高中物理选修3-2第4章电磁感应章末测试题B卷(人教版含答案

1、高中物理选修3-2第4章电磁感应章末测试题B卷(人教版含答案)本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址第四章测评B一、选择题如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆mN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，mN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，mN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为Aca，21Bac，21cac，12Dca，122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

2、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AQ1>Q2，q1q2BQ1>Q2，q1>q2cQ1Q2，q1q2DQ1Q2，q1>q23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

3、的是A拉力的大小在运动过程中保持不变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4如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1。一导体棒mN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T。将导体棒mN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒mN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为A2.5m/s1wB5m/s1wc7.5m/s9wD15m/s9w5如图，在水平

4、面内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和mN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字形导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使mN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中mN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是6如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列vt图象中，可能正确描述上述过程的是7将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，

5、并固定在水平面内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是8如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线oo平行，线框平面与磁场方向垂直。设oo下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律9如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分

6、别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内。在金属框接通逆时针方向电流的瞬间A两小线圈会有相互靠拢的趋势B两小线圈会有相互远离的趋势c两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向0如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1=R0、R2=。闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线mN右侧导体的感应电动势，则AR2两端的电压为B电容器的a极板带正电c滑动变阻器R

7、的热功率为电阻R2的5倍D正方形导线框中的感应电动势为kL2二、实验题1演示地磁场存在的实验装置如图所示。首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，屏幕上的电流指针_偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，电流指针_偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，电流指针_偏转。2在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按甲图接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系。当闭合S时观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。然后按乙图所示将电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。甲乙S闭合后，将线圈A插入线圈B的

8、过程中，电流表的指针将_。线圈A放在B中不动时，指针将_。线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑动片P向左滑动时，电流表指针将_。线圈A放在B中不动，突然断开S，电流表指针将_。三、解答题3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N100，边长ab1.0m、bc0.5m，电阻r2。磁感应强度B在01s内从零均匀变化到0.2T。在15s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：0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向。在15s内通过线圈的电荷量q。在05s内线圈产生的焦耳热Q。4如图，两根相距l=0.4m、电阻不计的平行光滑

9、金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.15的电阻相连。导轨间x>0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=0.5T/m，x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T。一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求：回路中的电流。金属棒在x2m处的速度。金属棒从x0运动到x2m过程中安培力做功的大小。金属棒从x0运动到x2m过程中外力的平均功率。5如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为c。导轨处于

10、匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系。金属棒的速度大小随时间变化的关系。参考答案解析：由右手定则，可判断出金属杆中的电流方向为Nm，则电阻R中的电流方向为ac。根据E=BLv，可得E1E2=12，选项c正确。答案：c2解析：设线框ab、bc的长度分别为L1、L2，线框的电阻为R，线框进入磁场过程中，产生的感应电动势分别为E1BL1v，E2B

11、L2v，产生的热量Q1t1、Q2t2，故Q1>Q2；通过线框横截面的电荷量qItt，故q1q2，选项A正确。答案：A3解析：设外力大小为F，根据牛顿第二定律可得，F=+ma，当棒经过关于圆心o左右对称的两个位置时，只有棒的速度v不相等，所以拉力F不相等，A项错误；由运动规律可得，2R=at2，解得，t=2，即棒通过整个圆环所用的时间t=2，B项错误；同理可得，棒到达环心时的时间t0=、速度v=at0=，此时棒产生的感应电动势E=B2Rv=2BR，此时整个电路的电阻为，则流过棒的电流I=，c项错误；棒经过圆心时所受的安培力F安=BI2R=，D项正确。答案：D4解析：当小灯泡稳定发光时，导体

12、棒mN匀速运动，受力如图所示。根据受力平衡可得，mgsinmgcos，代入数据得，v5m/s；小灯泡消耗的电功率为P2R1w，B项正确。答案：B5解析：设金属棒单位长度的电阻为R0，ab、ac与bac的平分线间的夹角都为，金属棒匀速运动的速度为v，则t时刻金属棒产生的感应电动势为EBv2vttan，电路中的总电阻RR0，电流IER，可以看出电流的大小不变。答案：A6解析：根据楞次定律可知，线框进入磁场及离开磁场的过程受到安培力，从而做变减速运动，由牛顿第二定律得，BILma，线框的速度减小，线框的加速度减小；线框完全进入到磁场中运动时，做匀速直线运动，D项正确。答案：D7解析：根据楞次定律，在

13、前半个周期内，圆环内产生的感应电流方向为顺时针，即通过ab边的电流方向为由b指向a，再根据左手定则判断，ab边受到的安培力为水平向左，即负方向。根据法拉第电磁感应定律，前半个周期内ab中的电流为定值，则所受安培力也为定值。结合选项可知B正确。答案：B8解析：在ot1时间内，线框做自由落体运动，t2时刻以后，线框全部进入磁场后做匀加速直线运动，这两段时间内的vt图线均为直线。在t1t2时间内，线框进入磁场的过程中，线框的运动状态与进入磁场时的速度v有关。当线框在磁场中匀速运动时，安培力等于重力，即mg。若线框的速度v远大于v0，则进入磁场后减速。由mgma可知，加速度减小；若线框速度v>v

14、0，但相差不大，则线框进入磁场后可能先减速再匀速，B项正确；若线框的速度vv0，则线框进入磁场一直匀速至全部进入磁场，D项正确；若线框的速度v<v0，但相差不大，则线框进入磁场后可能先加速再匀速；若线框的速度v远小于v0，则线框进入磁场后加速，加速度减小，c项正确。答案：A9解析：金属框接通逆时针方向的电流的瞬间，根据右手定则可知，在其内部磁场方向向外，外部磁场方向向里。穿过左右两小线圈向外的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向里，感应电流方向均沿顺时针方向，c项正确，D项错误；由左手定则可知，左边小线圈受到向左的安培力，右边小线圈受到向右的安培力，即两小线圈有远离的趋势，

15、A项错误，B项正确。答案：Bc0解析：线框内产生的感应电动势E=r2=kr2，D错；电压表的示数U是外电压，外电路电阻的串并联关系是R2与滑动变阻器滑动片P右侧电阻并联，之后与滑动片P左侧电阻以及R1串联，外电路总电阻为R总=R1+R左+R并=R0，而R并=，故R并两端的电压为，即R2两端的电压为，A正确；根据楞次定律，线框中感应电流的方向为逆时针，电容器b板带正电，B错；设滑动变阻器右半部分的电流为I，则R2上的电流为I，滑动变阻器左半部分的电流为2I，滑动变阻器上的功率P=I2+2=I2R0，R2上的功率P2=I2，显然c正确。答案：Ac1解析：线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动时，穿过线圈

16、的磁通量发生变化，会产生感应电流，屏幕上的电流指针有偏转；线圈竖直放置和水平放置，从东向西移动时，穿过线圈的磁通量不发生变化，不会产生感应电流，屏幕上的电流指针没有偏转。答案：有无无2解析：由题意知，电流从哪个接线柱流入电流表，指针就向哪偏。S闭合，线圈A中电流产生的磁场方向向上，线圈A插入线圈B时，穿过线圈B向上的磁通量增加，由楞次定律知，线圈B要产生感应电流，其磁场方向向下，由安培定则可判断感应电流从“”接线柱流入电流表，因此电流表指针向右偏。线圈A放在B中不动时，穿过线圈B的磁通量不变，不产生感应电流，指针不偏转。滑片P向左滑动时，线圈A中电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈B向上的磁通量

17、增加，由楞次定律知，线圈B要产生感应电流，其磁场方向向下，由安培定则可判断感应电流从“”接线柱流入电流表，因此电流表指针向右偏。线圈A放在B中不动，突然断开S时，线圈A产生的磁场消失，穿过线圈B向上的磁通量减少，由楞次定律知，线圈B要产生感应电流，其磁场方向向上，由安培定则可判断感应电流从“”接线柱流入电流表，因此电流表指针向左偏。答案：右偏不偏右偏左偏3解析：感应电动势EN磁通量的变化1B1S解得EN代入数据得E10V感应电流的方向为adcba同理可得EN感应电流I2电荷量qI2t2解得qN代入数据得q10c01s内的焦耳热Q1rt1且I15s内的焦耳热Q2rt2由QQ1Q2，代入数据得Q1

18、00j答案：见解析4解析：电阻消耗的功率不变，则回路中电流不变，金属棒产生的感应电动势也不变。在x0处时，EB0lv00.50.42V0.4V回路中的电流IA2A。x2m处的磁感应强度BB0kx0.5T0.52T1.5T，设此时金属棒的速度为v，则根据EBLv，解得vm/s。在x0处时金属棒受到的安培力F1B0Il0.520.4N0.4N，在x2m处时金属棒受到的安培力F2BIl1.520.4N1.2N此过程中金属棒受的安培力的平均值FAN0.8N安培力做功的大小w1FAx0.82j1.6j。设此过程中外力做功为w2，根据动能定理有w2w1mv2解得w21.4j由功能关系，金属棒克服安培力做的功等于回路中产生的电能，有w1I2t得t2s所以外力做功的平均功率Pw0.7w。答案：2Am/s1.6j0.7w5解析：设金属棒某一时刻下滑的速度大小为v，则感应电动势为EBLv平行板电容器两极板之间的电势差为UE设此时电容器极板上积累的电荷量为Q，按定义有c联立式得QcBL