第一章電磁感應(yīng) 章末檢測卷(教科版選修3-2)

1、章末檢測卷(一)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)12013年12月我國發(fā)射的“玉兔號”月球車成功著陸月球，預(yù)計(jì)在2020年將實(shí)施載人登月假如宇航員登月后想探測一下月球表面是否有磁場，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)來判斷磁場有無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，如電流表無示數(shù)，則判斷月球表面無磁場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，如電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場D將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某個(gè)平面內(nèi)沿兩個(gè)互相垂直的方向運(yùn)動，

2、月球表面若有磁場，則電流表至少有一次示數(shù)不為零答案C解析電流表有示數(shù)時(shí)可判斷有磁場存在，沿某方向運(yùn)動而無示數(shù)不能確定磁場是否存在，只有C正確2如圖1所示，一個(gè)半徑為l的半圓形硬導(dǎo)體AB以速度v在水平U型框架上向右勻速滑動，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，干路電阻為R0，半圓形硬導(dǎo)體AB的電阻為r，其余電阻不計(jì)，則半圓形導(dǎo)體AB切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小及A、B之間的電勢差分別為 ()圖1ABlv BBlvC2Blv D2Blv2Blv答案C解析根據(jù)EBlv，感應(yīng)電動勢2Blv，A、B間的電勢差U，C項(xiàng)正確3.如圖2所示是研究通電自感實(shí)驗(yàn)的電路圖，A1，A2是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡，閉合電鍵調(diào)節(jié)滑動

3、變阻器R的滑動觸頭，使兩個(gè)燈泡的亮度相同，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑動觸頭，使它們都正常發(fā)光，然后斷開電鍵S.重新閉合電鍵S，則 ()圖2A閉合瞬間，A1立刻變亮，A2逐漸變亮B閉合瞬間，A1、A2均立刻變亮C穩(wěn)定后，L和R兩端的電勢差一定相同D穩(wěn)定后，A1和A2兩端的電勢差不相同答案C解析根據(jù)題設(shè)條件可知，閉合電鍵調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑動觸頭，使兩個(gè)燈泡的亮度相同，說明此時(shí)滑動變阻器R接入電路的阻值與線圈L的電阻一樣大，斷開電鍵再重新閉合電鍵的瞬間，根據(jù)自感原理可判斷，A2立刻變亮，而A1逐漸變亮，A、B均錯(cuò)誤；穩(wěn)定后，自感現(xiàn)象消失，根據(jù)題設(shè)條件可判斷，線圈L和R兩端的電勢差一定相同，A1和A2兩

4、端的電勢差也相同，所以C正確，D錯(cuò)誤4.如圖3所示，一個(gè)閉合三角形導(dǎo)線框ABC位于豎起平面內(nèi)，其下方(略靠前)固定一根與導(dǎo)線框平面平行的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流釋放導(dǎo)線框，它由實(shí)線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉(zhuǎn)動，在此過程中 ()圖3A導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向依次為ACBAABCAACBAB導(dǎo)線框的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電流也為零C導(dǎo)線框所受安培力的合力方向依次為向上向下向上D導(dǎo)線框所受安培力的合力為零，做自由落體運(yùn)動答案A解析根據(jù)右手螺旋定則可知導(dǎo)線上方的磁場方向垂直紙面向外，下方的磁場方向垂直紙面向里，而且越靠近導(dǎo)線磁場越強(qiáng)，所以閉合導(dǎo)線框ABC在下降過程中，導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向外的

5、磁通量先增大，當(dāng)BC邊與導(dǎo)線重合時(shí)，達(dá)到最大，再向下運(yùn)動，導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向外的磁通量逐漸減小至零，然后隨導(dǎo)線框的下降，導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向里的磁通量增大，當(dāng)達(dá)到最大，繼續(xù)下降時(shí)由于導(dǎo)線框逐漸遠(yuǎn)離導(dǎo)線，使導(dǎo)線框內(nèi)垂直于紙面向里的磁通量再逐漸減小，所以根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙內(nèi)部磁通量的變化，所以感應(yīng)電流的磁場先向里，再向外，最后向里，所以導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向依次為ACBAABCAACBA，A正確；當(dāng)導(dǎo)線框內(nèi)的磁通量為零時(shí)，內(nèi)部的磁通量仍然在變化，有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，所以感應(yīng)電流不為零，B錯(cuò)誤根據(jù)對楞次定律的理解，感應(yīng)電流的效果總是阻礙導(dǎo)體間的相對運(yùn)動，由于導(dǎo)線框一直向下運(yùn)動，

6、所以導(dǎo)線框所受安培力的合力方向一直向上，不為零，C、D錯(cuò)誤5如圖4所示，光滑絕緣水平面上，有一矩形線圈沖入一勻強(qiáng)磁場，線圈全部進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)，其動能恰好等于它在磁場左側(cè)時(shí)的一半，設(shè)磁場寬度大于線圈寬度，那么 ()圖4A線圈恰好在剛離開磁場的地方停下B線圈在磁場中某位置停下C線圈在未完全離開磁場時(shí)即已停下D線圈完全離開磁場以后仍能繼續(xù)運(yùn)動，不會停下來答案D解析線圈沖入勻強(qiáng)磁場時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受安培力作用做減速運(yùn)動，動能也減少同理，線圈沖出勻強(qiáng)磁場時(shí)，動能減少，進(jìn)、出時(shí)減少的動能都等于克服安培力做的功由于進(jìn)入時(shí)的速度大，故感應(yīng)電流大，安培力大，安培力做的功也多，減少的動能也多，線圈離開磁場過

7、程中，損失動能少于它在磁場左側(cè)時(shí)動能的一半，因此線圈離開磁場仍繼續(xù)運(yùn)動6.如圖5所示為幾個(gè)有理想邊界的磁場區(qū)域，相鄰區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等、方向相反，區(qū)域的寬度均為L.現(xiàn)有一邊長為L的正方形導(dǎo)線框由圖示位置開始，沿垂直于區(qū)域邊界的直線勻速穿過磁場區(qū)域，速度大小為v.設(shè)逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，下列各圖能正確反映線框中感應(yīng)電流的是 ()圖5答案D解析導(dǎo)線框進(jìn)入磁場中0到L的過程中，由右手定則知，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，即負(fù)方向，感應(yīng)電流I，大小恒定，A、B不正確；導(dǎo)線框進(jìn)入磁場中L至2L的過程中，導(dǎo)線框左右兩側(cè)均切割磁感線，由右手定則，可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，即為正方向，感應(yīng)電流I，C

8、錯(cuò)誤，D正確二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分每題至少有兩個(gè)選項(xiàng)正確，選對得5分，漏選得2分，錯(cuò)選得0分)7.如圖6所示，矩形閉合線圈放置在水平薄板上，有一塊碲形磁鐵如圖示方式置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線圈的寬度)當(dāng)磁鐵勻速向右通過線圈正下方時(shí)，線圈仍靜止不動，那么線圈受到薄板的摩擦力方向和線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向(從上向下看)是()圖6A摩擦力方向一直向左B摩擦力方向先向左、后向右C感應(yīng)電流的方向順時(shí)針逆時(shí)針順時(shí)針D感應(yīng)電流方向順時(shí)針逆時(shí)針答案AC解析穿過線圈的磁通量先向上方向增加，后減少，當(dāng)線圈通過磁鐵中間以后，磁通量先向下方向增加，后減少，所以感應(yīng)電流的方向順時(shí)

9、針逆時(shí)針順時(shí)針，故C正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可以判斷：磁鐵向右移動過程中，磁場對線圈有向右的安培力作用，所以摩擦力方向向左，故A正確，B錯(cuò)誤8.用一根橫截面積為S、電阻率為的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑如圖7所示，在ab的左側(cè)存在一個(gè)勻強(qiáng)磁場，磁場垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率k(k0)則 ()圖7A圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流B圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢C圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為|D圖中a、b兩點(diǎn)間的電勢差大小為Uab|kr2|答案BD解析由題意可知磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小，穿過閉合線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可以判斷，圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，

10、圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢，故A錯(cuò)誤，B正確；圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為ES|r2k|，圓環(huán)的電阻為R，所以圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為I|，故C錯(cuò)誤；圖中a、b兩點(diǎn)間的電勢差UabI×R|kr2|，故D正確9.如圖8所示，邊長為L的正方形線框，從圖示位置開始沿光滑斜面向下滑動，中途穿越垂直紙面向里、有理想邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的寬度大于L，以i表示導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流，從線框剛進(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí)，取逆時(shí)針方向?yàn)殡娏髡较?，以下it關(guān)系圖像，可能正確的是 ()圖8答案BC解析邊長為L的正方形線框，從圖示位置開始沿光滑斜面向下滑動，若進(jìn)入磁場時(shí)所受安培力與重力沿斜面方向的分力平衡，則線框做勻速直線運(yùn)動，

11、感應(yīng)電流為一恒定值；完全進(jìn)入后磁通量不變，感應(yīng)電流為零，線框做勻加速直線運(yùn)動；從磁場中出來時(shí)，感應(yīng)電流方向相反，所受安培力大于重力沿斜面方向的分力，線框做加速度減小的減速運(yùn)動，感應(yīng)電流減小，選項(xiàng)B正確同理可知，C正確10.如圖9所示，豎直平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ上端接有電阻R，金屬桿ab質(zhì)量為m，跨在平行導(dǎo)軌上，垂直導(dǎo)軌平面的水平勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，不計(jì)ab與導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，且ab與導(dǎo)軌接觸良好若ab桿在豎直向上的外力F作用下勻速上升，則以下說法正確的是 ()圖9A拉力F所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量B桿ab克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量C電流所做的功等于重力勢能的增加量D拉力

12、F與重力做功的代數(shù)和等于電阻R上產(chǎn)生的熱量答案BD解析當(dāng)外力F拉著金屬桿勻速上升時(shí)，拉力要克服重力和安培力做功，拉力做的功等于克服安培力和重力做功之和，即等于電阻R上產(chǎn)生的熱量和金屬桿增加的重力勢能之和，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確克服安培力做多少功，電阻R上就產(chǎn)生多少熱量，選項(xiàng)B正確電流做的功不等于重力勢能的增加量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤綜上所述，本題的正確選項(xiàng)為B、D.三、填空題(本題共2小題，共9分)11.(3分)如圖10所示，半徑為r的金屬圓環(huán)繞通過直徑的軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，以金屬環(huán)的環(huán)面與磁場方向重合時(shí)開始計(jì)時(shí)，求在轉(zhuǎn)動30°角的過程中，環(huán)中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為_

13、圖10答案3Br2解析21BSsin 30°0Br2.又t/(6)所以3Br2.12(6分)電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂器如圖11所示為電吉他的擴(kuò)音器的原理圖，在金屬弦的下方放置有一個(gè)連接到放大器的螺線管一條形磁鐵固定在管內(nèi)，當(dāng)撥動金屬弦后，螺線管內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號轉(zhuǎn)為聲音信號圖11(1)金屬弦的作用類似“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中鐵芯的作用，則被撥動后靠近螺線管的過程中，通過放大器的電流方向?yàn)開(以圖為準(zhǔn)，選填“向上”或“向下”)(2)下列說法正確的是 ()A金屬弦上下振動的周期越大，螺線管內(nèi)感應(yīng)電流的方向變化也越快B金屬弦上下振動過程中，經(jīng)過相同位

14、置時(shí)速度越大，螺線管中感應(yīng)電動勢也越大C電吉他通過擴(kuò)音器發(fā)出的聲音隨感應(yīng)電流強(qiáng)度增大而變響，增減螺線管匝數(shù)會起到調(diào)節(jié)音量的作用D電吉他通過擴(kuò)音器發(fā)出的聲音頻率和金屬弦振動頻率相同答案(1)向下(2)BCD解析(1)金屬弦靠近螺線管時(shí)，線圈中磁場變強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可得通過放大器的電流方向?yàn)橄蛳?2)感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率有關(guān)，與線圈匝數(shù)有關(guān)，所以選項(xiàng)B、C正確；電吉他通過擴(kuò)音器發(fā)出的聲音頻率與感應(yīng)電流的頻率相同，即與金屬弦振動頻率相同，A錯(cuò)誤，D正確四、計(jì)算題(本題共4小題，共47分)13(10分)輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m0.32 kg、邊長為L0.8 m、匝數(shù)n10的正方形線圈，總電阻

15、為r1 .邊長為的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖12甲所示，磁場方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，從t0開始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線開始松弛，取g10 m/s2.求：圖12(1)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動勢；(2)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率；(3)t0的值答案(1)0.4 V(2)0.16 W(3)2 s解析(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得Enn××()210××()2×0.5 V0.4 V.(2)I0.4 A，PI2r0.16 W.(3)對線圈受力分析可知，當(dāng)細(xì)線松弛時(shí)有：F安nBt0Img，IBt02 T由圖像知：Bt01

16、0.5t0(T)，解得t02 s.14(10分)如圖13所示，兩根相距d0.20 m的平行金屬長導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.20 T導(dǎo)軌上面橫放著兩條金屬細(xì)桿，構(gòu)成矩形回路每條金屬細(xì)桿的電阻r0.25 .回路中其余部分的電阻不計(jì)已知兩金屬細(xì)桿在平行于導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌朝相反的方向勻速平移，速度大小都是v5.0 m/s，不計(jì)導(dǎo)軌的摩擦圖13(1) 求作用于每條細(xì)桿的拉力的大小；(2)求兩金屬細(xì)桿在間距增加0.40 m的滑動過程中共產(chǎn)生的熱量答案(1)3.2×102 N(2)1.28×102 J解析(1)無論磁場方向是豎直向上還

17、是豎直向下，當(dāng)兩金屬細(xì)桿都以速度v朝相反方向滑動時(shí)，兩金屬細(xì)桿產(chǎn)生大小相同方向一致的感應(yīng)電動勢E1E2Bdv由閉合電路歐姆定律，回路中的電流I因拉力與安培力平衡，作用于每根金屬桿的拉力大小為F1F2BdI由聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，得F1F2 N3.2×102 N.(2)設(shè)金屬桿之間增加的距離為L，則兩金屬桿共產(chǎn)生的熱量QI2·2r·，代入數(shù)據(jù)得Q1.28×102 J.15.(12分)如圖14所示，有兩根足夠長、不計(jì)電阻，相距L的平行光滑金屬導(dǎo)軌cd、ef與水平面成角固定放置，底端接一阻值為R的電阻，在軌道平面內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直軌道平面斜向上現(xiàn)

18、有一平行于ce、垂直于導(dǎo)軌、質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬桿ab，在沿軌道平面向上的恒定拉力F作用下，從底端ce由靜止沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動，當(dāng)ab桿速度達(dá)到穩(wěn)定后，撤去拉力F，最后ab桿又沿軌道勻速回到ce端已知ab桿向上和向下運(yùn)動的最大速度相等求：拉力F和桿ab最后回到ce端的速度v.圖14答案2mgsin 解析當(dāng)ab桿沿導(dǎo)軌上滑達(dá)到最大速度v時(shí)，其受力如圖所示：由平衡條件可知：FFBmgsin 又FBBIL而I聯(lián)立式得：Fmgsin 0同理可得，ab桿沿導(dǎo)軌下滑達(dá)到最大速度時(shí)：mgsin 0聯(lián)立兩式解得：F2mgsin v.16(15分)如圖15甲所示，兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L1 m，兩導(dǎo)軌的上端間接有電阻，阻值R2 .虛線OO下方是垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為2 T現(xiàn)將質(zhì)量為m0.1 kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab，從OO上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻已知金屬桿下落0.3 m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖像如圖乙所示(取g10 m/s2)求：圖15(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)速度為多大？下