新高中物理 第一章 電磁感應(yīng)章末檢測(cè) 粵教版選修32.doc

第一章電磁感應(yīng)(時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分：100分)一、單選題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為r，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)環(huán)平面，與環(huán)的最高點(diǎn)a鉸鏈連接的長(zhǎng)度為2a，電阻為的導(dǎo)體棒ab由水平位置緊貼環(huán)面擺下(如圖1所示)當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，b點(diǎn)的線(xiàn)速度為v，則這時(shí)ab兩端的電壓大小為()圖1a2bav bbavc. d.答案d解析由推論知，當(dāng)導(dǎo)體棒擺到豎直位置時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eblv中b2avbav，此時(shí)回路總電阻r總，這時(shí)ab兩端的電壓大小u，d項(xiàng)正確2如圖2所示，光滑的水平桌面上放著兩個(gè)完全相同的金屬環(huán)a和b，當(dāng)一條形磁鐵的s極豎直向下迅速靠近兩環(huán)中間時(shí)，則()圖2aa、b均靜止不動(dòng) ba、b互相靠近c(diǎn)a、b互相遠(yuǎn)離 da、b均向上跳起答案c3. 如圖3所示，閉合導(dǎo)線(xiàn)框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)若第一次用0.3 s時(shí)間拉出，外力所做的功為w1，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)截面的電荷量為q1；第二次用0.9 s時(shí)間拉出，外力所做的功為w2，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)截面的電荷量為q2，則()圖3aw1w2，q1q2 bw1w2，q1q2 dw1w2，q1q2答案c解析設(shè)線(xiàn)框長(zhǎng)為l1，寬為l2，第一次拉出速度為v1，第二次拉出速度為v2，則v13v2.勻速拉出磁場(chǎng)時(shí)，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有w1f1l1bi1l2l1，同理w2，故w1w2；又由于線(xiàn)框兩次拉出過(guò)程中，磁通量的變化量相等，即12，由q，得q1q2.4. 如圖4所示,在pq、qr區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向均垂直于紙面.一導(dǎo)線(xiàn)框abcdefa位于紙面內(nèi),框的鄰邊都相互垂直,bc邊與磁場(chǎng)的邊界p重合.導(dǎo)線(xiàn)框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示.從t=0時(shí)刻開(kāi)始,線(xiàn)框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域.以abcdef為線(xiàn)框中的電動(dòng)勢(shì)e的正方向,以下四個(gè)e-t關(guān)系示意圖中正確的是 ()圖4答案c解析楞次定律或右手定則可判定線(xiàn)框剛開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，電流方向，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍蔰選項(xiàng)錯(cuò)誤；1 s2 s內(nèi)，磁通量不變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，a選項(xiàng)錯(cuò)誤；2 s3 s內(nèi)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2blvblv3blv，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?正方向)，故c選項(xiàng)正確5. 兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導(dǎo)線(xiàn)與一個(gè)n匝線(xiàn)圈相連，線(xiàn)圈電阻為r，線(xiàn)圈中有豎直方向的磁場(chǎng)，電阻r與金屬板連接，如圖5所示，兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量q的油滴恰好處于靜止則線(xiàn)圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度b的變化情況和磁通量的變化率分別是()圖5a磁感應(yīng)強(qiáng)度b豎直向上且正增強(qiáng)，b磁感應(yīng)強(qiáng)度b豎直向下且正增強(qiáng)，c磁感應(yīng)強(qiáng)度b豎直向上且正減弱，d磁感應(yīng)強(qiáng)度b豎直向下且正減弱，答案c解析油滴靜止說(shuō)明電容器下極板帶正電，線(xiàn)圈中電流自上而下(電源內(nèi)部)，由楞次定律可以判斷，線(xiàn)圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度b為向上的減弱或向下的增強(qiáng)又en ure mg 由式可解得：6在如圖6所示的電路中，a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡，l為自感線(xiàn)圈，e為電源，s為開(kāi)關(guān)關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的先后次序，下列說(shuō)法正確的是()圖6a合上開(kāi)關(guān)，a先亮，b逐漸變亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，a、b同時(shí)熄滅b合上開(kāi)關(guān)，b先亮，a逐漸變亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，a先熄滅，b后熄滅c合上開(kāi)關(guān)，b先亮，a逐漸變亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，a、b同時(shí)熄滅d合上開(kāi)關(guān)，a、b同時(shí)亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，b先熄滅，a后熄滅答案c解析合上開(kāi)關(guān)s后，電流由零突然變大，電感線(xiàn)圈產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的增大，故ibia，隨電流逐漸增大至穩(wěn)定過(guò)程，電感的阻礙作用越來(lái)越小，故合上開(kāi)關(guān)，b先亮，a逐漸變亮；開(kāi)關(guān)s斷開(kāi)后，雖然由于電感l(wèi)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的作用，燈a、b回路中電流要延遲一段時(shí)間熄滅，且同時(shí)熄滅，故選c.二、雙選題(本題共4小題，每小題6分，共24分)7如圖7所示，用恒力f將閉合線(xiàn)圈自靜止開(kāi)始(不計(jì)摩擦)從圖示位置向左加速拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在此過(guò)程中()a線(xiàn)圈向左做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) b線(xiàn)圈向左運(yùn)動(dòng)且速度逐漸增大c線(xiàn)圈向左運(yùn)動(dòng)且加速度逐漸減小 d線(xiàn)圈中感應(yīng)電流逐漸減小圖7答案bc解析加速運(yùn)動(dòng)則速度變大，電流變大，安培力變大安培力是阻力，故加速度減小故選b、c項(xiàng)8如圖8所示，粗細(xì)均勻的電阻絲繞制的矩形導(dǎo)線(xiàn)框abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，另一種材料的導(dǎo)體棒mn可與導(dǎo)線(xiàn)框保持良好接觸并做無(wú)摩擦滑動(dòng)當(dāng)導(dǎo)體棒mn在外力作用下從導(dǎo)線(xiàn)框左端開(kāi)始做切割磁感線(xiàn)的勻速運(yùn)動(dòng)一直滑到右端的過(guò)程中，導(dǎo)線(xiàn)框上消耗的電功率的變化情況可能為()圖8a逐漸增大 b先增大后減小c逐漸減小 d先增大后減小，再增大，接著再減小答案bd解析導(dǎo)體棒mn在框架上做切割磁感線(xiàn)的勻速運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于電源，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電源的電動(dòng)勢(shì)e，其電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻r，線(xiàn)框abcd相當(dāng)于外電路，等效電路如下圖所示由于mn的運(yùn)動(dòng)，外電路的電阻是變化的，設(shè)mn左側(cè)電阻為r1，右側(cè)電阻為r2，導(dǎo)線(xiàn)框的總電阻為rr1r2，所以外電路的并聯(lián)總電阻：r外r1r2/(r1r2)r1r2/r由于r1r2r為定值，故當(dāng)r1r2時(shí)，r外最大在閉合電路中，外電路上消耗的電功率p外是與外電阻r外有關(guān)的p外2r外可見(jiàn)，當(dāng)r外r時(shí)，p外有最大值，p外隨r外的變化圖象如右圖所示下面根據(jù)題意，結(jié)合圖象討論p外變化的情況有：(1)若r外的最大值rmaxr，且r外的最小值rminr，則導(dǎo)線(xiàn)框上消耗的電功率是先減小后增大綜上所述，b、d正確9如圖9所示，用細(xì)線(xiàn)懸吊一塊薄金屬板，在平衡位置時(shí)，板的一部分處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與板面垂直，當(dāng)讓薄板離開(kāi)平衡位置附近做微小的擺動(dòng)時(shí)，它將()圖9a做簡(jiǎn)諧振動(dòng) b在薄板上有渦流產(chǎn)生c做振幅越來(lái)越小的阻尼振動(dòng) d以上說(shuō)法均不正確答案bc解析本題考查渦流的產(chǎn)生由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，薄板上出現(xiàn)電流，機(jī)械能減少，故正確答案為b、c.10如圖10所示，相距為d的兩水平虛線(xiàn)分別是水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，正方形線(xiàn)框abcd邊長(zhǎng)為l(l、或)圖12答案四、解答題(本題共4小題，共42分)13(10分)如圖13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，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：圖13(1)棒能運(yùn)動(dòng)的距離；(2)r上產(chǎn)生的熱量答案(1)(2)mv解析(1)設(shè)在整個(gè)過(guò)程中，棒運(yùn)動(dòng)的距離為s，磁通量的變化量bls，通過(guò)棒的任一截面的電量qit，解得s.(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mvmgsq，解得qmvmgsmv.14(10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閒2 n的水平拉力，如圖14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)圖14答案0.4 m/s22 a3 m/s解析導(dǎo)軌受到pq棒水平向右的摩擦力fmg，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，fmgbiml0im代入數(shù)據(jù)得im a2 ai，imvm m/s3 m/s.15(10分)如圖15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(xiàn)，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、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)：圖15(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？答案(1)負(fù)電(2)解析(1)當(dāng)mn向右滑動(dòng)時(shí)，切割磁感線(xiàn)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nmopn.電容器兩端的電壓相當(dāng)于把電阻r看做電源nm的內(nèi)阻時(shí)的路端電壓，即ue1ir2blvrblv由于上板電勢(shì)比下板高，故在兩板間形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下，可見(jiàn)懸浮于兩板間的微粒必帶負(fù)電設(shè)微粒的電荷量為q，由平衡條件mgeqq，得q(2)nm和op兩導(dǎo)線(xiàn)所受安培力均為fbilbl，其方向都與它們的運(yùn)動(dòng)方向相反兩導(dǎo)線(xiàn)都勻速滑動(dòng)，由平衡條件可知所加外力應(yīng)滿(mǎn)足條件f外f因此，外力做功的機(jī)械功率p外f2vfv3fv.電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流總的電功率p電ie3blv可見(jiàn)，p外p電，這正是能量轉(zhuǎn)化和守恒的必然結(jié)果16(12分)如圖16所示，質(zhì)量m10.1 kg，電阻r10.3 ，長(zhǎng)度l0.4 m的導(dǎo)體棒ab橫放在u形金屬框架上框架質(zhì)量m20.2 kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2.相距0.4 m的mm、nn相互平行，電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)電阻r20.1 的mn垂直于mm.整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.5 t垂直于ab施加f2 n的水平恒力，ab從靜止開(kāi)始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，始終與mm、nn保持良好接觸當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí)，框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2.圖16(1)求框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大??；(2)從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，m