人教版高中物理选修32第四章《电磁感应》测试试题Word格式.docx
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命题设计
命题设计
题号难度
目标
较易
中等
稍难
电磁感应现象
1、
楞次定律
2
3、4、
法拉第电磁感应定律
4、8、9
右手定则
5
自感现象
7
电磁感应中的综合问题
11
6、12、13
10、14
附件三:
解析答案
第四章电磁感应章末过关检测
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一、本题包括10小题。
每小题4分,共40分。
每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确。
全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分。
1.法拉第发现电磁感应现象的实验装置如图所示,软铁环两侧分别绕两个线圈,左侧线圈为闭合回路,在其中一段导线下方附近放置一小磁针,小磁针静止时N极指向北方如图所示,右侧线圈与电池、电键相连.则在闭合电键后,你将看到小磁针
A仍然在原来位置静止不动
B抖动后又回到原来位置静止
C抖动后停在N极指向东方位置
D抖动后停在N极指向西方位置
2.1931年英国物理学家狄拉克就从理论上预言存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”.1982年美国物理学家卡布莱设计了一个寻找“磁单极子”的实验.他设想如果一个只有N极的“磁单极子”自上而下穿过超导线圈M,那么从上往下看,超导线圈中将出现( )
A.先沿逆时针方向再沿顺时针方向的感应电流
B.先沿顺时针方向再沿逆时针方向的感应电流
C.顺时针方向的持续电流
D.逆时针方向的持续电流
3.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( )
A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左
B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右
D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
4.一环形线圈放在匀强磁场中,设第1s内磁感线垂直线圈平面(即垂直于纸面)向里,如图甲所示.若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,那么第3s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是( )
A.大小恒定,沿顺时针方向与圆相切
B.大小恒定,沿着圆半径指向圆心
C.逐渐增加,沿着圆半径离开圆心
D.逐渐增加,沿逆时针方向与圆相切
5.下图中所标的导体棒的长度为L,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,棒运动的速度均为v,产生的电动势为BLv的是()
6.如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为va、vb,到位置c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中( )
A.回路中产生的内能相等B.棒运动的加速度相等
C.安培力做功相等D.通过棒横截面积的电荷量相等
7.如图所示,A、B两灯相同,L是带铁芯的电阻可不计的线圈,下列说法中正确的是
A.开关K合上瞬间,A、B两灯同时亮起来
B.K合上稳定后,A、B同时亮着
C.K断开瞬间,A、B同时熄灭
D.K断开瞬间,B立即熄灭,A过一会儿再熄灭
8.如图7所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面.一导线框abcdefa位于纸面内,框的邻边都相互垂直,bc边与磁场的边界P重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域.以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势E的正方向,则如图8所示的四个E-t关系示意图中正确的是( )
9.如图所示,在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,金属框架ABC固定在水平面内,AB与BC间夹角为θ,光滑导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下以速度v向右匀速运动,导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路.若框架与导体棒单位长度的电阻均为R,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触,下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图像中正确的:
()
10.两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的下端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上.质量为m、电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示.在这过程中().
A.作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零
B.作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和
C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零
D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热
第II卷(非选择题共60分)
二、计算题(本题共4小题,共60分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
11.(13分)如图14所示,光滑的U形金属导轨MNN′M′水平的固定在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨的宽度为L,其长度足够长,M′、M之间接有一个阻值为R的电阻,其余部分电阻不计.一质量为m、电阻也为R的金属棒ab恰能放在导轨之上,并与导轨接触良好.给棒施加一个水平向右的瞬间作用力,棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行.求:
(1)开始运动时,棒中的瞬时电流i和棒两端的瞬时电压u分别为多大?
(2)当棒的速度由v0减小到v0/10的过程中,棒中产生的焦耳热Q是多少?
12.(15分)一根电阻R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈,圆半径r=1m,圆形线圈质量m=1kg,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,如图15所示.若线圈以初动能E0=5J沿x轴方向滑进磁场,当进入磁场0.5m时,线圈中产生的电能为E=3J.求:
(1)此时线圈的运动速度的大小;
(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压;
(3)此时线圈加速度的大小.
13.(14分)如图16所示,竖直放置的等距离金属导轨宽0.5m,垂直于导轨平面向里的匀强磁场的磁感应强度为B=4T,轨道光滑、电阻不计,ab、cd为两根完全相同的金属棒,套在导轨上可上下自由滑动,每根金属棒的电阻为1Ω.今在ab棒上施加一个竖直向上的恒力F,这时ab、cd恰能分别以0.1m/s的速度向上和向下做匀速滑行.(g取10m/s2)试求:
(1)两棒的质量;
(2)外力F的大小.
14.(18分)如图所示,一矩形金属框架与水平面成θ=37°
角,宽L=0.4m,上、下两端各有一个电阻R0=2Ω,框架的其他部分电阻不计,框架足够长,垂直于金属框平面的方向有一向上的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T.ab为金属杆,与框架良好接触,其质量m=0.1Kg,杆电阻r=1.0Ω,杆与框架的动摩擦因数μ=0.5.杆由静止开始下滑,在速度达到最大的过程中,上端电阻R0产生的热量Q0=0.5J.(sin37°
=0.6,cos37°
=0.8)求:
(1)流过R0的最大电流;
(2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离;
(3)在时间1s内通过杆ab横截面积的最大电量.
第4章电磁感应章末过关检测
答案解析
1、解答:
解:
(1)闭合电键后,线圈中的磁场方向为逆时针,且增加,故根据楞次定律,感应电流的磁场为顺时针方向,故左侧线圈中感应电流方向俯视顺时针,故直导线有电流,小磁针旋转一下,电路稳定后,无感应电流,小磁针不偏转,故选B;
2、分析:
磁单极子穿过超导线圈,导致线圈中的磁通量发生变化,根据磁通量变化情况,由楞次定律可判定感应电流的方向.
解答:
若N磁单极子穿过超导线圈的过程中,当磁单极子靠近线圈时,穿过线圈中磁通量增加,且磁场方向从上向下,所以由楞次定律可知,感应磁场方向:
从上向下看,再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针;
当磁单极子远离线圈时,穿过线圈中磁通量减小,且磁场方向从下向上,所以由楞次定律可知,感应磁场方向:
从下向上,再由右手螺旋定则可确定感应电流方向逆时针.因此线圈中产生的感应电流方向不变.D正确.
故选D
3、解析:
当磁铁沿矩形线圈中线AB正上方通过时,线圈中向下的磁通量先增加后减小,由楞次定律可知,线圈中感应电流的方向(从上向下看)先逆时针再顺时针,则线圈先上方为N极下方为S极,后改为上方为S极下方为N极,根据同名磁极相斥、异名磁极相吸,则线圈受到的支持力先大于mg后小于mg,线圈受到向右的安培力,则水平方向的运动趋势向右.D项正确.
答案:
D
4、解析:
由图乙知,第3s内磁感应强度B逐渐增大,变化率恒定,故感应电流的大小恒定.再由楞次定律,线圈各处受安培力的方向都使线圈面积有缩小的趋势,故沿半径指向圆心.B项正确.
B
5、答案:
6、解析:
棒由a到b再到c的过程中,速度逐渐减小.根据E=Blv,E减小,故I减小.再根据F=BIl,安培力减小,根据F=ma,加速度减小,B错误.由于a与b、b与c间距相等,故从a到b安培力做的功大于从b到c安培力做功,故A、C错误.再根据平均感应电动势
=
,
,q=
Δt得q=
,故D正确.
7、答案:
AD
8、解析:
由右手定则和E=Blv判定水平位移从0~l时E=Blv;
从l~2l时,E=0;
从2l~3l时,E=3Blv;
从3l~4l时,E=-2Blv,可知图C正确.
C
9、答案:
10、答案:
11、解析:
(1)开始运动时,棒中的感应电动势:
E=BLv0
棒中的瞬时电流:
i=
棒两端的瞬时电压:
u=
E=
BLv0.
(2)由能量守恒定律知,闭合电路在此过程中产生的焦耳热:
Q总=
mv02-
m(
v0)2=
mv02
棒中产生的焦耳热为:
Q=
mv02.
(1)
BLv0
(2)
12、解析:
(1)设线圈的速度为v,由能量守恒定律得
E0=E+
mv2.
解得:
v=2m/s.
(2)线圈切割磁感线的有效长度
L=2
m,
电动势E=BLv=
V,
电流I=
A,
两交接点间的电压
U=IR1=
×
0.6×
V=
V.
(3)F=ma=BIL,所以a=2.5m/s2.
(1)2m/s
(2)
V (3)2.5m/s2
13、解析:
(1)根据右手定则,可以判定电路中电流方向是沿acdba流动的.设ab棒的质量为m1,cd棒的质量为m2.取cd棒为研究对象,受力分析,根据平衡条件可得BIL=m2g
其中I=
,得m2=
=0.04kg,
根据题意判断可知m1=0.04kg.
(2)取两根棒整体为研究对象,根据平衡条件可得
F=m1g+m2g=0.8N.
(1)0.04kg 0.04kg
(2)0.8N
14.解析:
(1)当满足BIL+μmgcosθ=mgsinaθ时有最大电流
流过R0的最大电流
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- 电磁感应 人教版 高中物理 选修 32 第四 测试 试题