2017-2018學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)章末檢測(含解析)新人教版選修3-2

1、第四章電磁感應(yīng)（時間 60 分鐘，滿分 100 分）、選擇題（本題共 9 小題，每小題 7 分，共 63 分。每小題至少有一個選項符合題意,選對但不全的得 3 分，有錯選的得 0 分）（2011 廣東高考）將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律知：E=n#，可見感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)有關(guān),C 正確；感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙原磁場的變化，當原磁場增大時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與其相反，D 錯誤。答案：C解析：當電流I不斷增加時，它的磁場不斷增強，穿過A、B線圈的磁通量不斷增加,fz根據(jù)楞次定律，感應(yīng)

2、電流受到的力將使導(dǎo)線圈向阻礙磁通量增加的方向運動，離直導(dǎo)線，A向左、B向右運動。答案：A1.向垂直，A.感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B. 穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大C. 穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同A 錯誤；感應(yīng)電動勢的大小取決于磁通量的變化快慢,而與磁通量的2.如圖 1 所示，當直導(dǎo)線中電流不斷增加時，A B兩輕導(dǎo)線圈的運動情況是（A.A向左,B向右B.A向右,C. 均向左D.均向右即導(dǎo)線圈要遠B向左23.如圖 2 所示，虛線上方空間有垂直線框平面的勻強磁場，直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度3勻速轉(zhuǎn)動。設(shè)線框

3、中感應(yīng)電流方向以逆時針為正，那么在圖中能正確描述線框從圖中所示位置開始轉(zhuǎn)動一周的過程中線框內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化情況的是o解析：直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度3勻速轉(zhuǎn)動,進入磁場的過( )D.3程中，穿過閉合回路的磁通量均勻增加，故產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定，完全進入磁場后沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由此就可判斷 A 對。答案：A4. 如圖 4 所示，要使圖中cd應(yīng)（A. 向右加速運動C. 向左加速運動X XX XX XK X X XabX XB.向右減速運動D.向左減速運動4ab方向相反的電流，,、一，.，. ，、，.、一.Blv,當cd向左運動時，與cd相連的線圈中產(chǎn)生與ab中方向相同的電流，且

4、由lcd=R知，v解析：由右手定則知當cd向右運動時，與cd相連的線圈中產(chǎn)生與增加，led變大，A、D 對，B、C答案：AD5.如圖 5 所示，A B、C 為三只相同的燈泡，且燈泡的額定電壓均大于電源電動勢，電源內(nèi)阻不計，L是一個直流電阻不計、自感系數(shù)較大的線圈，先將Ki、K2合上，穩(wěn)定后突然斷開此后過程中各燈均無損壞，則以下說法中正確的是A. C 燈亮度保持不變A.C 燈閃亮一下后逐漸恢復(fù)到原來的亮度B 燈亮度保持不變D. B 燈后來的功率是原來的一半B.C.解析：Ki、K2均閉合，穩(wěn)定后 A 燈不亮，通過線圈的電流是B、C 兩燈的和。突然斷開ab段直導(dǎo)線中有向右的電流，則導(dǎo)線圖 44通過線

5、圈的電流減小，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢與原電流的方向相同,C 燈閃亮一下后逐漸恢復(fù)到原來的亮度，選項A 錯誤，B 正確。穩(wěn)定后通過 B 燈的電流是原來的一半，故 B燈后來的功率是原來的1/4 ,選項 C D 錯誤。答案：B6.（2011 江蘇高考）如圖 6 所示，水平面內(nèi)有一平行金屬 導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計。勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直。阻值 為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好。t= 0時，將開關(guān) S 由 1 擲到 2。q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度。下列圖像正確的是（X X X X5解析：當開關(guān)由 1 擲到 2，電容器放電，導(dǎo)體棒因受安培力而向

6、右加速，導(dǎo)體棒向右運 動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢， 最終達到電容器兩端電壓和導(dǎo)體棒兩端電壓相等，電容器的帶電量保持不變，導(dǎo)體棒的速度不變，但不等于零，A、C 錯，最終導(dǎo)體棒加速度以及棒中電流為零，B錯，D 對。答案：D7在豎直向上的勻強磁場中， 水平放置一個不變形的單匝金屬圓形線圈， 線圈所圍的 面積為 0.1 m2,線圈電阻為 1Q。規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時針方正確的是（）A. 在時間 05 s 內(nèi)，I的最大值為 0.1 AB. 在第 4 s 時刻，I的方向為逆時針C.前 2 s 內(nèi)，通過線圈某截面的總電荷量為0.01 CD. 第 3 s 內(nèi)，線圈的發(fā)熱功率最大向，如圖 8 甲所示

7、。磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的解析：由B-1圖線可知,E=7TSi=R可得:Im= 0.01 A , A錯誤；第 4 s 時，B正均勻減小，由楞次定律可知,I為逆時針方向，B正確；由q=帚可圖 7/?/T乙6得，前 2 s 內(nèi)，通過線圈某截面的總電荷量?msq= 0.01 C, C 正確;R第 3 s 內(nèi)，B不變,=0，故線圈發(fā)熱功率為 0, D 錯誤。答案：BC8.如圖 9 所示，勻強磁場的方向垂直于電路所在的平面，導(dǎo)體棒ab與電路接觸良好。當ab在外力F作用下從左向右做勻加速直線運動時，若不計摩擦和導(dǎo)線的電阻，整個過程中，燈泡L 未被燒壞，電容器C未被擊穿，則該過程中（）7B. 感應(yīng)電動勢

8、變大C. 燈泡 L 的亮度變大D.電容器兩極板間的電場強度減小解析：根據(jù)電路的連接方式知電容器兩端的電壓等于燈泡兩端的電壓，當導(dǎo)體棒向右做勻加速運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大，燈泡的亮度變大，電容器兩極板間的電場強度增大，選項 B、C 正確，D 錯誤。根據(jù)右手定則可知電容器的上極板帶正電，選項A 錯誤。答案：BC9.如圖 10 所示，連接兩個定值電阻的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成B角，R=F2= 2R,勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒ab,質(zhì)量為m棒的電阻為 2R,棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為卩。導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動，當上滑的速度為v時，定值電阻F2消耗的電功率為P,下列說法正確的是（）A.此時重

9、力的功率為mgxcos0B.此裝置消耗的機械功率為 卩mgvcos0一 、6PC.導(dǎo)體棒受到安培力的大小為-v 8PD.導(dǎo)體棒受到安培力的大小為Pv解析：根據(jù)功率計算公式，此時重力的功率為mgviin0, A 錯；摩擦力Ff=卩mgcos0,因摩擦而消耗的熱功率為卩mgvcos0,由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=BLv,回路中的總電流EB2L2vBVvI= 3R,導(dǎo)體棒滑動時受到安培力F=BIL= 3R，整個裝置消耗的機械功率為（3R+卩mcpos0）v, B 錯；由于R=R?= 2R棒的電阻也為 2R當上滑的速度為v時，定值電阻R消耗的電功率為P,則定值電阻R消耗的電功率也為P,此時導(dǎo)體棒ab消耗

10、的電功率應(yīng)該 為 4P,整個電路消耗的電功率為6P,即安培力做功的功率為 6P,所以導(dǎo)體棒受到的安培力6P的大小為F= , C 對、D 錯。vF jr答案：C二、計算題（本題共 3 小題，共 37 分。解答過程應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟）10. （10 分） （2012 天津高考）如圖 11 所示，一對光滑的平行金 屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距I= 0.5 m，左端接有阻值R=0.3Q的電阻，一質(zhì)量 m= 0.1 kg,電阻r= 0.1Q的金屬棒MN放置8在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B= 0.4圖 11T。棒在水平向右的外力作用下，由靜止

11、開始以a= 2 m/s2的加速度做勻加速運動，當9棒的位移x= 9 m 時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn) 生的焦耳熱比Q:02= 2: 1。導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩 端與導(dǎo)軌保持良好接觸。求：(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱- - (感應(yīng)電動勢為E，由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=H其中=BIx_ E設(shè)回路中的平均電流為I，由閉合電路的歐姆定律得I=-R十r則通過電阻R的電荷量為q=It聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得q= 4.5 C(2)設(shè)撤去外力時棒的速度為V,對棒的勻加速運動過程，由運動學(xué)公式得v2= 2ax一 12設(shè)棒在撤去外力后的運動過程中

12、安培力做功為W由動能定理得W0 ?mv撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=W聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得0= 1.8 J答案：(1)4.5 C (2)1.8 J11. (13 分)如圖 12 所示，面積為 0.2 吊的 100 匝線圈A處在磁場中，磁場方向垂直于線圈平面。磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律是B= (6 0.2t) T，已知電路中的R= 4Q,R=6Q,電容C= 30 卩 F,線圈A的電阻不計。求圖 12(1)閉合 S 后，通過F2的電流大小和方向；閉合 S 一段時間后，斷開 S, S 斷開后通過F2的電荷量是多少?B解析：(1)由于磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化，根據(jù)B= (6 0.2t) T 可知石=0

13、.2 T/s,所以線圈中感應(yīng)電動勢的大小為E=n貯=nS=100 x0.2x0.2 V=4V,通過R的電流(1)棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電何量q；解析：(1)設(shè)棒勻加速運動的時間為t，回路的磁通量變化量為，回路中的平均TI10為I= 4 十十 6 A = 0.4 A，由楞次定律可知電流的方向由上向下。R+ Ra 4 十 611（2）閉合 S 一段時間后，電容器被充上一定的電荷量，此時其電壓U=IR2= 0.4X6 V=2.4 V,斷開 S,電容器將放電，通過F2的電荷量就是C原來所帶的電荷量，Q=CU= 30X10-6X2.4 C=7.2X10一5C。_ 5答案：（1）0.4 A 由上向下（2）7.2X10 C12.（14 分）如圖 13 甲所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距I= 0.20 m電阻R= 1.0Q;有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B= 0.5 T 的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道向下?，F(xiàn)用一解析：導(dǎo)體桿在軌道上做初速度為零的勻加速直線運動,間，則桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Blv=BlatE閉合回