高中物理《必修第三冊》課后習題 第十三章測評

第十三章測評(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一個選項符合題目要求)1.法拉第多次對“磁生電”進行實驗研究,他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上,如圖所示,線圈A連接電池與開關(guān),線圈B通過較長的導線閉合,并在其中一段水平直導線下方放置小磁針,開始時磁針靜止。他發(fā)現(xiàn),當開關(guān)合上瞬間,磁針偏轉(zhuǎn)了一下。對該實驗下列說法正確的是()A.法拉第是利用“電生磁”現(xiàn)象來判斷感應電流的有無B.開關(guān)斷開瞬間,小磁針不偏轉(zhuǎn)C.開關(guān)閉合后,小磁針保持偏轉(zhuǎn)D.開關(guān)閉合后,軟鐵環(huán)中磁場消失答案A解析法拉第利用小磁針是否轉(zhuǎn)動判斷有無感應電流,開關(guān)閉合或斷開的瞬間,小磁針偏轉(zhuǎn),開關(guān)閉合后,軟鐵環(huán)上有不變的磁場,線圈B中無感應電流,小磁針不偏轉(zhuǎn),所以選A。2.如圖所示,圓環(huán)上帶有大量的負電荷,當圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時,a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動,以下說法正確的是()A.a、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)B.b的N極向紙外轉(zhuǎn),而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)C.b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn),而a的N極向紙外轉(zhuǎn)D.b的N極向紙里轉(zhuǎn),而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)答案B解析由于圓環(huán)帶負電荷,故當圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時,等效電流的方向為逆時針,由安培定則可判斷環(huán)內(nèi)磁場方向垂直紙面向外,環(huán)外磁場方向垂直紙面向內(nèi),磁場中某點的磁場方向即是放在該點的小磁針靜止時N極的指向,所以b的N極向紙外轉(zhuǎn),a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)。3.如圖所示的磁感線分布情況,以O點為坐標原點,沿Z軸正方向,磁感應強度B大小的變化最有可能為()答案C解析磁感線的疏密表示磁感應強度B的大小,所以從題圖中可以看出,從O點沿著Z軸向上的過程中,磁感應強度B先減小再增大,所以C正確,A、B、D錯誤。4.在磁感應強度為B0、豎直向上的勻強磁場中,水平放置一根長通電直導線,電流的方向垂直紙面向里,如圖所示,a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點,在這四點中()A.c、d兩點的磁感應強度大小相等B.a、b兩點的磁感應強度大小相等C.c點的磁感應強度的值最小D.b點的磁感應強度的值最大答案C解析在c點電流產(chǎn)生的磁場方向與B0反向,故合磁感應強度最小;在a點兩者同向,合磁感應強度最大;在b、d兩點,兩者互相垂直,合磁感應強度大小相等。只有C項正確。5.(2020上海高二期末)如圖所示,面積為S、匝數(shù)為N的閉合線圈abcd水平放置,與勻強磁場B夾角θ=45°?，F(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時針轉(zhuǎn)動90°,則線圈在初、末位置磁通量的改變量的絕對值為()A.0 B.2BSC.2NBS D.22答案B解析兩次情況下磁感線穿過線圈的面不同,設初位置時穿過線圈的磁通量為正,則初位置時Φ1=(Bsinθ)S=22BS,末位置時Φ2=(-Bcosθ)S=-22BS,則初、末位置磁通量的改變量的絕對值為ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BS,故B正確,A、C、6.如圖所示,電流從a點分兩路通過對稱的環(huán)形分路匯合于b點,在環(huán)形分路的中心O處的磁感應強度()A.垂直環(huán)形分路所在平面,且指向“紙內(nèi)”B.垂直環(huán)形分路所在平面,且指向“紙外”C.在環(huán)形分路所在平面內(nèi)指向bD.為0答案D解析將圓環(huán)分成上下兩個半圓研究,根據(jù)安培定則,上半圓電流在O點產(chǎn)生的磁場方向向里,下半圓電流在O點產(chǎn)生的磁場方向向外,電流大小相等,產(chǎn)生的兩個磁感應強度大小相等,根據(jù)疊加原理,得O點的合磁感應強度為0,故D正確。7.在勻強磁場中有兩條平行的金屬導軌,磁場方向與導軌平面垂直,導軌上有兩條可沿導軌自由移動的導體棒ab、cd,導體棒ab、cd的運動速度分別為v1、v2,如圖所示,ab棒上有電流通過,則不可能有()A.v1>v2 B.v1<v2C.v2=2v1 D.v1=v2答案D解析對于勻強磁場來說,磁通量Φ=BS,根據(jù)題中條件,當穿過閉合電路中磁場的有效面積S發(fā)生變化時才有Φ的變化,因此應有v1≠v2,所以A、B、C都有可能,D不可能。二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多個選項符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)8.下列說法正確的是()A.微觀粒子的能量變化是跳躍式的B.能量子與電磁波的頻率成正比C.紅光的能量子比綠光大D.電磁波波長越長,其能量子越大答案AB解析由于微觀粒子能量是量子化的,微觀粒子的能量變化是跳躍式的,故A正確;由能量子ε=hν可知,能量子與電磁波的頻率成正比,故B正確;紅光的頻率比綠光小,由ε=hν可知,紅光的能量子比綠光小,故C錯誤;電磁波波長越長,其頻率越小,能量子越小,故D錯誤。9.下列說法正確的是()A.磁場中某點的磁感應強度可以這樣測定:把一小段通電導線放在該點時,受到的磁場力F與該導線的長度L、通過的電流I的乘積的比值FILB.通電導線在某點不受磁場力的作用,則該點的磁感應強度一定為零C.磁感應強度B=FIL只是定義式,它的大小取決于場源及磁場中的位置,與F、I、LD.磁場是客觀存在的物質(zhì)答案CD解析只有當通電導線與磁場方向垂直時才有B=FIL,A錯誤;當通電導線與磁場平行時,不受磁場力,此時,磁感應強度不一定為零,B錯誤;B=FIL是定義式,磁場強弱取決于場源及磁場中的位置,C正確;磁場與電場一樣,都是客觀存在的物質(zhì)10.如圖,紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導線L1、L2,L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上;L1的正上方有a、b兩點,它們相對于L2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中,外磁場的磁感應強度大小為B0,方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點的磁感應強度大小分別為13B0和12B0,方向也垂直于紙面向外。則(A.流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為712BB.流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為112BC.流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為112BD.流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為712B答案AC解析設L1在a、b點產(chǎn)生的磁感應強度分別為B1a、B1b,L2在a、b點產(chǎn)生的磁感應強度分別為B2a、B2b,根據(jù)安培定則可知,B1a=B1b,方向均垂直紙面向里;B2a=B2b,B2a方向垂直紙面向里,B2b方向垂直紙面向外;根據(jù)題意,對a點有,B1a+B2a-B0=-B03。對b點有,B1b-B2b-B0=-B02,聯(lián)立以上方程解得B1a=B1b=7B012,B2a=B2b=三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(7分)繞在同一鐵芯上的線圈Ⅰ、Ⅱ按如圖所示方法連接,判斷在以下各情況中,線圈Ⅱ中是否有感應電流產(chǎn)生。①閉合開關(guān)S的瞬間。

②保持開關(guān)S閉合時。

③斷開開關(guān)S的瞬間。

④開關(guān)S閉合且將滑動變阻器R0的滑動端向左滑動時。(以上各空均選填“有”或“無”)

答案①有②無③有④有解析①閉合開關(guān)S的瞬時,穿過線圈Ⅱ的磁通量變化,有感應電流產(chǎn)生;②保持開關(guān)S閉合時,穿過線圈Ⅱ的磁通量不變,沒有感應電流產(chǎn)生;③斷開開關(guān)S的瞬時,穿過線圈Ⅱ的磁通量發(fā)生變化,有感應電流產(chǎn)生;④開關(guān)S閉合且將滑動變阻器R0的滑動端向左滑動時,穿過線圈Ⅱ的磁通量發(fā)生變化,有感應電流產(chǎn)生。12.(9分)某同學用如圖所示的實驗器材來探究產(chǎn)生感應電流的條件。(1)圖中已經(jīng)用導線將部分器材連接,請補充完成圖中實物間的連線。(2)若連接好實驗電路并檢查無誤后,閉合開關(guān)的瞬間,觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明線圈(選填“A”或“B”)中有了感應電流。開關(guān)閉合后,他還進行了其他兩項操作,發(fā)現(xiàn)也產(chǎn)生了感應電流,請寫出兩項可能的操作:

①;

②。

答案(1)見解析(2)B見解析解析(1)本實驗中線圈A與電源相連,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使線圈A中的磁通量發(fā)生變化,從而使線圈B產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象,故線圈B應與檢流計相連,如圖所示:(2)閉合開關(guān)的瞬間,觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明線圈B中有了感應電流;線圈B中產(chǎn)生感應電流的原因是其磁通量發(fā)生變化,則可能的操作:①將滑動變阻器的滑片快速滑動;②將線圈A快速抽出。13.(10分)一磁感應強度為B的勻強磁場,方向水平向右,在磁場中有一面積為S的矩形線圈abcd如圖所示放置,平面abcd與豎直方向成θ角,將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角,則穿過線圈平面的磁通量的變化量的絕對值是多少?答案2BScosθ解析開始時穿過線圈平面的磁通量為Φ1=BScosθ。后來穿過線圈平面的磁通量為Φ2=-BScosθ則磁通量的變化量的絕對值為ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScosθ。14.(12分)如圖所示,固定于水平面上的金屬框架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動。t=0時,磁感應強度為B0,此時MN所在的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應電流,從t=0開始,磁感應強度B應怎樣隨時間t變化?請推導出這種情況下B與t的關(guān)系式。答案B=B解析要使MN棒中不產(chǎn)生感應電流,應使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化,在t=0時刻,穿過線圈平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2設t時刻的磁感應強度為B,此時磁通量為Φ2=Bl(l+vt)由Φ1=Φ2,得B=B015.(16分)如圖所示,ab、cd為兩根相距2m的平行金屬導軌,水平放置在豎直向下的勻強磁場中,通以5A的電流時,質(zhì)量為0.36kg的金屬棒MN沿導軌做勻速運動;當棒中電流增大到8A時,棒能獲得2m/s2的加速度。已知金屬棒受到的磁場力方向水平,求勻強