高中物理 第4章 电磁感应章末检测卷 新人教版选修32.docx

高中物理 第4章 电磁感应章末检测卷 新人教版选修32.docx

《高中物理 第4章 电磁感应章末检测卷 新人教版选修32.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第4章 电磁感应章末检测卷 新人教版选修32.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中物理第4章电磁感应章末检测卷新人教版选修32

第4章电磁感应

章末检测卷

（时间：

90分钟　满分：

100分）

一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分．）

1．宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是（　　）

A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无

B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表无示数，则判断月球表面无磁场

C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表有示数，则可判断月球表面有磁场

D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动，月球表面若有磁场，则电流表至少有一次示数不为零

答案　C

解析　电流表有示数时可判断有磁场存在，沿某方向运动而无示数不能确定磁场是否存在，只有C正确．

2．（2016·浙江六校联考）（多选）如图1所示，A为多匝线圈，与开关、滑动变阻器相连后接入M、N间的交流电源，B为一接有小灯泡的闭合多匝线圈，下列关于小灯泡发光的说法正确的是（　　）

图1

A．闭合开关后小灯泡可能发光

B．若闭合开关后小灯泡发光，则再将B线圈靠近A，则小灯泡更亮

C．闭合开关瞬间，小灯泡一定能发光

D．若闭合开关后小灯泡不发光，将滑动变阻器滑片左移后，小灯泡可能会发光

答案　AB

解析　闭合开关后，A产生交变磁场，B的磁通量变化，小灯泡通电后可能发光，选项A正确，C错误；闭合开关后再将B线圈靠近A，B的磁通量变化率增大，产生的感应电动势更大，小灯泡更亮，选项B正确；闭合开关后小灯泡不发光，将滑动变阻器滑片左移后，A中电流减小，B的磁通量的变化率减小，小灯泡更不可能会发光，选项D错误．

3．如图2，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若（　　）

图2

A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向

B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向

C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向

D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向

答案　D

解析　根据楞次定律，当金属环上、下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，故没有感应电流产生，故选项A、B错误；当金属环向左移动时，则穿过环的磁场垂直纸面向外并且增强，故根据楞次定律和安培定则可以知道，产生的感应电流为顺时针方向，故选项C错误；当金属环向右移动时，则穿过环的磁场垂直纸面向里并且增强，故根据楞次定律和安培定则可以知道，产生的感应电流为逆时针方向，故选项D正确．

4．（2016·余姚市联考）（多选）如图3所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

图3

A．A、B两点在同一水平线上

B．A点高于B点

C．A点低于B点

D．铜环最终将做等幅摆动

答案　BD

解析　铜环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发生变化，环中有感应电流产生，将损耗一定的机械能，所以A点高于B点．铜环的摆角会越来越小，最终出不了磁场，而做等幅摆动．

5．如图4所示，螺线管匝数n＝1000匝，横截面积S＝10cm2，螺线管导线电阻r＝1Ω，电阻R＝9Ω，磁感应强度B的B－t图象如图所示（以向右为正方向），则（　　）

图4

A．感应电动势为0.6V

B．感应电流为0.06V

C．电阻R两端的电压为0.54V

D．0～1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点

答案　D

解析　由图象可知

＝6T/s，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势为E＝n

＝n

S＝1000×6×10×10－4V＝6V，故选项A错误；感应电流为I＝

＝

A＝0.6A，故选项B错误；电阻R两端的电压为U＝IR＝0.6×9V＝5.4V，故选项C错误；0～1s通过螺线管的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向为从C点通过R流向A点，故选项D正确．

6.如图5所示是研究通电自感实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节滑动变阻器R的滑动触头，使两个灯泡的亮度相同，调节滑动变阻器R1的滑动触头，使它们都正常发光，然后断开开关S.重新闭合开关S，则（　　）

图5

A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮

B．闭合瞬间，A1、A2均立刻变亮

C．稳定后，L和R两端的电势差一定相同

D．稳定后，A1和A2两端的电势差不相同

答案　C

解析　断开开关再重新闭合开关的瞬间，根据自感原理可判断，A2立刻变亮，而A1逐渐变亮，A、B均错误；稳定后，自感现象消失，根据题设条件可判断，闭合开关调节滑动变阻器R的滑动触头，使两个灯泡的亮度相同，说明此时滑动变阻器R接入电路的阻值与线圈L的电阻一样大，线圈L和R两端的电势差一定相同，A1和A2两端的电势差也相同，所以C正确，D错误．

7．（2016·浙江省“7＋2＋3”全真模拟）（多选）用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，如图6所示，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场以

的变化率增强时，不考虑磁场的变化对虚线右侧的影响，则（　　）

图6

A．线圈中感应电流方向为adbca

B．线圈中产生的电动势E＝

·l2

C．线圈中产生的电动势E＝

D．线圈中b、a两点间的电势差为

答案　CD

解析　磁感应强度增大，由楞次定律可知，感应电流沿acbda方向，故A错误；由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势为E＝

＝S

＝l2×

×

＝

，故B错误，C正确．设导线总电阻为R，则a、b两点间的电势差为：

Uab＝

×

＝

，故D正确．

8．（2016·浙江省温州市高二期中）（多选）航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的，电磁驱动原理如图7所示．当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去．现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，已知电阻率ρ铜<ρ铝，合上开关S的瞬间，则（　　）

图7

A．从左侧看环中感应电流沿逆时针方向

B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力

C．若将铜环放置在线圈右侧，铜环将向右弹射

D．电池正负极调换后，金属环不能向左弹射

答案　BC

解析　线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧看为顺时针，A项错误；由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大；故铜环受到的安培力要大于铝环，B项正确；若环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动．C项正确；电池正负极调换后，金属环受力向左，故仍将向左弹出，D项错误．

9．（2016·台州市高二期中）（多选）有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界MN左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图8甲所示，现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i－t图象如图乙所示，则进入磁场区域的金属线框可能是图中的（　　）

图8

答案　BC

解析　导体棒切割磁感线产生的感应电动势E＝Blv，设线框总电阻是R，则感应电流I＝

，由图乙所示图象可知，感应电流先均匀变大，后恒定，最后均匀减小，由于B、v、R是定值，则导体棒的有效长度l应先变长，后恒定，最后均匀减小，且l随时间均匀变化，即l与时间t成正比．闭合圆环匀速进入磁场时，有效长度l先变大，后变小，但l不随时间均匀变化，不符合题意，A项错误；六边形线框进入磁场时，有效长度l先均匀增大，后恒定，最后均匀减小，符合题意，B项正确；梯形线框匀速进入磁场时，有效长度先均匀增加，后不变，最后均匀减小，符合题意，C项正确；三角形线框匀速进入磁场时，有效长度l先增加，后减小，不符合题意，D项错误．

10．（多选）如图9所示，竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B，不计ab与导轨电阻及一切摩擦，且ab与导轨接触良好．若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升，则以下说法正确的是（　　）

图9

A．拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量

B．杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量

C．电流所做的功一定等于重力势能的增加量

D．拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量

答案　BD

解析　当外力F拉着金属杆匀速上升时，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，即等于电阻R上产生的热量和金属杆增加的重力势能之和，选项A、C错误，D正确．克服安培力做多少功，电阻R上就产生多少热量，选项B正确．

二、填空题（本题共2小题，共12分）

11．（6分）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图10所示．已知线圈由a端开始绕至b端：

当电流从电流计G的左端流入时，指针向左偏转．

图10

（1）将磁铁的N极向下从线圈上方竖直插入线圈L时，发现电流计的指针向左偏转．俯视线圈，其绕向为________（选填“顺时针”或“逆时针”）．

（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离线圈L时，发现电流计的指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为________（选填“顺时针”或“逆时针”）．

答案　

（1）顺时针　

（2）逆时针

解析　

（1）由题可知在线圈L内电流从b流向a，而根据楞次定律（增反减同）知，线圈L中产生的磁场与原磁场方向相反（向上），再根据安培定则可知，感应电流方向为逆时针方向（俯视线圈），因此线圈绕向为顺时针方向（俯视线圈）．

（2）由题意可知在线圈L内电流从a流向b，而根据楞次定律（增反减同）知，线圈L中产生的磁场与原磁场方向相同（向上），再根据安培定则可知，感应电流方向与

（1）问相同，而电流的流向与

（1）问相反，因此线圈绕向一定与

（1）问相反，为逆时针方向（俯视线圈）．

12．（6分）（2016·兰溪联考）如图11所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．

（1）将图中所缺的导线补接完整；

（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下，那么合上开关后可能出现的情况有：

图11

A．将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将________．

B．线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．

答案　

（1）见解析图　

（2）向右偏转一下　向左偏转一下

解析　

（1）如图所示

（2）根据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则A.向右偏转一下；B.向左偏转一下．

三、非选择题（本题共3小题，共38分．解答应写出必要的文字说明，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．）

13．（10分）（2016·湖州市联考）在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2T，有一水平放置的光滑U形金属框架，宽度为l＝0.4m，如图12所示，框架上放置一质量为0.05kg、电阻为1Ω的金属杆cd，框架电阻不计．若杆cd以恒定加速度a＝2m/s2由静止开始做匀变速运动，则：

图12

（1）在5s内平均感应电动势是多少？

（2）第5s末，回路中的电流多大？

（3）第5s末，作用在cd杆上的水平外力多大？

答案　

（1）0.4V　

（2）0.8A　（3）0.164N

解析　

（1）5s内的位移x＝

at2＝25m，

5s内的平均速度

＝

＝5m/s，

所以产生的平均感应电动势

＝Bl

＝0.4V

（2）第5s末金属杆的速度：

v＝at＝10m/s，

此时回路中的瞬时感应电动势：

E＝Blv，

故回路电流I＝

＝0.8A.

（3）杆cd做匀加速运动，由牛顿第二定律有F－F安＝ma，

即F＝BIl＋ma＝0.164N.

14．（13分）（2016～2017学年台州中学高二第一次统练）如图13所示为一电流表的原理示意图，质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于

.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度．

图13

（1）当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？

（重力加速度为g）

（2）若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？

（3）若k＝2.0N/m，

＝0.20m，

＝0.050m，B＝0.20T，此电流表的量程是多少？

（不计通电时电流产生的磁场的作用）

（4）若将（3）中所求量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？

答案　

（1）

（2）M端　（3）2.5A　（4）0.10T

解析　

（1）设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为Δx，则有mg＝kΔx①

解得Δx＝

；②

（2）为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极；

（3）设电流表满偏时通过MN的电流强度为Im，则有BIm

＋mg＝k（

＋Δx），③

联立并代入数据得Im＝2.5A；④

（4）设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有2B′Im

＋mg＝k（

＋Δx）⑤

解得B′＝

⑥

代入数据得B′＝0.10T.

15．（15分）（2015·舟山高二检测）如图14甲所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为α，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B.金属导轨的上端与开关S、阻值为R1的定值电阻和电阻箱R2相连，不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g.现在闭合开关S，将金属棒由静止释放．

图14

（1）判断金属棒ab中电流的方向；

（2）若电阻箱R2接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q；

（3）当B＝0.40T、L＝0.50m、α＝37°时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图乙所示，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求R1的大小和金属棒的质量m.

答案　

（1）b到a　

（2）mgh－

mv2　（3）2.0Ω　0.1kg

解题指导　

（1）由右手定则可知，金属棒ab中的电流方向为b到a.

（2）由能量守恒定律可知，金属棒减少的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热

mgh＝

mv2＋Q

解得：

Q＝mgh－

mv2

（3）设最大速度为vm时，切割磁感线产生的感应电动势E＝BLvm

由闭合电路欧姆定律得：

I＝

从b端向a端看，金属棒受力如图所示

金属棒达到最大速度时满足mgsinα－BIL＝0

由以上三式得最大速度：

vm＝

R2＋

R1

题图乙斜率k＝

m/（s·Ω）＝15m/（s·Ω），纵截距b＝30m/s

则：

R1＝b　

＝k

解得：

R1＝2.0Ω　m＝0.1kg.