòng)，外力的功率等于安培力的功率，P外F外vF安v，P外，P外1P外2116，D錯(cuò)誤.2.如圖2所示，MN、PQ是間距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，M、P間接有一阻值為R的電阻.一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為r的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，則(不計(jì)導(dǎo)軌電阻)()圖2A.通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)镻RMB.ab兩點(diǎn)間的電壓為BLvC.a端電勢(shì)比b端高D.外力F做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱答案C3.如圖3所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R.金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說(shuō)法正確的是()圖3A.ab中的感應(yīng)電流方向由b到aB.ab中的感應(yīng)電流逐漸減小C.ab所受的安培力保持不變D.ab所受的靜摩擦力逐漸減小答案D解析磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，所以閉合回路面積不發(fā)生改變，根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律可知，ab中產(chǎn)生由a到b的恒定電流，A、B錯(cuò)誤；由于電流恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，所以安培力逐漸減小，靜摩擦力與安培力是一對(duì)平衡力，所以靜摩擦力逐漸減小，C錯(cuò)誤，D正確.4.如圖4所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)有理想邊界，用力將矩形線圈從有邊界的磁場(chǎng)中勻速拉出，在其他條件不變的情況下，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖4A.速度越大，拉力做功越多B.線圈邊長(zhǎng)L1越大，拉力做功越多C.線圈邊長(zhǎng)L2越大，拉力做功越多D.線圈電阻越大，拉力做功越多答案D解析將矩形線圈從有邊界的磁場(chǎng)中勻速拉出的過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBL1v，感應(yīng)電流I，線圈所受的安培力F安BIL1，聯(lián)立得：F安.因線圈勻速運(yùn)動(dòng)，則拉力FF安，拉力做功WFL2L2.則知，速度越大，邊長(zhǎng)L1越大，邊長(zhǎng)L2越大，拉力做功就越多，而線圈電阻越大，拉力做功越少.故選D.5.如圖5所示，光滑水平面上存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬圓環(huán)直徑與磁場(chǎng)寬度相同.若圓環(huán)以一定的初速度沿垂直于磁場(chǎng)邊界的水平虛線，從位置1到位置2勻速通過(guò)磁場(chǎng)，在必要的時(shí)間段內(nèi)施加必要的水平拉力保證其勻速前進(jìn)，以下說(shuō)法正確的是()圖5A.金屬圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流方向先順時(shí)針再逆時(shí)針B.金屬圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流經(jīng)歷兩次先增大后減小C.水平拉力的方向先向右后向左D.金屬圓環(huán)受到的安培力的方向先向左后向右答案B6.如圖6所示，有一個(gè)等腰直角三角形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域其直角邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，從圖示位置開(kāi)始沿x軸正方向以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.取沿abcda的感應(yīng)電流為正，則表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是()圖6答案C7.用均勻?qū)Ь€做成的正方形線圈邊長(zhǎng)為l，如圖7所示，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)以的變化率增強(qiáng)時(shí)，不考慮磁場(chǎng)的變化對(duì)虛線右側(cè)的影響，則()圖7A.線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dbcaB.線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)El2C.線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)ED.線圈中b、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為答案D解析磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿acbda方向，故A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ES，故B、C錯(cuò)誤，設(shè)導(dǎo)線總電阻為R，則b、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為：Uba，故D正確.8.光滑水平面上的邊長(zhǎng)為a的閉合金屬正三角形框架底邊與磁場(chǎng)邊界平行，完全處于垂直于框架平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)把框架沿與磁場(chǎng)邊界垂直的方向勻速拉出磁場(chǎng)，如圖8所示，E、F外、P分別表示金屬框架產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)、所受水平外力及外力功率，則各物理量與位移x關(guān)系圖象正確的是()圖8答案B解析正三角形框架位移x與切割磁感線的有效長(zhǎng)度l的關(guān)系lx，即把框架勻速拉出磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)EBlvx，當(dāng)xa時(shí)，E最大，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；所受水平外力F外BlIBlx2，其中R為框架的總電阻，當(dāng)xa時(shí)，F(xiàn)外最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；外力功率PF外vx2，當(dāng)xa時(shí)，P最大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.9.有一個(gè)垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它的邊界MN左側(cè)為無(wú)場(chǎng)區(qū)，右側(cè)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖9甲所示，現(xiàn)讓一個(gè)金屬線框在紙平面內(nèi)以垂直于MN的恒定速度從MN左側(cè)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，線框中的電流隨時(shí)間變化的it圖象如圖乙所示，則進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的金屬線框可能是圖中的()圖9答案BC解析導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv，設(shè)線框總電阻是R，則感應(yīng)電流I，由題圖乙所示圖象可知，感應(yīng)電流先均勻變大，后恒定，最后均勻減小，由于B、v、R是定值，則導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度l應(yīng)先均勻增加，后恒定，最后均勻減小.閉合圓環(huán)勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有效長(zhǎng)度l先變大，后變小，不符合題意，A項(xiàng)錯(cuò)誤；六邊形線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有效長(zhǎng)度l先均勻增大，后恒定，最后均勻減小，符合題意，B項(xiàng)正確；梯形線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有效長(zhǎng)度先均勻增加，后不變，最后均勻減小，符合題意，C項(xiàng)正確；三角形線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有效長(zhǎng)度l先增加，后減小，不符合題意，D項(xiàng)錯(cuò)誤.10.電吉他中的拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖10所示，磁體附近的金屬弦被磁化，當(dāng)撥動(dòng)琴弦時(shí)，拾音器中的線圈能將振動(dòng)產(chǎn)生的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并傳送到音箱發(fā)出聲音，下列說(shuō)法正確的是()圖10A.撥動(dòng)琴弦，穿過(guò)線圈的磁通量將發(fā)生變化B.撥動(dòng)琴弦，琴弦上將產(chǎn)生感應(yīng)電流C.增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.若取走磁體，拾音器將無(wú)法正常工作答案ACD11.航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖11所示.當(dāng)固定線圈上突然通過(guò)直流電流時(shí)，線圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去.現(xiàn)在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個(gè)閉合環(huán)，已知電阻率銅鋁，合上開(kāi)關(guān)S的瞬間，則()圖11A.從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较駼.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C.若將銅環(huán)放置在線圈右側(cè)，銅環(huán)將向右彈射D.電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射答案BC解析在閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，線圈中電流由右側(cè)流入，磁場(chǎng)方向向左，磁場(chǎng)變強(qiáng)，則由楞次定律可知，環(huán)中電流由左側(cè)看為順時(shí)針?lè)较颍珹項(xiàng)錯(cuò)誤；由于銅環(huán)的電阻較小，銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)，B項(xiàng)正確；若環(huán)放在線圈右方，根據(jù)“來(lái)拒去留”可得，環(huán)將向右運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確；電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)受力向左，故仍將向左彈出，D項(xiàng)錯(cuò)誤.12.在如圖12甲所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.邊長(zhǎng)為l、電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，此時(shí)線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則下列說(shuō)法正確的是()圖12A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B0B.線框中感應(yīng)電流為I2C.線框cd邊的發(fā)熱功率為PD.a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)答案BC解析由題圖乙可知，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，線框ab邊的發(fā)熱功率為P，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ES，所以B0，A錯(cuò)誤；由PI2R可得線框中的感應(yīng)電流I2，B正確；cd邊電阻等于ab邊電阻，而兩邊流過(guò)的電流相等，因此發(fā)熱功率相等，C正確；由楞次定律可判斷，線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba方向，磁場(chǎng)中線框部分為等效電源，因此a端電勢(shì)比b端電勢(shì)低，D錯(cuò)誤.二、非選擇題(本題共5小題，共計(jì)52分)13.(4分)為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計(jì)G與線圈L連接，如圖13所示.已知線圈由a端開(kāi)始繞至b端：當(dāng)電流從電流計(jì)G的左端流入時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn).圖13 (1)將磁鐵的N極向下從線圈上方豎直插入線圈L時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn).俯視線圈，其繞向?yàn)開(kāi)(選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”).(2)當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠(yuǎn)離線圈L時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn).俯視線圈，其繞向?yàn)開(kāi)(選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”).答案(1)順時(shí)針(2分)(2)逆時(shí)針(2分)解析(1)由題意可知在線圈L內(nèi)電流從b流向a，而根據(jù)楞次定律(增反減同)知，線圈L中產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反(向上)，再根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?俯視線圈)，因此線圈繞向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?俯視線圈).(2)由題意可知在線圈L內(nèi)電流從a流向b，而根據(jù)楞次定律(增反減同)知，線圈L中產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同(向上)，再根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流方向與(1)問(wèn)相同，而電流計(jì)中電流的流向與(1)問(wèn)相反，因此線圈繞向一定與(1)問(wèn)相反，為逆時(shí)針?lè)较?俯視線圈).14.(12分)如圖14所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中傾斜放置的兩根平行光滑的金屬導(dǎo)軌，它們所構(gòu)成的導(dǎo)軌平面與水平面成30角，平行導(dǎo)軌間距L1.0 m.勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T.兩根金屬桿ab和cd可以在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng).兩金屬桿的質(zhì)量均為m0.2 kg，電阻均為R0.2 .若用與導(dǎo)軌平行的拉力作用在金屬桿ab上，使ab桿沿導(dǎo)軌勻速上滑并使cd桿在導(dǎo)軌上保持靜止，整個(gè)過(guò)程中兩金屬桿均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.金屬導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)，取重力加速度g10 m/s2.求：圖14(1)cd桿受到的安培力F安的大??；(2)通過(guò)金屬桿的感應(yīng)電流大小I；(3)作用在金屬桿ab上拉力的功率.答案(1)1.0 N(2)5.0 A(3)20 W解析(1)金屬桿cd靜止在金屬導(dǎo)軌上，所受安培力方向平行于導(dǎo)軌平面向上.則F安mgsin 30(2分)解得：F安1.0 N(1分)(2)F安BIL(1分)解得：I5.0 A(1分)(3)金屬桿ab所受安培力方向平行于導(dǎo)軌平面向下，金屬桿ab在拉力F、安培力F安和重力mg沿導(dǎo)軌方向分力作用下勻速上滑，則FBILmgsin 30(2分)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬桿ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E感BLv(2分)根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過(guò)金屬桿ab的電流I(1分)根據(jù)功率公式：PFv(1分)解得：P 20 W.(1分)15.(12分)在質(zhì)量為M1 kg的小車(chē)上豎直固定著一個(gè)質(zhì)量m0.2 kg、高h(yuǎn)0.05 m、總電阻R100 、n100匝的矩形閉合線圈，且小車(chē)與線圈的水平長(zhǎng)度l相同.現(xiàn)在線圈和小車(chē)一起在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)，速度為v110 m/s，隨后穿過(guò)與線圈平面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.0 T的水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖15甲所示.已知小車(chē)(包括線圈)運(yùn)動(dòng)的速度v隨車(chē)的位移x變化的vx圖象如圖乙所示.求：圖15(1)小車(chē)的水平長(zhǎng)度l和磁場(chǎng)的寬度d.(2)當(dāng)小車(chē)的位移x10 cm時(shí)，線圈中的電流大小I以及此時(shí)小車(chē)的加速度a.(3)線圈和小車(chē)通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中線圈電阻產(chǎn)生的熱量Q.答案(1)10 cm25 cm(2)0.4 A1.67 m/s2，方向水平向左(3)57.6 J解析(1)由題圖乙可知，從x5 cm開(kāi)始，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈中有感應(yīng)電流，線圈受安培力作用，小車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)，速度v隨位移x減小，當(dāng)x15 cm時(shí)，線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈中感應(yīng)電流消失，小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，因此小車(chē)的水平長(zhǎng)度l10 cm.(2分)當(dāng)x30 cm時(shí)，線圈開(kāi)始離開(kāi)磁場(chǎng)，則d30 cm5 cm25 cm.(2分)(2)當(dāng)x10 cm時(shí)，由題圖乙可知，線圈右邊切割磁感線的速度v28 m/s，由閉合電路歐姆定律得線圈中的電流I A0.4 A(2分)此時(shí)線圈所受安培力FnBIh2 N，小車(chē)的加速度a1.67 m/s2，方向水平向左.(2分)(3)由題圖乙可知，線圈左邊離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，小車(chē)的速度為v32 m/s.線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，克服安培力做功，線圈的動(dòng)能減少，轉(zhuǎn)化成電能，在線圈上產(chǎn)生電熱.線圈電阻產(chǎn)生的熱量Q(Mm)v12(Mm)v3257.6 J.(4分)16.(12分)某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測(cè)速裝置，工作原理如圖16所示.一個(gè)半徑為R0.1 m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長(zhǎng)為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸的左端有一個(gè)半徑為r的圓盤(pán)，圓盤(pán)和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng).圓盤(pán)上繞有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，下端掛著一個(gè)質(zhì)量為m0.5 kg的鋁塊.在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T.a點(diǎn)與金屬導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過(guò)電刷與O端相連.測(cè)量a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U可求得鋁塊速度.鋁塊由靜止釋放，下落h0.3 m時(shí)，測(cè)得U0.15 V.(細(xì)線與圓盤(pán)間沒(méi)有滑動(dòng)，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計(jì)，重力加速度g10 m/s2)圖16(1)測(cè)U時(shí)，與a點(diǎn)相接的是電壓表的正極還是負(fù)極？(2)求此時(shí)鋁塊的速度大??；(3)求此下落過(guò)程中鋁塊機(jī)械能的損失.答案(1)正極(2)2 m/s(3)0.5 J解析(1)由右手定則判斷，金屬棒中電流方向?yàn)橛蒓到A，則A端為等效電源正極，則與a點(diǎn)相接的是電壓表的正極.(2分)(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得UE(1分)BR2(1分)t(1分)得UBR2(1分)圓盤(pán)和金屬棒一起轉(zhuǎn)動(dòng)，則兩者角速度相同，鋁塊的速度與圓盤(pán)邊緣的線速度大小相同.(1分)vrR(1分)所以v2