金版学案高中物理 第四章电磁感应章末过关检测卷一必修32.docx

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金版学案高中物理第四章电磁感应章末过关检测卷一必修32

第四章电磁感应

（测试时间：

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100分）

一、单项选择题（本题共4小题，每题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．）

1．如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是（　　）

A．a、b两个环B．b、c两个环C．a、c两个环D．a、b、c三个环

解析：

当滑片左、右滑动时，通过a、b的磁通量变化，而通过c环的合磁通量始终为零，故a、b两环中产生感应电流，而c环中不产生感应电流．

答案：

A

2.

一金属圆环水平固定放置．现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环（　　）

A．始终相互吸引

B．始终相互排斥

C．先相互排斥，后相互吸引

D．先相互吸引，后相互排斥

解析：

因圆环从开始下降到达磁铁中间时，磁通量一直增大；而当从中间向下运动时，磁通量减小时；则由楞次定律可知，当条形磁铁靠近圆环时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力；当磁铁穿过圆环远离圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，故先相互排斥，后相互吸引；故选C.

答案：

C

3．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．下列相关的说法中正确的是（　　）

A．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作

B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关

C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物

D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗

解析：

A.直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故A错误；B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故B正确；C.锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，故C错误；D.电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故D错误；故选B.

答案：

B

4．如图

所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd.ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1.第二次bc边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（　　）

A．Q1>Q2，q1＝q2B．Q1>Q2，q1>q2

C．Q1＝Q2，q1＝q2D．Q1＝Q2，q1>q2

解析：

导线框进入磁场做切割磁感线运动，在回路中形成电流，受到安培力作用，两种情况下受到的安培力分别为：

F安1＝B

Lab＝

，

F安2＝B

Lbc＝

从而判断出，两次安培力做功：

W1＝F安1Lbc＝

Lbc；

W2＝F安2Lab＝

Lab

因为ab边大于bc边，所以W1>W2，安培力做负功转化成电能，C、D项错误；线框穿过磁场过程通过导体横截面的电量为q＝

t＝

·Δt＝

，故q1＝q2，A项对，B项错．

答案：

A

二、双项选择题（本题共5小题，每题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中有两个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分．）

5．关于闭合电路中线圈的感应电动势E、磁通量Φ，磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率

、线圈的匝数N之间的关系，下列说法中正确的是（　　）

A．Φ很大时，E一定很大B．Φ＝0时，E可能最大

C.

＝0时，E一定等于0D．N越多，Φ一定很大，故E也一定很大

解析：

感应电动势与磁通量的变化率成正比，不是与磁通量的多少成正比．例如，有一个线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈平面转到和磁场垂直，即线圈内磁通量达到最大时，它的变化率却最小，这时感应电动势最小．而当线圈转到和磁场平行，即穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率却达到最大，这时产生的感应电动势达到最大值．而Φ与N无关．

答案：

BC

6．下列说法正确的是（　　）

A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势

B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反

C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反

D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反

解析：

由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A对；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D错．

答案：

AC

7．如图

，水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环，环面水平，圆环每单位长度的电阻为r，空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下；一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点．棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好．下列说法正确的是（　　）

A．在运动过程中拉力的大小不断变化

B．棒通过整个圆环所用的时间为

C．棒经过环心时流过棒的电流为

D．棒经过环心时所受安培力的大小为

解析：

A.棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动，则速度为v＝at，因此F＝BIL＝

，可知在运动过程中棒所受安培力变化，则拉力大小也变化，故A正确；

B．根据位移公式2R＝

at2，可得时间为t＝

，故B错误；

C．当棒运动到环中心时，速度大小为v＝

，产生感应电动势E＝BLv＝B·2R

，所以产生感应电流大小为I＝

＝

×2＝

，故C错误；

D．棒经过环心时所受安培力的大小为F＝BIl＝

，故D正确；故选AD.

答案：

AD

8．如图

所示，光滑的“”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好，磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域．现从图示位置由静止释放金属棒MN，金属棒进入磁场区域abcd后恰好做匀速运动．下列说法正确的有（　　）

A．若B2＝B1，则金属棒进入cdef区域后将加速下滑

B．若B2＝B1，则金属棒进入cdef区域后仍将保持匀速下滑

C．若B2＜B1，则金属棒进入cdef区域后可能先加速后匀速下滑

D．若B2＞B1，则金属棒进入cdef区域后可能先加速后匀速下滑

解析：

金属棒在上下两磁场区域向下运动切割磁感线时，两区域中感应电流受到的安培力都竖直向上．当安培力的大小等于重力时达到匀速运动，即有：

vm＝

，故vm∝

.若B1＝B2，两区域中安培力都等于重力，选项A错，B正确；若B2

答案：

BC

9．如图

所示，两水平放置的平行金属板M、N放在匀强磁场中，导线ab贴着M、N边缘以速度v向右匀速滑行．当一带电粒子以水平速度v0射入两板间后，能保持匀速直线运动．该带电粒子可能（　　）

A．带正电，速度方向向左B．带负电，速度方向向左

C．带正电，速度方向向右D．带负电，速度方向向右

解析：

导体棒ab向右匀速运动，根据右手定则知：

a点电势高，M板带正电，N板带负电，M、N板间电场方向向下．电荷在电场中，正电荷受电场力方向向下，负电荷受电场力方向向上，带电粒子要做匀速直线运动，正电荷受洛伦兹力方向必须向上，负电荷也必须速度方向向右才符合题意．

答案：

CD

三、非选择题（本大题3小题，共54分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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．）

10．

（1）（8分）如下图所示，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下．在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有________（填“收缩”或“扩张”）趋势，圆环内产生的感应电流________（填“变大”、“变小”或“不变”）．

（2）（8分）如图，金属环A用轻线悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________（填“左”或“右”）运动，并有________（填“收缩”或“扩张”）趋势．

解析：

（1）本题考查对楞次定律、感生电动势、运动和力的关系等知识的理解能力和分析综合能力．ab棒在恒力F作用下，速度增大，切割磁感线运动产生的电动势E＝Blv增大，abdc中的感应电流增大，abdc内磁场增强，穿过圆环L的磁通量增大，所以圆环有收缩的趋势．ab棒受到的安培力F′＝

逐渐增大，由F－

＝ma知，加速度a逐渐减小，故速度增大得越来越慢，因此通过圆环L中的磁通量的变化率逐渐变小，圆环内产生的感应电流逐渐变小．

（2）变阻器滑片P向左移动，电阻变小，电流变大，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，相互排斥，则金属环A将向左运动，因磁通量增大，金属环A有收缩趋势．

答案：

（1）收缩　变小

（2）左　收缩

11．（18分）如图所示，

竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R（其余导体部分的电阻都忽略不计）．磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外．金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦．从静止释放后ab保持水平而下滑．试求：

（1）金属棒ab在下落过程中，棒中产生的感应电流的方向和ab棒受到的安培力的方向．

（2）金属棒ab下滑的最大速度vm.

解析：

（1）金属棒向下切割磁场，根据右手定则，知电流方向是b→a.

根据左手定则得，安培力方向向上．

（2）释放瞬间ab只受重力，开始向下加速运动．随着速度的增大，感应电动势E、感应电流I、安培力F都随之增大，加速度随之减小．当F增大到F＝mg时，加速度变为零，这时ab达到最大速度．

由F＝

＝mg

可得：

vm＝

答案：

见解析

12.（20分）（2013·江苏卷）

如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0m、bc＝0.5m，电阻r＝2Ω.磁感应强度B在0～1s内从零均匀变化到0.2T．在1～5s内从0.2T均匀变化到－0.2T，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：

（1）0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；

（2）在1～5s内通过线圈的电荷量q；

（3）0～5s内线圈产生的焦耳热Q.

解析：

（1）设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈的面积为S，则S＝L1L2＝1.0×0.5m2.

由题意得0～1s内穿过线圈的磁通量的变化率k1＝

＝

T/s＝0.2T/s.

由法拉第电磁感应定律得，0～1s内线圈中的感应电动势E1＝N

＝100×0.2×0.5V＝10V；线圈中的感应电流I1＝

＝

A＝5A.

因为0～1s内线圈中感应电动势保持不变，所以0.5s时线圈中感应电动势的大小为10V．由楞次定律的线圈中感应电流的方向为a→d→c→b→a.

（2）同理可得1～5s内线圈中感应电动势的大小E2＝5V，线圈中感应电流的大小I2＝2.5A．1～5s内通过线圈的电荷量q＝I2t2＝2.5×（5－1）C＝10C.

（3）0～1s内线圈产生的焦耳热Q1＝I

rΔt1＝52×2×1J＝50J,1～5s内焦耳热Q2＝I

rΔt2＝2.52×2×4J＝50J，所以0～5s内线圈产生的焦耳热Q＝Q1＋Q2＝100J.

答案：

见解析