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