高中物理人教版2第四章電磁感應(yīng) 第4單元知能評(píng)估（a卷）

單元知能評(píng)估(A卷)(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)1．圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析：根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件為，A中，電路沒閉合，無感應(yīng)電流；B中，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過線圈的磁感線相互抵消Φ＝0，Φ恒為零，無感應(yīng)電流；D中，磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流．答案：B2．在圖中，若回路面積從S0＝8m2變到St＝18m2，磁感應(yīng)強(qiáng)度B同時(shí)從B0＝T方向垂直紙面向里變到Bt＝A．7Wb B．WbC．Wb D．Wb解析：因?yàn)锽、S都變化．所以可用后來的磁通量減去原來的磁通量．取后來的磁通量為正．ΔΦ＝Φt－Φ0＝BtSt－(－B0S0)＝×18Wb－(－×8)Wb＝Wb，故C對(duì)．答案：C3．在一根較長的鐵釘上，用漆包線繞上兩個(gè)線圈A、B，將線圈B的兩端接在一起，并把CD段直漆包線沿南北方向放置在靜止的小磁針的上方，如圖所示．下列判斷正確的是()A．開關(guān)閉合時(shí)，小磁針不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B．開關(guān)閉合時(shí)，小磁針的N極垂直紙面向里轉(zhuǎn)動(dòng)C．開關(guān)斷開時(shí)，小磁針的N極垂直紙面向里轉(zhuǎn)動(dòng)D．開關(guān)斷開時(shí)，小磁針的N極垂直紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng)解析：開關(guān)保持接通時(shí)，A內(nèi)電流的磁場向右；開關(guān)斷開時(shí)，穿過B的磁感線的條數(shù)向右減少，因此感應(yīng)電流的磁場方向向右，感應(yīng)電流的方向由C到D，CD下方磁感線的方向垂直紙面向里，小磁針N極向里轉(zhuǎn)動(dòng)．答案：C4．如圖所示，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指拉直時(shí)兩端的電阻)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直穿過環(huán)平面，在環(huán)的最高點(diǎn)A用鉸鏈連接長度為2a、電阻為eq\f(R,2)的導(dǎo)體棒AB，AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，B點(diǎn)的線速度為v，則這時(shí)AB兩端的電壓大小為()\f(Bav,3) \f(Bav,6)\f(2Bav,3) D．Bav解析：由題意可得：E＝B×2a×eq\f(1,2)v，UAB＝eq\f(E,\f(1,4)R＋\f(1,2)R)×eq\f(1,4)R＝eq\f(Bav,3)，選項(xiàng)A正確．答案：A5．如圖所示，ab為一金屬桿，它處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，可繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；s為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬圓環(huán)；在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，一端與a點(diǎn)良好接觸．當(dāng)桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，某時(shí)刻ab桿的位置如圖，則此時(shí)刻()A．有電流通過電流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向右B．有電流通過電流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向左C．有電流通過電流表，方向由d→c；作用于ab的安培力向右D．無電流通過電流表，作用于ab的安培力為零解析：ab桿切割磁感線，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可判知，ab中感應(yīng)電流方向a→b，所以電流表中感應(yīng)電流的方向由c→d.再根據(jù)左手定則，ab所受安培力向右，A項(xiàng)正確．答案：A6.如圖所示，“U”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架間無摩擦，整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場中．若因磁場的變化，使桿ab向右運(yùn)動(dòng)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度()A．方向向下并減小 B．方向向下并增大C．方向向上并增大 D．方向向上并減小解析：因磁場變化，發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，桿ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而使桿ab受到磁場力的作用，并發(fā)生向右運(yùn)動(dòng)．而ab向右運(yùn)動(dòng)，使得閉合回路中磁通量有增加的趨勢，說明原磁場的磁通量必定減弱，即磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減小，與方向向上、向下無關(guān)．答案：AD7．如圖所示，一磁鐵用細(xì)線懸掛，一閉合銅環(huán)用手拿著靜止在與磁鐵上端面相平處，松手后銅環(huán)下落．在下落到和下端面相平的過程中，以下說法正確的是()A．環(huán)中感應(yīng)電流方向從上向下俯視為先順時(shí)針后逆時(shí)針B．環(huán)中感應(yīng)電流方向從上向下俯視為先逆時(shí)針后順時(shí)針C．懸線上拉力先增大后減小D．懸線上拉力一直大于磁鐵重力解析：穿過環(huán)的磁場向上且磁通量先增加后減小，由楞次定律可判出從上向下看電流先順時(shí)針后逆時(shí)針；同時(shí)環(huán)受到阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)向上的阻力，由牛頓第三定律知：磁鐵受到向下的反作用力，故懸線上拉力大于磁鐵重力．答案：AD8.如圖所示，L為一純電感線圈(即電阻為零)，A是一燈泡，下列說法正確的是()A．開關(guān)S接通瞬間，無電流通過燈泡B．開關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，無電流通過燈泡C．開關(guān)S斷開瞬間，無電流通過燈泡D．開關(guān)S接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡中均有從a到b的電流，而在開關(guān)S斷開瞬間，燈泡中有從b到a的電流解析：開關(guān)S接通瞬間，燈泡中的電流從a到b，線圈由于自感作用，通過它的電流將逐漸增加．開關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，純電感線圈對(duì)電流無阻礙作用，將燈泡短路，燈泡中無電流通過．開關(guān)S斷開的瞬間，由于線圈的自感作用，線圈中原有向右的電流將逐漸減小，該電流從燈泡中形成回路，故燈泡中有從b到a的瞬間電流．答案：B9．如圖所示，邊長為L、總電阻為R的正方形線框abcd放置在光滑水平桌面上，其bc邊緊靠磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為2L、方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場的邊緣．現(xiàn)使線框以初速度v0勻加速通過磁場，下列圖線中能定性反映線框從進(jìn)入到完全離開磁場的過程中，線框中的感應(yīng)電流的變化的是()解析：線框以初速度v0勻加速通過磁場，由E＝BLv，i＝eq\f(E,R)知線框進(jìn)出磁場時(shí)產(chǎn)生的電流應(yīng)該是均勻變化的，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流的方向，對(duì)照選項(xiàng)中各圖可知應(yīng)選A.答案：A10.如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g，下列選項(xiàng)正確的是()A．P＝2mgvsinθB．P＝3mgvsinθC．當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到eq\f(v,2)時(shí)加速度大小為eq\f(g,2)sinθD．在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功解析：導(dǎo)體棒由靜止釋放，速度達(dá)到v時(shí)，回路中的電流為I，則根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件，有mgsinθ＝BIL.對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，則回路中的電流為2I，則根據(jù)平衡條件，有F＋mgsinθ＝B·2IL所以拉力F＝mgsinθ，拉力的功率P＝F×2v＝2mgvsinθ，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到eq\f(v,2)時(shí)，回路中的電流為eq\f(I,2)，根據(jù)牛頓第二定律，得mgsinθ－Beq\f(I,2)L＝ma，解得a＝eq\f(g,2)sinθ，選項(xiàng)C正確；當(dāng)導(dǎo)體棒以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)能量守恒定律，重力和拉力所做的功之和等于R上產(chǎn)生的焦耳熱，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：AC11．如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L＝1m，上端接有電阻R＝3Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝1Ω的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的v－t圖象如圖乙所示(取g＝10(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?2)桿在磁場中下落s的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量．解析：(1)由圖象知，桿自由下落s進(jìn)入磁場以v＝1.0產(chǎn)生的電動(dòng)勢E＝BLv桿中的電流I＝eq\f(E,R＋r)桿所受安培力F安＝BIL由平衡條件得mg＝F安代入數(shù)據(jù)得B＝2T.(2)電阻R產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝J.答案：(1)2T(2)J12.在光滑絕緣水平面上，電阻為Ω、質(zhì)量為0.05kg的長方形金屬框abcd，以10m/s的初速度向磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T、方向垂直水平面向下、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場滑去．當(dāng)金屬框進(jìn)入磁場到達(dá)如圖所示位置時(shí)，已產(chǎn)生(1)在圖中ab邊上標(biāo)出感應(yīng)電流和安培力方向，并求出在圖示位置時(shí)金屬框的動(dòng)能．(2)求圖示位置時(shí)金屬框中感應(yīng)電流的功率．(已知ab邊長L＝0.1解析：(1)ab邊上感應(yīng)電流的方向b→a，安培力方向向左，金屬框從進(jìn)入磁場到圖示位置能量守恒得：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mv2＋Q，Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－