廣西專版新教材高中物理第2章電磁感應(yīng)過(guò)關(guān)檢測(cè)A卷新人教版選擇性必修第二冊(cè)

1、PAGE 10PAGE 第二章過(guò)關(guān)檢測(cè)(A卷)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第17小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第810小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1.電磁爐具有無(wú)煙、無(wú)明火、無(wú)污染、無(wú)微波輻射、高效節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。電磁爐是利用電流通過(guò)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),當(dāng)磁場(chǎng)的磁感線通過(guò)含鐵質(zhì)鍋底部時(shí),即會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流,使鍋體本身自行高速發(fā)熱,然后再加熱鍋內(nèi)食物。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A.鍋體可以用不導(dǎo)電的陶瓷制成B.鍋體中的渦流是由恒定的磁場(chǎng)產(chǎn)生的C.恒定磁場(chǎng)越強(qiáng),電磁爐的加熱效果越

2、好D.提高磁場(chǎng)變化的頻率,可提高電磁爐的加熱效果答案:D解析:鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的,故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤。提高磁場(chǎng)變化的頻率,可提高電磁爐的加熱效果,故選項(xiàng)D正確。2.如圖所示,燈A和燈B與固定電阻的電阻均為R,L是自感系數(shù)很大的線圈。當(dāng)S1閉合、S2斷開且電路穩(wěn)定時(shí),A、B亮度相同,再閉合S2,待電路穩(wěn)定后將S1斷開,下列說(shuō)法正確的是()A.B立即熄滅B.A將比原來(lái)更亮一些后再熄滅C.有電流通過(guò)B,方向?yàn)閏dD.有電流通過(guò)A,方向?yàn)閍b答案:A解析:當(dāng)斷開S2而只閉合S1時(shí),A、B兩燈一樣亮,可知線圈L的電阻也是R,在S1、S2閉合時(shí),IA=IL,故當(dāng)S2閉合、S1突然斷開時(shí),流

3、過(guò)A的電流只是方向變?yōu)閎a,但其大小不突然增大,A不出現(xiàn)更亮一下再熄滅的現(xiàn)象,故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。由于固定電阻R幾乎沒(méi)有自感作用,故斷開S1時(shí),B中的電流迅速變?yōu)榱?立即熄滅,故選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤。3.下列電器和設(shè)備工作時(shí),工作過(guò)程與電磁感應(yīng)現(xiàn)象無(wú)關(guān)的是()A.發(fā)電機(jī)B.電磁爐C.變壓器D.電熱水器答案:D解析:發(fā)電機(jī)是典型的電磁感應(yīng)的應(yīng)用,是通過(guò)運(yùn)動(dòng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。電磁爐是通過(guò)磁場(chǎng)的變化,產(chǎn)生熱量,屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。變壓器是通過(guò)磁場(chǎng)的互感現(xiàn)象來(lái)改變電壓的,故屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。電熱水器利用了電流的熱效應(yīng),故不屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,選項(xiàng)D正確。4.航母上飛

4、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)原理如圖所示,在固定線圈左右兩側(cè)對(duì)稱位置放置兩個(gè)閉合金屬圓環(huán),鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同。已知銅的電阻率較小,則合上開關(guān)S的瞬間()A.兩個(gè)金屬環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)B.兩個(gè)金屬環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)C.從左側(cè)向右看,兩個(gè)金屬環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较駾.銅環(huán)受到的安培力等于鋁環(huán)受到的安培力答案:C解析:若環(huán)放在線圈兩邊,根據(jù)“來(lái)拒去留”可得,合上開關(guān)S的瞬間,環(huán)為阻礙磁通量增大,則環(huán)將向兩邊運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。線圈中電流為右側(cè)流入,磁場(chǎng)方向?yàn)橄蜃?在閉合開關(guān)的過(guò)程中,磁場(chǎng)變強(qiáng),則由楞次定律可知,電流由左側(cè)向右看為順時(shí)針,故選項(xiàng)C正確。由于銅環(huán)的電阻較小,故銅環(huán)中感應(yīng)電

5、流較大,故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.如圖所示,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,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、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,取沿abcda方向的感應(yīng)電流為正,則表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖像正確的是()答案:C解析:bc邊的位置坐標(biāo)x在l2l過(guò)程,線框bc邊有效切線長(zhǎng)度為x-l,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=B(x-l)v,感應(yīng)電流i=B(x-l)vR,電流的大小隨x增大逐漸增大,根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流方向沿abcda,為正值;x在2l3l過(guò)程,根據(jù)楞次定律

6、判斷出感應(yīng)電流方向沿adcba,為負(fù)值,線框ad邊有效切線長(zhǎng)度為x-2l,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=B(x-2l)v,感應(yīng)電流i=-6.如圖所示,光滑絕緣水平面上,有一矩形線圈沖入一勻強(qiáng)磁場(chǎng),線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),其動(dòng)能恰好等于它在磁場(chǎng)左側(cè)時(shí)的一半,設(shè)磁場(chǎng)寬度大于線圈寬度,那么()A.線圈恰好在剛離開磁場(chǎng)的地方停下B.線圈在磁場(chǎng)中某位置停下C.線圈在未完全離開磁場(chǎng)時(shí)即已停下D.線圈完全離開磁場(chǎng)以后仍能繼續(xù)運(yùn)動(dòng),不會(huì)停下來(lái)答案:D解析:線圈沖入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈受安培力作用做減速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能減少,同理,線圈沖出勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),動(dòng)能也減少,進(jìn)、出時(shí)減少的動(dòng)能都等于安培力做的功;由于進(jìn)入時(shí)的速度大,故

7、感應(yīng)電流大,安培力大,安培力做的功也多,減少的動(dòng)能也多,線圈離開磁場(chǎng)過(guò)程中,損失的動(dòng)能少于它在磁場(chǎng)外面時(shí)動(dòng)能的一半,因此線圈離開磁場(chǎng)仍繼續(xù)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確。7.與一般吉他靠箱體的振動(dòng)發(fā)聲不同,電吉他靠拾音器發(fā)聲。如圖所示,拾音器由磁體及繞在其上的線圈組成。磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)使鋼質(zhì)琴弦磁化而產(chǎn)生磁性,即琴弦也產(chǎn)生自己的磁場(chǎng)。當(dāng)某根琴弦被撥動(dòng)而相對(duì)線圈振動(dòng)時(shí),線圈中就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電流,并最終還原為聲音信號(hào)。下列說(shuō)法正確的是()A.若磁體失去磁性,電吉他仍能正常工作B.換用尼龍材質(zhì)的琴弦,電吉他仍能正常工作C.琴弦振動(dòng)的過(guò)程中,線圈中電流的方向不會(huì)發(fā)生變化D.拾音器的作用是利用電磁感應(yīng)把琴弦的振動(dòng)轉(zhuǎn)化成

8、電信號(hào)答案:D解析:若失去磁性,則無(wú)法產(chǎn)生電磁感應(yīng),因此吉他不能正常工作,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。電吉他不可以使用尼龍線做琴弦,若是尼龍線,則不能被磁化,不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中的磁通量既會(huì)增加也會(huì)減少,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向會(huì)發(fā)生變化,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。電吉他屬于磁生電的應(yīng)用,是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的,拾音器的作用是利用電磁感應(yīng)把琴弦的振動(dòng)轉(zhuǎn)化成電信號(hào),故選項(xiàng)D正確。8.如圖甲所示,固定在光滑水平面上的正三角形金屬線框,匝數(shù)n=20,總電阻R=2.5 ,邊長(zhǎng)l=0.3 m,處在兩個(gè)半徑均為r=l3的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中,線框頂點(diǎn)與右側(cè)圓心重合,線框底邊中點(diǎn)與左側(cè)圓心重合。磁感應(yīng)強(qiáng)度

9、B1垂直水平面向上,大小不變;B2垂直水平面向下,大小隨時(shí)間變化。B1、B2的值如圖乙所示,則(A.通過(guò)線框的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较駼.t=0時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量為0.1 WbC.在0.6 s內(nèi)通過(guò)線框中的電荷量約為0.13 CD.經(jīng)過(guò)0.6 s線框中產(chǎn)生的熱量約為0.07 J答案:ACD解析:磁感應(yīng)強(qiáng)度B1垂直水平面向外,大小不變,B2垂直水平面向里,大小隨時(shí)間增大,故線框總的磁通量減小,由楞次定律可得,線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?故選項(xiàng)A正確。t=0時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量為=B112r2-B216r2=(10.53.140.12-2163.140.12)Wb=0.005Wb,故選項(xiàng)B錯(cuò)

10、誤。在0.6s內(nèi)通過(guò)線框中的電荷量q=It=ERt=nR=20(5-2)163.1409.超導(dǎo)體具有電阻為零的特點(diǎn),下圖為超導(dǎo)磁懸浮原理圖,a是一個(gè)超導(dǎo)閉合環(huán),置于一個(gè)電磁鐵線圈b正上方,當(dāng)閉合開關(guān)S后,超導(dǎo)環(huán)能懸浮在電磁鐵上方平衡。下列說(shuō)法正確的有()A.閉合開關(guān)S瞬間,a環(huán)中感應(yīng)電流受到的安培力向上B.閉合開關(guān)S,穩(wěn)定后通過(guò)a環(huán)的磁通量不變,a環(huán)中不再有電流C.閉合開關(guān)S,穩(wěn)定后通過(guò)a環(huán)的電流是恒定電流D.R取不同的電阻,穩(wěn)定后a環(huán)所受安培力都相等答案:ACD解析:閉合開關(guān)S瞬間,線圈中磁通量增大,則由楞次定律可知,a中產(chǎn)生的安培力將使a環(huán)有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故a環(huán)中感應(yīng)電流受到的安培力向上

11、,故選項(xiàng)A正確。由于線圈a由超導(dǎo)體制成,沒(méi)有電阻,所以不消耗能量,電流一直存在,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。閉合開關(guān)S,穩(wěn)定后通過(guò)a環(huán)的電流不再變化,為恒定電流,故選項(xiàng)C正確。因a環(huán)能懸浮在電磁鐵上方平衡,所以受到的安培力一定等于重力,故穩(wěn)定時(shí)受到的安培力與電阻R無(wú)關(guān),故選項(xiàng)D正確。10.如圖所示,光滑斜面PMNQ的傾角為=30,斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框abcd,其中ab邊長(zhǎng)l1=0.5 m,bc邊長(zhǎng)為l2,線框質(zhì)量m=1 kg,電阻R=0.4 ,有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2 T,方向垂直于斜面向上,ef為磁場(chǎng)的邊界,且efMN。導(dǎo)體框在沿斜面向上且與斜面平行的恒力F=10 N作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng),其a

12、b邊始終保持與底邊MN平行。已知導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),且進(jìn)入過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線框某一截面的電荷量q=0.5 C,則下列判斷正確的是()A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為2 m/sB.導(dǎo)線框bc邊長(zhǎng)為l2=0.1 mC.導(dǎo)線框開始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab邊到磁場(chǎng)邊界ef的距離為0.4 mD.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為1 J答案:ACD解析:導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),則F=mgsin30+B2l12vR,解得v=2m/s,選項(xiàng)A正確。根據(jù)q=R=Bl1l2R,解得l2=0.2m,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。線圈在磁場(chǎng)外運(yùn)動(dòng)的加速度a=F-mgsin30m=5m/s2,則導(dǎo)線框開始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab邊到磁場(chǎng)邊界ef二、填空題(

13、共2小題,共18分)11.(6分)下圖為研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整;(2)如果在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)一下,那么閉合開關(guān)后可能出現(xiàn)的情況有:將線圈A迅速插入線圈B時(shí),靈敏電流計(jì)指針將向(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。線圈A插入線圈B后,將滑動(dòng)變阻器的滑片迅速向左拉時(shí),靈敏電流計(jì)指針向(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。答案:(1)見解析圖(2)右左解析:(1)如圖所示。(2)閉合開關(guān),穿過(guò)副線圈的磁通量增大,靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下;線圈A迅速插入線圈B,磁通量增大,指針向右偏轉(zhuǎn)一下;滑動(dòng)變阻器滑片左移,線圈A所在電路電流減小,磁通量減小,指針向左偏轉(zhuǎn)一下

14、。12.(12分)如圖所示,光滑導(dǎo)軌豎直放置,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5 T,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向外,導(dǎo)體棒ab的長(zhǎng)度與導(dǎo)軌寬度均為l=0.2 m,導(dǎo)體棒電阻R=1.0 ,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。當(dāng)導(dǎo)體棒緊貼導(dǎo)軌勻速下滑時(shí),均標(biāo)有“6 V3 W”字樣的兩小燈泡恰好正常發(fā)光,則通過(guò)ab的電流的大小為 A,方向,ab運(yùn)動(dòng)的速度大小為 m/s,電路的總功率為 W。答案:1由b到a707解析:每個(gè)小燈泡中的電流為I1=P1U1=0.5A,則ab中的電流為I=2I1=1A,由右手定則知通過(guò)ab棒的電流方向?yàn)橛蒪到a;ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=U1+IR=6V+11.0V=7V,由E=Blv知ab的運(yùn)動(dòng)速度

15、v=EBl=70m/s;三、論述計(jì)算題(共4小題,共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13.(9分)如圖所示,垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd,其邊長(zhǎng)為l,總電阻為R,ad邊與磁場(chǎng)邊界平行。從ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)直至bc邊剛要進(jìn)入的過(guò)程中,線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運(yùn)動(dòng),求:(1)拉力做功的功率P;(2)ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q。答案:(1)B2l2解析:(1)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv感應(yīng)電流I=E拉力大小等于安培力大小F=BIl拉力的功率P=Fv=B2(2)

16、線圈ab邊電阻Rab=R運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=lab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rabt=B214.(9分)如圖所示,豎直面上兩足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌間距為l,頂端連接阻值為R的電阻,在水平虛線MN下方存在方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。將一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌從MN處由靜止釋放,導(dǎo)體棒向下運(yùn)動(dòng)的距離為l時(shí)恰好勻速。導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均不計(jì),重力加速度為g。(1)求導(dǎo)體棒加速過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量q和電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。(2)若導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中向下運(yùn)動(dòng)的總距離為2l時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小開始隨時(shí)間變化,使得導(dǎo)體棒恰好沿導(dǎo)軌向下做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bt隨時(shí)間t變化的

17、關(guān)系式。答案:(1)Bl2(2)Bt=4解析:(1)根據(jù)電磁感應(yīng)中的電荷量的推論公式q=導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng),據(jù)平衡條件有mg=BIl=BBlvRl=由能量守恒定律得mgl=Q+12mv聯(lián)立解得Q=mgl-(2)當(dāng)導(dǎo)體棒做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),回路中的感應(yīng)電流為零,閉合回路的磁通量不變,設(shè)時(shí)間為t時(shí),導(dǎo)體棒的下落高度h=2l+vt+12gt由于磁通量不變,則有Btlh=B2l2解得Bt=4Bl15.(12分)如圖所示,兩平行光滑不計(jì)電阻的金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌上端接一阻值為R的定值電阻,兩導(dǎo)軌之間的距離為d。矩形區(qū)域abdc內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),ab、cd之間

18、的距離為l。在cd下方有一導(dǎo)體棒MN,導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌垂直,與cd之間的距離為h,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,電阻為r。給導(dǎo)體棒一豎直向上的恒力,導(dǎo)體棒在恒力F作用下由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后做減速運(yùn)動(dòng)。若導(dǎo)體棒到達(dá)ab處的速度為v0,重力加速度大小為g。求:(1)導(dǎo)體棒到達(dá)cd處時(shí)速度的大小;(2)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度的大小;(3)導(dǎo)體棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量和電阻R產(chǎn)生的熱量。答案:(1)2(2)g+B(3)BldR+rRR+r解析:(1)根據(jù)動(dòng)能定理有(F-mg)h=12mv解得導(dǎo)體棒到達(dá)cd處時(shí)速度的大小v=2(2)安培力F安=BId,I=ER+根據(jù)牛頓第二定律得mg+F安-F=ma導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度的大小a=g+B2(3)導(dǎo)體棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量q=It,I=ER+r,E=解得q=Bld根據(jù)動(dòng)能定理得(F-mg)(h+l)-W=1電路中的總熱量Q=W電阻R中的熱量QR=RR解得QR=RR+r(F-mg)(h+l)-16.(12分)磁懸浮列車的運(yùn)動(dòng)原理如圖所示,在水平面上有兩根水平長(zhǎng)直平行導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間有與導(dǎo)軌面垂直且方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2,B1和B2相互間隔,導(dǎo)軌上有金屬框abcd。當(dāng)磁場(chǎng)B1和B2同時(shí)以恒定速度沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬框也會(huì)由靜止開始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)。已知兩導(dǎo)軌間距l(xiāng)1=0.4 m,兩種磁場(chǎng)的寬度