高中物理 第1章 電磁感應(yīng)章末檢測卷 粵教3-2

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE第1章電磁感應(yīng)章末檢測卷(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）1．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動，如果電流表無示數(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動，如果電流表有示數(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，使線圈在某個平面內(nèi)沿兩個互相垂直的方向運動,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)時可判斷有磁場存在,沿某方向運動而無示數(shù)不能確定磁場是否存在，只有C正確．2．如圖1，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導線在同一豎直面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導線間距．兩導線中通有大小相等、方向向下的恒定電流．若(）圖1A．金屬環(huán)向上運動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向B．金屬環(huán)向下運動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向C．金屬環(huán)向左側(cè)直導線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向D．金屬環(huán)向右側(cè)直導線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向答案D解析根據(jù)楞次定律,當金屬環(huán)上、下移動時，穿過環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，故沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故選項A、B錯誤；當金屬環(huán)向左移動時，則穿過環(huán)的磁場垂直紙面向外并且增強,故根據(jù)楞次定律和安培定則可以知道,產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針，故選項C錯誤；當金屬環(huán)向右移動時，則穿過環(huán)的磁場垂直紙面向里并且增強，故根據(jù)楞次定律和安培定則可以知道，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時針，故選項D正確．3.用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導線做成一個半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑．如圖2所示,在ab的左側(cè)存在一個勻強磁場,磁場垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖所示，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化率eq\f（ΔB,Δt）＝k(k＜0）．則(）圖2A．圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流B．圓環(huán)具有收縮的趨勢C．圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為｜eq\f(krS,2ρ)|D．圖中a、b兩點間的電勢差大小為Uab＝｜eq\f(1，4)πkr2｜答案D解析由題意可知磁感應(yīng)強度均勻減小,穿過圓環(huán)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律和安培定則可以判斷,圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，圓環(huán)具有擴張的趨勢，故A、B錯誤；圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝eq\f（ΔΦ，Δt）＝eq\f(ΔB，Δt）S＝｜eq\f(1，2)πr2k｜，圓環(huán)的電阻為R＝ρeq\f（l，S）＝eq\f（2πρr，S)，所以圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為I＝eq\f(E，R)＝|eq\f（krS,4ρ)|，故C錯誤；圖中a、b兩點間的電勢差Uab＝I×eq\f（1,2）R＝|eq\f（1,4)πkr2|,故D正確．4。如圖3所示,一個閉合三角形導線框ABC位于豎直平面內(nèi)，其下方（略靠前)固定一根與導線框平面平行的水平直導線，導線中通以圖示方向的恒定電流．釋放導線框，它由實線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉(zhuǎn)動，在此過程中（）圖3A．導線框中感應(yīng)電流的方向依次為ACBA→ABCA→ACBAB．導線框內(nèi)的磁通量為零時，感應(yīng)電流也為零C．導線框所受安培力的合力方向依次為向上→向下→向上D．導線框所受安培力的合力為零，做自由落體運動答案A解析根據(jù)安培定則可知導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，而且越靠近導線磁場越強，所以閉合導線框ABC在下降過程中,導線框內(nèi)垂直于紙面向外的磁通量先增大，當BC邊與導線重合時,達到最大，再向下運動，導線框內(nèi)垂直于紙面向外的磁通量逐漸減小至零，然后隨導線框的下降，導線框內(nèi)垂直于紙面向里的磁通量增大，當達到最大，繼續(xù)下降時由于導線框逐漸遠離導線，使導線框內(nèi)垂直于紙面向里的磁通量再逐漸減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化,所以感應(yīng)電流的磁場先向里，再向外，最后向里，所以導線框中感應(yīng)電流的方向依次為ACBA→ABCA→ACBA,A正確；當導線框內(nèi)的磁通量為零時，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體間的相對運動，由于導線框一直向下運動，所以導線框所受安培力的合力方向一直向上,不為零,C、D錯誤．5．如圖4所示，螺線管匝數(shù)n＝1000匝，橫截面積S＝10cm2，螺線管導線電阻r＝1Ω，電阻R＝9Ω，磁感應(yīng)強度B的B－t圖象如圖所示（以向右為正方向)，則()圖4A．感應(yīng)電動勢為0.6VB．感應(yīng)電流為0。06VC．電阻R兩端的電壓為0。54VD．0～1s內(nèi)感應(yīng)電流的方向為從C點通過R流向A點答案D解析由圖象可知eq\b\lc\｜\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f（ΔB，Δt）））＝6T/s，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝neq\b\lc\｜\rc\｜(\a\vs4\al\co1（\f(ΔΦ,Δt））)＝neq\b\lc\｜\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f（ΔB，Δt）））S＝1000×6×10×10－4V＝6V，故選項A錯誤；感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R＋r）＝eq\f(6，9＋1）A＝0.6A，故選項B錯誤；電阻R兩端的電壓為U＝IR＝0。6×9V＝5.4V,故選項C錯誤；0～1s通過螺線管的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為從C點通過R流向A點，故選項D正確．6．勻強磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖5甲所示．在磁場中有一細金屬圓環(huán),圓環(huán)平面位于紙面內(nèi)，t＝0時刻磁場的方向垂直紙面向里，如圖乙所示，令I(lǐng)1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應(yīng)電流，F(xiàn)1、F2、F3分別表示感應(yīng)電流為I1、I2、I3時金屬圓環(huán)上很小一段受到的安培力,則()圖5A．I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B．I2沿逆時針方向，I3沿順時針方向C．F1方向指向圓心，F(xiàn)2方向指向圓心D．F2方向背離圓心向外，F(xiàn)3方向背離圓心向外答案A解析根據(jù)楞次定律“增反減同"的規(guī)律可推知A正確,B錯誤；由“增縮減擴"的規(guī)律可知，F(xiàn)1與F3的方向指向圓心，F(xiàn)2方向背離圓心向外，故C、D錯誤．7．在邊長為L的等邊三角形區(qū)域abc內(nèi)存在著垂直紙面向外的勻強磁場，一個邊長也為L的等邊三角形導線框def在紙面上以某一速度向右勻速運動,底邊ef始終與磁場的底邊界bc在同一直線上，如圖6所示．取沿順時針的電流為正,在線框通過磁場的過程中，其感應(yīng)電流隨時間變化的圖象是（)圖6答案B解析線框進入磁場后，切割的有效長度為：l＝eq\f（1，2)vttan60°,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E＝Blv＝eq\f（1,2）Bv2ttan60°，所以感應(yīng)電流為：I＝eq\f（\f(1，2）Bv2ttan60°,R)，從開始進入磁場到d與a重合之前，電流與t是成正比的，由楞次定律判得線框中的電流方向是順時針的，此后線框切割的有效長度均勻減小，電流隨時間變化仍然是線性關(guān)系,由楞次定律判得線框中的電流方向是逆時針的，綜合以上分析可知B正確，A、C、D錯誤．8．如圖7所示是研究通電自感實驗的電路圖，A1、A2是兩個規(guī)格相同的小燈泡,閉合開關(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑動觸頭，使兩個燈泡的亮度相同，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑動觸頭，使它們都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S。重新閉合開關(guān)S，則（）圖7A．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解析斷開開關(guān)再重新閉合開關(guān)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均錯誤;穩(wěn)定后，自感現(xiàn)象消失，根據(jù)題設(shè)條件可判斷，閉合開關(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑動觸頭，使兩個燈泡的亮度相同，說明此時滑動變阻器R接入電路的阻值與線圈L的電阻一樣大，線圈L和R兩端的電勢差一定相同，A1和A2兩端的電勢差也相同,所以C正確，D錯誤．二、多項選擇題（本題共4小題,每小題5分，共20分．每小題至少有兩個選項正確,選對得5分，漏選得3分，錯選得0分）9.如圖8所示是電表中的指針和電磁阻尼器，下列說法中正確的是(）圖8A．2是磁鐵，1中產(chǎn)生渦流B．1是磁鐵，2中產(chǎn)生渦流C．該裝置的作用是使指針能夠轉(zhuǎn)動D．該裝置的作用是使指針能很快地穩(wěn)定下來答案AD解析當指針擺動時，1隨之轉(zhuǎn)動，2是磁鐵，那么在1中產(chǎn)生渦流，2對1的安培力將阻礙1的轉(zhuǎn)動．總之，不管1向哪個方向轉(zhuǎn)動，2對1的效果總是起到阻尼作用，所以它能使指針很快地穩(wěn)定下來．10。如圖9所示，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動．現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場,圓盤開始減速．在圓盤減速過程中，以下說法正確的是()圖9A．處于磁場中的圓盤部分,靠近圓心處電勢高B．所加磁場越強越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動C．若所加磁場反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動D．若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動答案ABD解析由右手定則可知，處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高,選項A正確；根據(jù)E＝BLv可知所加磁場越強，則感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流越大,產(chǎn)生的阻礙圓盤轉(zhuǎn)動的安培力越大，則圓盤越容易停止轉(zhuǎn)動，選項B正確;若加反向磁場,根據(jù)楞次定律可知安培力阻礙圓盤的轉(zhuǎn)動，故圓盤仍減速轉(zhuǎn)動，選項C錯誤;若所加磁場穿過整個圓盤，則圓盤中無感應(yīng)電流，不產(chǎn)生安培力，圓盤勻速轉(zhuǎn)動，選項D正確．11。如圖10所示，勻強磁場垂直于軟導線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形．則該磁場()圖10A．逐漸增強，方向向外B．逐漸增強，方向向里C．逐漸減弱，方向向外D．逐漸減弱,方向向里答案CD解析對于導線回路來說，圓形面積最大，即由于磁場變化，導致導線回路面積變大，根據(jù)楞次定律“增縮減擴”，可判斷磁場在減弱，可能是方向垂直軟導線回路平面向外的磁場逐漸減弱，也可能是方向垂直軟導線回路平面向里的磁場逐漸減弱，選項C、D對．12.如圖11所示,豎直平行金屬導軌MN、PQ上端接有電阻R，金屬桿ab質(zhì)量為m，跨在平行導軌上,垂直導軌平面的水平勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，不計ab與導軌電阻及一切摩擦,且ab與導軌接觸良好．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11A．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．電流所做的功一定等于重力勢能的增加量D．拉力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解析當外力F拉著金屬桿勻速上升時，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A、C錯誤,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B正確．三、實驗題（本題共2小題,共10分)13．（4分）為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接,如圖12所示．已知線圈由a端開始繞至b端:當電流從電流計G的左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn)．圖12（1)將磁鐵的N極向下從線圈上方豎直插入線圈L時，發(fā)現(xiàn)電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)．俯視線圈，其繞向為________（選填“順時針”或“逆時針")．(2)當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離線圈L時，發(fā)現(xiàn)電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)．俯視線圈，其繞向為________(選填“順時針"或“逆時針”)．答案（1)順時針(2)逆時針解析(1）由題可知在線圈L內(nèi)電流從b流向a,而根據(jù)楞次定律（增反減同）知，線圈L中產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反（向上），再根據(jù)安培定則可知,感應(yīng)電流方向為逆時針方向(俯視線圈），因此線圈繞向為順時針方向（俯視線圈）．(2）由題意可知在線圈L內(nèi)電流從a流向b，而根據(jù)楞次定律(增反減同)知，線圈L中產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相同（向上），再根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流方向與(1）問相同，而電流的流向與(1)問相反，因此線圈繞向一定與（1)問相反,為逆時針方向（俯視線圈)．14．（6分）如圖13所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置．圖13（1）將圖中所缺的導線補接完整；(2）A．將線圈A迅速插入線圈B時，靈敏電流計指針將________．B．線圈A插入線圈B后，將滑動變阻器的滑片迅速向左拉時,靈敏電流計指針________．答案(1）見解析圖(2)向右偏轉(zhuǎn)一下向左偏轉(zhuǎn)一下解析（1）如圖所示(2)根據(jù)楞次定律及靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向與流過它的電流方向的關(guān)系來判定，則A.向右偏轉(zhuǎn)一下；B。向左偏轉(zhuǎn)一下．四、計算題（本題共3小題，共38分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．）15．（10分)小明同學設(shè)計了一個“電磁天平”，如圖14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L＝0。1m,豎直邊長H＝0.3m,匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B0＝1。0T,方向垂直線圈平面向里．線圈中通有可在0~2。0A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測出電流即可測得物體的質(zhì)量．(重力加速度取g＝10m/s2）圖14圖15（1）為使“電磁天平”的量程達到0.5kg,線圈的匝數(shù)N1至少為多少？（2)進一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,另選N2＝100匝、形狀相同的線圈，總電阻R＝10Ω。不接外電流，兩臂平衡．如圖15所示，保持B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度B隨時間均勻變大，磁場區(qū)域?qū)挾萪＝0.1m．當掛盤中放質(zhì)量為0。01kg的物體時,天平平衡，求此時磁感應(yīng)強度的變化率eq\f(ΔB，Δt）。答案(1）25匝（2)0。1T/s解析（1）“電磁天平”中的線圈受到安培力，I＝2。0A時線圈的匝數(shù)最少F＝N1B0IL由天平平衡可知：mg＝N1B0IL代入數(shù)據(jù)解得:N1＝25匝．（2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝N2eq\f（ΔΦ,Δt）＝N2eq\f（ΔB,Δt)Ld由歐姆定律得：I′＝eq\f（E,R)線圈受到的安培力F′＝N2B0I′L由天平平衡可得:m′g＝F′聯(lián)立各式,代入數(shù)據(jù)可得eq\f（ΔB，Δt）＝0.1T/s。16．（13分)如圖16所示，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導軌上．t＝0時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運動．t0時刻，金屬桿進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運動．桿與導軌的電阻均忽略不計，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ.重力加速度大小為g.求：圖16(1)金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大小;(2）電阻的阻值．答案（1）Blt0(eq\f（F,m）－μg）(2）eq\f（B2l2t0，m）解析(1)設(shè)金屬桿進入磁場前的加速度大小為a，由牛頓第二定律得F－μmg＝ma ①設(shè)金屬桿到達磁場左邊界時的速度為v,由運動學公式有v＝at0 ②當金屬桿以速度v在磁場中運動時，由法拉第電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生的電動勢為E＝Blv ③聯(lián)立①②③式可得E＝Blt0(eq\f（F，m）－μg） ④(2)設(shè)金屬桿在磁場區(qū)域中勻速運動時，金屬桿中的電流為I,根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(E，R) ⑤式中R為電阻的阻值．金屬桿所受的安培力為F安＝BlI ⑥因金屬桿做勻速運動，有F－μmg－F安＝0 ⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式得R＝eq\f（B2l2t0,m)。17．(15分）如圖17甲所示，一電阻不計且足夠長的固定光滑平行金屬導軌MN、PQ間距L＝0.8m，下端接有阻值