高中物理人教版2第四章電磁感應單元測試 全國優(yōu)質課

安徽省壽縣一中2023年春學期高二第一次月考物理試題命題：楊德明審題：趙紹奎單項選擇題（每小題3分，共18分．每小題給出的四個選項中，只有一個是正確的）1．了解物理規(guī)律的發(fā)展過程，學會像科學家那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要。則以下符合事實的是()A．丹麥物理學家奧斯特夢圓電生磁，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象B．楞次總結出了感應電流方向所應滿足的規(guī)律C．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，拉開了研究電與磁相互關系的序幕D．安培定則是用來判斷通電導線在磁場中所受安培力方向的2.如圖所示的電路中，L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，D1，D2是兩個完全相同的燈泡，E是內阻不計的電源。電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關S。規(guī)定以電路穩(wěn)定時流過D1，D2的電流方向為正方向，分別用i1，i2表示流過D1和D2的電流，則圖中能定性描述電流i隨時間t變化關系的是3．規(guī)定垂直紙面向里的方向為磁場的正方向，順時針方向為電流的正方向。在處于磁場中的紙面內放置一個金屬圓環(huán)，如圖甲所示。現(xiàn)令磁感應強度B按圖乙隨時間t變化，則能正確表示對應時間內金屬圓環(huán)中電流i隨時間t變化情況的i－t圖像是（）4.如圖所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一可以自由轉動的銅盤(不計各種摩擦)，現(xiàn)給一個初速度讓銅盤轉動，下面對觀察到的現(xiàn)象描述及解釋正確的是()A．銅盤中沒有感應電動勢、沒有感應電流，銅盤將一直轉動下去B．銅盤中有感應電動勢、沒有感應電流，銅盤將一直轉動下去C．銅盤中既有感應電動勢又有感應電流，銅盤將很快停下D．銅盤中既有感應電動勢又有感應電流，銅盤將越轉越快5．如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板間距為d，定值電阻的阻值為R，豎直放置的線圈匝數(shù)為n，繞制線圈導線的電阻為R，其他導線的電阻忽略不計，現(xiàn)有豎直向上的磁場B穿過線圈，在兩極板中一個質量為m、電量為q、帶負電的油滴恰好處于靜止狀態(tài)，則磁場B的變化情況和磁通量變化率是()A．均勻增大，磁通量變化率的大小為eq\f(2mgd,nq)B．均勻增大，磁通量變化率的大小為eq\f(mgd,nq)C．均勻減小，磁通量變化率的大小為eq\f(2mgd,nq)D．均勻減小，磁通量變化率的大小為eq\f(mgd,nq)6.電磁流量計廣泛應用于測量可導電流體(如污水)在管中的流量(在單位時間內通過管內橫截面的流體的體積)．為了簡化，假設流量計是如圖所示的橫截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計的兩端與輸送流體的管道相連接，如圖中虛線．流量計上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料．現(xiàn)于流量計所在處加磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面．當導電流體穩(wěn)定地流經流量計時，在管外將流量計上、下兩表面分別與一已串接了電阻R的電流表的兩端連接．I表示側得的電流值，已知流體的電阻率為ρ，不計電流表的內阻，則可求得的流量為()．A.B.C.D.多項選擇題（每小題5分，共20分．每小題給出的四個選項中，都有多個選項是正確的．全部選對的得5分，選對但不全的得3分，選錯或不答的得0分）7．單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉軸垂直于磁場，如線圈所圍面積里的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則線圈中()．A．0時刻感應電動勢為零B．0.05s時感應電動勢為零C．0.05s時感應電動勢最大D．0～0.05s這段時間內平均感應電動勢為0.4V8.如圖是生產中常用的一種延時繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個線圈A和B，線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構成一個閉合回路。下列說法中正確的是（）A．閉合開關S時，B中產生圖示方向的感應電流B．閉合開關S時，B中產生與圖示方向相反的感應電流C．斷開開關S時，電磁鐵會繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時間D．斷開開關S時，彈簧K立即將銜鐵D拉起9.如圖所示，A、B兩閉合線圈為同樣導線繞成，A有10匝，B有20匝，兩圓線圈半徑之比為2∶1.均勻磁場只分布在B線圈內．當磁場隨時間均勻減弱時()．A．A中無感應電流,B中有感應電流B．A、B中均有均勻減小的感應電流C．A、B中感應電動勢之比為1∶2D．A、B中感應電流之比為1∶210．如圖所示，間距為L的光滑平行金屬導軌彎成“∠”形，底部導軌面水平，傾斜部分與水平面成θ角，導軌與固定電阻相連，整個裝置處于豎直向上的大小為B的勻強磁場中.導體棒ab和cd均垂直于導軌放置，且與導軌間接觸良好，兩導體棒的電阻皆與阻值為R的固定電阻相等，其余部分電阻不計.當導體棒cd沿底部導軌向右以速度v勻速滑動時，導體棒ab恰好在傾斜導軌上處于靜止狀態(tài)，導體棒ab的重力為mg，則()A.導體棒cd兩端電壓為BLvB.t時間內通過導體棒cd橫截面的電荷量為C.cd棒克服安培力做功的功率為D.導體棒ab所受安培力為mgtanθ實驗題（18分）本題共2小題，把答案填在答題卡上的相應位置。11.（8分）如圖所示，兩根平行光滑長直金屬導軌，其電阻不計，導體棒ab和cd跨放在導軌上，ab電阻大于cd電阻．當cd在外力F2作用下勻速向右滑動時，ab在外力F1作用下保持靜止，則ab兩端電壓Uab和cd兩端電壓Ucd相比，Uab________Ucd，外力F1和F2相比，F(xiàn)1________F2(填“>”、“＝”或“<”)． 12.(10分）在研究電磁感應現(xiàn)象的實驗中，所用器材如圖所示。（1）請按實驗的要求在實物圖上連線（圖中已連接好兩根導線）（2）電路連好后，閉合電鍵，下列說法中正確的是（）A．只要將線圈A放在線圈B中不動就會引起電流計指針偏轉一定角度B．線圈A插入或拔出線圈B的速度越大，電流計指針偏轉的角度越大C．滑動變阻器的滑片P滑動越快，電流計指針偏轉的角度越大D．滑動變阻器的滑片P勻速滑動時，電流計指針不會發(fā)生偏轉（3）上述實驗中，線圈A、B可等效為一個條形磁鐵，將線圈B和靈敏電流計簡化如圖乙所示。當電流從正接線柱流入靈敏電流計時，指針向正接線柱一側偏轉。則乙圖中靈敏電流計指針向__________接線柱方向偏轉（填：正、負）。計算題（44分,解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案不得分.有數(shù)值計算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位.）13.(10分）矩形線圈abcd,長ab=20cm,寬bc=10cm,匝數(shù)n=200,線圈回路總電阻R=50Ω,整個線圈平面均有垂直于線框平面的勻強磁場穿過,磁感應強度B隨時間的變化規(guī)律如圖所示。求:(1)線圈回路的感應電動勢。(2)在t=0.3s時線圈ab邊所受的安培力。14.（10分）把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，如圖所示．一長度為2a，電阻為R，粗細均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當金屬棒以恒定的速度v向右移動經過環(huán)心O時，求：(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；(2)圓環(huán)上消耗的電功率．15.(10分）如圖所示，矩形導線框abcd，質量m＝0.2kg，電阻r＝1.6Ω，邊長L1＝1.0m，L2＝0.8m．其下方距cd邊h＝0.8m處有一個僅有水平上邊界PQ的勻強磁場，磁感應強度B＝0.8T，方向垂直于紙面向里．現(xiàn)使線框從靜止開始自由下落，下落過程中ab邊始終水平，且ab邊進入磁場前的某一時刻，線框便開始勻速運動．不計空氣阻力，g取10m/s2.(1)計算cd邊進入磁場時受到的安培力；(2)求線框勻速運動的速度大??；(3)求線框進入磁場過程中產生的焦耳熱．16．(14分)如圖所示，兩足夠長的平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L＝1m，導軌平面與水平面夾角α＝30°，導軌電阻不計。磁感應強度為B1＝2T的勻強磁場垂直導軌平面向上，質量為m1＝2kg、電阻為R1＝1Ω的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好。兩金屬導軌的上端連接右側電路，電路中通過導線接一對水平放置的平行金屬板，兩板間的距離和板長均為d＝0.5m，定值電阻為R2＝3Ω，現(xiàn)閉合開關S并將金屬棒由靜止釋放，取g=10m/s2，求：(1)金屬棒下滑的最大速度為多大？(2)當金屬棒下滑達到穩(wěn)定狀態(tài)時，整個電路消耗的電功率P為多少？(3)當金屬棒穩(wěn)定勻速下滑時，在水平放置的平行金屬板間加一垂直于紙面向里的勻強磁場B2＝3T，在下板的右端且非?？拷掳宓奈恢锰幱幸毁|量為m2＝3×10－4kg、所帶電荷量為q＝－1×10－4C的液滴以初速度v水平向左射入兩板間，該液滴可視為質點。要使帶電粒子能從金屬板間射出，初速度v應滿足什么條件？2023年春學期壽縣一中高二第一次月考物理參考答案一、二．選擇題（38分）題號12345678910答案BABCCABDBCCDBD三．實驗題（18分）11．（8分）== （每空4分）解析：ab兩端電壓Uab和cd兩端電壓Ucd都等于路端電壓。ab所受外力F1和cd所受外力F2都等于他們各自受到的安培力大小，而他們所受的安培力大小相等。12．（10分）（1）實物連線如圖所示；（4分）（2）BC（4分）（3）負（2分）四．計算題13、（10分）解：從圖象可知,與線圈平面垂直的磁場是隨時間均勻增大的,穿過線圈平面的磁通量也隨時間均勻增大,線圈回路中產生的感應電動勢是不變的,可用法拉第電磁感應定律來求。(1)磁場的變化率為,則感應電動勢為E=n=nS=200××0.02V=2V(2)閉合電路中的電流I==A=0.04A當t=0.3s時,B=20×10-2Tab邊受到的安培力為F=nBIL=200×20×10-2×0.04×0.2N=0.32N14、（10分）解：(1)把切割磁感線的金屬棒看成一個內阻為R，感應電動勢為E的電源，兩個半圓環(huán)看成兩個并聯(lián)電阻，畫出等效電路圖，如右圖所示，等效電源電動勢E＝Blv＝2Bav外電路的總電阻R外＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝eq\f(1,2)R，棒上電流的大小I＝eq\f(E,R總)＝eq\f(2Bav,\f(1,2)R＋R)＝eq\f(4Bav,3R)，電流方向從N流向M.根據(jù)分壓原理，棒兩端的電壓UMN＝eq\f(R外,R外＋R)·E＝eq\f(2,3)Bav.(2)圓環(huán)和金屬棒上消耗的總功率P＝IUMN＝.15.（10分）解：(1)設cd邊剛進入磁場時速度大小為v，則由機械能守恒有mgh＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(2gh)＝4m/s.故cd邊受的安培力F安＝BIL1＝eq\f(B2Leq\o\al(2,1)v,r)＝1.6N，故mg>F安，由牛頓第二定律分析，線框進入磁場后先做加速度逐漸減小的加速運動，至mg＝F安時，達到勻速．(2)線框達到勻速運動狀態(tài)時，受力平衡，設此時速度為vm，則有：mg＝F安＝eq\f(B2Leq\o\al(2,1)vm,r)，代入數(shù)據(jù)得vm＝5m/s.(3)線框從開始至ab邊進入磁場的過程中，由能量守恒可知其減少的機械能全部轉化為線框的內能，故有Q＝mg(h＋L2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，代入數(shù)據(jù)得Q＝0.7J.16.（14分）解：(1)當金屬棒勻速下滑時速度最大，設最大速度為vm，達到最大時則有m1gsinα＝F安，F(xiàn)安＝ILB1，I＝B1Lvm/(R1+R2)，所以m1gsinα＝B12L2vm/(R1+R2)，解得最大速度vm＝10m/s.--------4分當金屬棒下