高中物理 階段驗(yàn)收評(píng)估（一）電磁感應(yīng) 教科版-2

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精階段驗(yàn)收評(píng)估（一) 電磁感應(yīng)（時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分，第15小題中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，第68小題中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1.如圖1所示,在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)矩形線圈abcd，線圈平面與磁場(chǎng)垂直,o1o2和o3o4都是線圈的對(duì)稱軸，下列線圈的運(yùn)動(dòng)不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）圖1a向左或向右平動(dòng) b以o1o2為軸轉(zhuǎn)動(dòng)c以o3o4為軸轉(zhuǎn)動(dòng) d以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選a線圈向左或向右平動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量都不發(fā)生變化，故不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)a錯(cuò)誤;線

2、圈以o1o2、o3o4為軸轉(zhuǎn)動(dòng)或者以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量都要發(fā)生變化，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選a。2.如圖2所示,兩個(gè)閉合正方形線框a、b的中心重合，放在同一水平面內(nèi)。當(dāng)小線框a中通有不斷增大的順時(shí)針方向的電流時(shí)，對(duì)于線框b，下列說法中正確的是(）圖2a有順時(shí)針方向的電流且有收縮的趨勢(shì)b有順時(shí)針方向的電流且有擴(kuò)張的趨勢(shì)c有逆時(shí)針方向的電流且有收縮的趨勢(shì)d有逆時(shí)針方向的電流且有擴(kuò)張的趨勢(shì)解析:選d根據(jù)右手螺旋定則可得,a中電流的磁場(chǎng)向里且逐漸增大，根據(jù)楞次定律可得，穿過線框b的磁場(chǎng)增大，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向向外，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，a環(huán)外的磁場(chǎng)的方向與a環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)的方向相反，當(dāng)

3、a環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，b環(huán)具有面積擴(kuò)展的趨勢(shì)，故d正確。3如圖3所示，在同一鐵芯上繞著兩個(gè)線圈，單刀雙擲開關(guān)原來接“1”，現(xiàn)把它從“1”扳向“2”。則在此過程中，電阻r中的電流方向是()圖3a先由pq，再由qp b先由qp，再由pqc始終由qp d始終由pq解析：選c單刀雙擲開關(guān)原來接“1”,現(xiàn)把它從“1”扳向“2”，此過程中，穿過線圈b的磁通量先減少后增加，由楞次定律判斷b線圈中感應(yīng)電流的方向始終由qp。選項(xiàng)c正確。4。如圖4所示，豎直放置的銅盤下半部分置于水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，盤面與磁場(chǎng)方向垂直，銅盤安裝在水平的銅軸上,有一“形”金屬線框平面與磁場(chǎng)方向平行，缺口處分別通過銅片c、d與轉(zhuǎn)動(dòng)軸、銅盤

4、的邊緣接觸，構(gòu)成閉合回路。則銅盤繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,下列說法正確的是（)圖4a電阻r中沒有感應(yīng)電流b電阻r中的感應(yīng)電流方向由a至bc穿過閉合回路的磁通量變化率為零d穿過閉合回路的磁通量變化率為一非零常量解析:選d將銅盤看成是由無數(shù)條銅條組成，銅條在外力的作用下做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，故電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由右手定則可以判斷出，電阻r中的感應(yīng)電流方向由b至a，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；由于電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故穿過閉合回路的磁通量的變化率不為零，所以選項(xiàng)c錯(cuò)誤,d正確。5.如圖5所示，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵（質(zhì)量為m）,銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重

5、合。則懸掛磁鐵的繩子中拉力f隨時(shí)間t變化的圖像可能是()圖5解析:選b銅環(huán)靠近磁鐵過程中,感應(yīng)電流總是阻礙磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以感應(yīng)電流阻礙銅環(huán)靠近磁鐵，給銅環(huán)一個(gè)向上的安培力，即銅環(huán)給磁鐵一個(gè)向下的力，故繩子的拉力大于重力；當(dāng)銅環(huán)在磁鐵中間時(shí)，磁通量變化率為零,無感應(yīng)電流，沒有安培力，拉力等于重力；當(dāng)銅環(huán)遠(yuǎn)離磁鐵過程中，感應(yīng)電流阻礙銅環(huán)的遠(yuǎn)離對(duì)銅環(huán)施加一個(gè)向上的安培力，即銅環(huán)給磁鐵一個(gè)向下的力，故繩子的拉力大于重力，故b正確.6.如圖6所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度b1.0 t 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿pq在外力f作用下在粗糙u型導(dǎo)軌上以速度v2 m/s向右勻速滑動(dòng)，兩導(dǎo)軌間距離l1.0 m，電阻r3.0

6、，金屬桿的電阻r1.0 ，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),則下列說法正確的是()圖6a通過的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒬到ab金屬桿pq切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為2。0 vc金屬桿pq受到的安培力大小為0.5 nd外力f做功大小等于電路產(chǎn)生的焦耳熱解析：選bc根據(jù)右手定則，通過r的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到d，所以a錯(cuò)誤；eblv112 v2 v，b正確；i a0。5 a，fbil0。5 n，c正確；由能量守恒可知，外力f做功還有一部分因摩擦生熱轉(zhuǎn)換成了內(nèi)能,d錯(cuò)誤。7如圖7甲所示，螺線管內(nèi)有一平行于軸線的磁場(chǎng),規(guī)定圖中箭頭所示方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度b的正方向,螺線管與u型導(dǎo)線框cdef相連，導(dǎo)線框cdef內(nèi)有一半徑

7、很小的金屬圓環(huán)l，圓環(huán)與導(dǎo)線框cdef在同一平面內(nèi)，當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化時(shí),下列選項(xiàng)中正確的是(）圖7a在t1時(shí)刻，金屬圓環(huán)l內(nèi)的磁通量最大b在t2時(shí)刻，金屬圓環(huán)l內(nèi)的磁通量最大c在t1t2時(shí)間內(nèi), 金屬圓環(huán)l內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流d在t1t2時(shí)間內(nèi),金屬圓環(huán)l有收縮的趨勢(shì)解析：選bd當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按題圖乙所示規(guī)律變化時(shí)，在導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，在t1時(shí)刻，感應(yīng)電流為零，金屬圓環(huán)l內(nèi)的磁通量為零，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；在t2時(shí)刻，感應(yīng)電流最大，金屬圓環(huán)l內(nèi)的磁通量最大，選項(xiàng)b正確;由楞次定律，在t1t2時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生逆時(shí)針方向感

8、應(yīng)電流，感應(yīng)電流逐漸增大，金屬圓環(huán)l內(nèi)磁通量增大,根據(jù)楞次定律，金屬圓環(huán)l內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；在t1t2時(shí)間內(nèi)，金屬圓環(huán)l有收縮的趨勢(shì)，選項(xiàng)d正確.8如圖8所示，兩根間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為，圖中虛線下方區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上。兩金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為r，垂直于導(dǎo)軌放置。開始時(shí)金屬桿ab處在距磁場(chǎng)上邊界一定距離處，金屬桿cd處在導(dǎo)軌的最下端，被與導(dǎo)軌垂直的兩根小柱擋住?，F(xiàn)將金屬桿ab由靜止釋放，當(dāng)金屬桿ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)便開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g，則（）圖8a金屬桿ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒪到ab金屬桿

9、ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小為c金屬桿ab進(jìn)入磁場(chǎng)后產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為d金屬桿ab進(jìn)入磁場(chǎng)后金屬桿cd對(duì)兩根小柱的壓力大小為零解析：選ab由右手定則可知，ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流由b流向a，故a正確；當(dāng)ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),則mgsin ，解得v，故b正確;ab進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):eblv，解得e，故c錯(cuò)誤；由左手定則可知，cd受到的安培力平行于斜面向下，則cd對(duì)兩根小柱的壓力不為零，故d錯(cuò)誤。二、計(jì)算題(本題共3小題，共52分）9(16分）（1)如圖9甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，間距l(xiāng)0。3 m，在導(dǎo)軌間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度b10。5 t。一根直金屬桿mn以v2 m

10、/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),桿mn始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.桿mn的電阻r11 ,導(dǎo)軌的電阻可忽略。求桿mn中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1。(2)如圖乙所示,一個(gè)匝數(shù)n100的圓形線圈，面積s10.4 m2,電阻r21 .在線圈中存在面積s20。3 m2垂直線圈平面(指向紙外）的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度b2隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖丙所示。求圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2。（3)有一個(gè)r2 的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的導(dǎo)軌和圖乙中的圓形線圈相連接，b端接地。試判斷以上兩種情況中，哪種情況a端的電勢(shì)較高？求這種情況中a端的電勢(shì)a. 圖9解析：（1）桿mn做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，e1b1lv產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e

11、10。3 v。（2)穿過圓形線圈的磁通量發(fā)生變化,e2ns2產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e24.5 v.(3）當(dāng)電阻r與題圖甲中的導(dǎo)軌相連接時(shí)，a端的電勢(shì)較高,通過電阻r的電流i電阻r兩端的電勢(shì)差abira端的電勢(shì)air0.2 v.答案:（1）0。3 v（2)4。5 v(3）與圖甲中的導(dǎo)軌相連接a端電勢(shì)高a0。2 v10。 (16分)如圖10所示，兩根等高的四分之一光滑圓弧軌道，半徑為r、間距為l,圖中oa水平，co豎直,在軌道頂端連有一阻值為r的電阻，整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b.現(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于l、質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開始下滑，到達(dá)軌道底端cd時(shí)受

12、到軌道的支持力為2mg。整個(gè)過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,軌道電阻不計(jì)，求：圖10（1)金屬棒到達(dá)軌道底端cd時(shí)的速度大小和通過電阻r的電流大??；(2)金屬棒從ab下滑到cd過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱和通過r的電荷量。解析：（1)到達(dá)軌道底端cd時(shí)由牛頓第二定律:2mgmgm解得v感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eblv感應(yīng)電流i所以i。（2）由能量守恒定律得：qmgrmv2產(chǎn)生的焦耳熱qmgr平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均感應(yīng)電流通過r的電荷量qt解得q。答案：（1)vi(2)qmgrq11（20分）小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平,如圖11所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡。線圈的水平邊長(zhǎng)l0.1 m，豎直邊長(zhǎng)

13、h0.3 m，匝數(shù)為n1。線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b01。0 t,方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在02.0 a范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流i。掛盤放上待測(cè)物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量.（重力加速度取g10 m/s2）圖11(1）為使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg，線圈的匝數(shù)n1至少為多少？(2）進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選n2100匝、形狀相同的線圈, 總電阻r10 。不接外電流，兩臂平衡.如圖12所示,保持b0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間均勻變大,磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪0.1 m。當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時(shí)，天平平衡，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.圖12解析:(1）線圈受