2020高中物理 第一章 電磁感應(yīng)章末綜合檢測 魯科版選修3-2

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1、第一章 電磁感應(yīng)章末綜合檢測 (時間：90分鐘，滿分：100分) 一、單項選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確) 1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象揭示了電和磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，發(fā)明了許多電器設(shè)備．下列電器設(shè)備中，哪個沒有利用電磁感應(yīng)原理(　　) A．動圈式話筒　B．白熾燈泡 C．磁帶錄音機(jī) D．電磁爐 解析：選B.白熾燈泡是因燈絲通過電流而發(fā)熱，當(dāng)溫度達(dá)到一定高度時，就會發(fā)光，而不是利用電磁感應(yīng)原理． 2．(2020年重慶高二檢測)如圖1－4所示，a、b、c三個環(huán)水平套在條形磁鐵外面，其中a和b兩環(huán)大小相同，c環(huán)最大，a環(huán)位于N

2、極處，b和c兩環(huán)位于條形磁鐵中部，則穿過三個環(huán)的磁通量的大小是(　　) 圖1－4 A．c環(huán)最大，a與b環(huán)相同 B．三個環(huán)相同 C．b環(huán)比c環(huán)大 D．a(chǎn)環(huán)一定比c環(huán)大 解析：選C.條形磁鐵磁場的磁感線分布特點是：(1)外部磁感線兩端密，中間疏；(2)磁鐵內(nèi)、外磁感線的條數(shù)相等．據(jù)以上兩點知：a、b、c三個環(huán)中磁場方向都向上．考慮到磁鐵外部磁場的不同，外部磁場a>b，故b環(huán)的磁通量大于a環(huán)的磁通量，外部c的磁通量大于b的磁通量，內(nèi)部磁通量相等，故合磁通量b大于c，應(yīng)選C.其中a、c兩個環(huán)磁通量大小關(guān)系不確定，故A、B、D錯． 3．如圖1－5所示的裝置，在下列各種情況中，能使懸

3、掛在螺線管附近的銅質(zhì)閉合線圈A中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 圖1－5 A．開關(guān)S接通的瞬間 B．開關(guān)S接通后，電路中電流穩(wěn)定時 C．開關(guān)S接通后，滑動變阻器觸頭滑動的瞬間 D．開關(guān)S斷開的瞬間 解析：選B.開關(guān)S接通的瞬間、開關(guān)S接通后滑動變阻器觸頭滑動的瞬間、開關(guān)S斷開的瞬間，都使螺絲管線圈中的電流變化而引起磁場變化，線圈A中的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流． 4．閉合回路的磁通量Φ隨時間t變化圖象分別如圖1－6所示，關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的下列論述，其中正確的是(　　) 圖1－6 A．圖甲的回路中感應(yīng)電動勢恒定不變 B．圖乙的回路中感應(yīng)電動勢恒定不變 C．圖

4、丙的回路中0～t1時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢小于t1～t2時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢 D．圖丁的回路中感應(yīng)電動勢先變大，再變小 解析：選B.由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n知，E與成正比，是磁通量的變化率，在Φ－t圖象中圖線的斜率即為.圖甲中斜率為0，所以E＝0.圖乙中斜率恒定，所以E恒定．因為圖丙中0～t1時間內(nèi)圖線斜率大小大于t1～t2時間內(nèi)斜率，所以圖丙中0～t1時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢大于t1～t2時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢．圖丁中斜率絕對值先變小再變大，所以回路中的電動勢先變小再變大，故B正確，A、C、D錯誤． 5. 如圖1－7所示，PQRS為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂

5、直線圈平面，MN線與線框的邊成45°角，E、F分別為PS和PQ的中點．關(guān)于線框中的感應(yīng)電流，正確的說法是(　　) 圖1－7 A．當(dāng)E點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大 B．當(dāng)P點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大 C．當(dāng)F點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大 D．當(dāng)Q點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大 解析：選B.由法拉第電磁感應(yīng)定律知當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Blv，其中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度，由幾何關(guān)系可知，P點經(jīng)過邊MN時，l最大為正方形導(dǎo)線框的邊長L，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流最大，故B正確．當(dāng)E點經(jīng)過MN時，有效長度為，當(dāng)F點經(jīng)過MN時

6、，l等于FQ長度，小于邊長L，故產(chǎn)生感應(yīng)電流較小，當(dāng)Q點經(jīng)過MN時，整個線框處在磁場中，磁通量不再變化，故感應(yīng)電流為零，所以A、C、D錯誤． 6．半徑為R的圓形線圈，兩端A、D接有一個平行板電容器，線圈垂直放在隨時間均勻變化的勻強(qiáng)磁場中，如圖1－8所示，則要使電容器所帶電荷量Q增大，可以采取的措施是(　　) 圖1－8 A．增大電容器兩極板間的距離 B．增大磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率 C．減小線圈的半徑 D．改變線圈所在平面與磁場方向間的夾角 解析：選B.Q＝CU，由C＝知，增大極板距離d，電容C減小，因此Q也減小，故A錯誤；由U＝E＝n＝nS，分析可得增大磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率或增大線

7、圈在垂直磁場方向的投影面積可增大A、D間電壓，從而使Q增大，所以B正確，C、D錯誤. 7. 如圖1－9所示，邊長為L的正方形導(dǎo)體框勻速地從磁場左邊穿過磁場運動到磁場右邊，磁場的寬度為d，線框的速度為v.若L

8、的檢測頭時，在檢測頭的線圈中會產(chǎn)生變化的電壓(如圖1－10所示)．當(dāng)信用卡磁條按如圖乙所示方向以該速度拉過閱讀器檢測頭時，在線圈中產(chǎn)生的電壓隨時間的變化關(guān)系正確的是(　　) 圖1－10 圖1－11 解析：選B.由圖甲可知，當(dāng)“1”區(qū)經(jīng)過閱讀器的檢測頭時，產(chǎn)生正向電壓，當(dāng)“0”區(qū)經(jīng)過閱讀器的檢測頭時，產(chǎn)生負(fù)向電壓，可見B正確． 9. 如圖1－12所示，圓環(huán)a和b的半徑之比為r1∶r2＝2∶1，且都是由粗細(xì)相同的同種材料的導(dǎo)線構(gòu)成，連接兩環(huán)的導(dǎo)線電阻不計，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終以恒定的變化率變大，那么，當(dāng)只有a環(huán)置于磁場中與只有b環(huán)置于磁場中兩種情況下，A、B兩點的電勢差之比為(

9、　　) 圖1－12 A．1∶1 B．5∶1 C．2∶1 D．4∶1 解析：選C.當(dāng)a環(huán)置于磁場中，a環(huán)等效為內(nèi)電路，b環(huán)等效為外電路，A、B兩端的電壓為外電壓，設(shè)Sb＝S，則Sa＝4S根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 E＝＝ 則UAB＝＝ 當(dāng)b環(huán)置于磁場中，b環(huán)等效為內(nèi)電路，a環(huán)等效為外電路．AB兩端電壓仍為外電壓，E′＝＝ U′AB＝＝ 所以＝選項C正確． 10. 如圖1－13所示，金屬桿ab以恒定的速率v在間距為L的光滑平行導(dǎo)軌上向右滑行，設(shè)整個電路總電阻為R(恒定不變)，整個裝置置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，下列敘述正確的是(　　) 圖1－13 A．a(chǎn)b

10、桿中的電流與速率v成正比 B．磁場作用于ab桿的安培力與速率v成反比 C．電阻R上產(chǎn)生的電熱功率與速率v成正比 D．外力對ab桿做功的功率與速率v的平方成反比 解析：選A.E＝BLv，I＝＝，F(xiàn)＝BIL＝，P＝I2R＝，因金屬棒勻速運動，外力對桿 ab做功的功率就等于消耗的熱功率，由以上各式可知，A正確． 二、填空題(本題共2小題，每小題6分，共12分．按題目要求作答) 11．在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中，為了能明確地觀察實驗現(xiàn)象，請在如圖1－14所示的實驗器材中選擇必要的器材，在圖中用實線連接成相應(yīng)的實物電路圖． 圖1－14 解析：本實驗探究原理是小線圈中電流的磁場如何引起

11、大線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以應(yīng)把小線圈與電源連在一個電路中，定值電阻阻值太大，不選擇使用，要顯示大線圈中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)使大線圈與電流表或電壓表連在一個電路中，由于電壓表內(nèi)阻太大，所以應(yīng)選擇電流表． 答案：如圖所示 12．(2020年福州高二檢測) 如圖1－15所示，正三角形abc的邊長為L，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以平行于bc邊的速度v勻速運動，則電流表的示數(shù)為__________A，ab兩點間的電勢差為________V. 圖1－15 解析：因為穿過三角形線框的磁通量沒有發(fā)生變化，所以，線框中沒有感應(yīng)電流，電流表示數(shù)為零．三角形線框運動時，等效為長度等于三角形的高

12、的導(dǎo)體棒切割磁感線，所以E＝B×L×v＝BLv. 答案：0　BLv 三、計算題(本題共4小題，共48分．解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，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) 13．(10分)如圖1－16甲所示的螺線管，匝數(shù)n＝1500匝，橫截面積S＝20 cm2，電阻r＝1.5 Ω，與螺線管串聯(lián)的外電阻R1＝3.5 Ω，R2＝25 Ω，方向向右穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化，試計算電阻R2的電功率和a、b兩點的電勢差． 圖1－16 解析：螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝nS＝6 V，根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路

13、中的電流大小I＝＝0.2 A，電阻R2上消耗的電功率大小P＝I2R2＝1 W，a、b兩點間的電勢差U＝I(R1＋R2)＝5.7 V. 答案：1 W　5.7 V 14．(10分)如圖1－17所示，在連有電阻R＝3r的裸銅線框ABCD上，以AD為對稱軸放置另一個正方形的小裸銅線框abcd，整個小線框處于垂直框面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．已知小線框每邊長為L，每邊電阻為r，其它電阻不計．現(xiàn)使小線框以速度v向右平移，求通過電阻R的電流及R兩端的電壓． 圖1－17 解析：感應(yīng)電動勢E＝BLv， 由閉合電路歐姆定律I＝＝＝. R兩端的電壓UR＝I·R. 所以UR＝BLv. 答案

14、：　BLv 15. (14分)如圖1－18，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率＝k，k為負(fù)的常量．用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長為l的方框．將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中．求： 圖1－18 (1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大小； (2)磁場對方框作用力的大小隨時間的變化率． 解析：(1)導(dǎo)線框的感應(yīng)電動勢為E＝① ΔΦ＝l2ΔB② 導(dǎo)線框中的電流為I＝③ 式中R是導(dǎo)線框的電阻，根據(jù)電阻定律公式有 R＝ρ④ 聯(lián)立①②③④式，將＝k代入得I＝.⑤ (2)導(dǎo)線框所受磁場的作用力的大小為 f＝BIl⑥ 它隨時間的變化率為＝I

15、l⑦ 由⑤⑦式得＝. 答案：(1)　(2) 16．(14分) 如圖1－19所示，A是一面積為S＝0.2 m2、匝數(shù)為n＝100匝的圓形線圈，處在均勻磁場中，磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律為B＝(6－0.02t)T，開始時外電路開關(guān)S斷開，已知R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，電容器電容C＝30 μF，線圈內(nèi)阻不計，求： 圖1－19 (1)S閉合后，通過R2的電流大?。? (2)S閉合一段時間后又?jǐn)嚅_，在斷開后流過R2的電荷量． 解析：由B＝(6－0.02t)T知，圓形線圈A內(nèi)的磁場先是向里均勻減小，后是向外均勻增大，畫出等效電路圖如圖所示． (1)E＝n＝n||S，由題意知 ||＝0.02 T/s 故E＝100×0.02×0.2 V＝0.4 V 由I＝，得IR2＝I＝ A＝0.04 A. (2)S閉合后，電容器兩端電壓 UC＝U2＝IR2＝0.04×6 V＝0.24 V 電容器帶電量Q＝CUC＝30×10－6×0.24 C ＝7.2×10－6C 斷開S后，放電電荷量為Q＝7.2×10－6 C. 答案：(1)0.04 A　(2)7.2×10－6 C