2017-2018学年高中物理第四章电磁感应章末检测(含解析)新人教版选修3-2

1、第四章电磁感应（时间 60 分钟，满分 100 分）、选择题（本题共 9 小题，每小题 7 分，共 63 分。每小题至少有一个选项符合题意,选对但不全的得 3 分，有错选的得 0 分）（2011 广东高考）将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是解析：由法拉第电磁感应定律知：E=n#，可见感应电动势的大小与线圈的匝数有关,C 正确；感应电流产生的磁场阻碍原磁场的变化，当原磁场增大时，感应电流产生的磁场与其相反，D 错误。答案：C解析：当电流I不断增加时，它的磁场不断增强，穿过A、B线圈的磁通量不断增加,fz根据楞次定律，感应

2、电流受到的力将使导线圈向阻碍磁通量增加的方向运动，离直导线，A向左、B向右运动。答案：A1.向垂直，A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B. 穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C. 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同A 错误；感应电动势的大小取决于磁通量的变化快慢,而与磁通量的2.如图 1 所示，当直导线中电流不断增加时，A B两轻导线圈的运动情况是（A.A向左,B向右B.A向右,C. 均向左D.均向右即导线圈要远B向左23.如图 2 所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度3匀速转动。设线框

3、中感应电流方向以逆时针为正，那么在图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中线框内感应电流随时间变化情况的是o解析：直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度3匀速转动,进入磁场的过( )D.3程中，穿过闭合回路的磁通量均匀增加，故产生的感应电流恒定，完全进入磁场后没有感应电流产生，由此就可判断 A 对。答案：A4. 如图 4 所示，要使图中cd应（A. 向右加速运动C. 向左加速运动X XX XX XK X X XabX XB.向右减速运动D.向左减速运动4ab方向相反的电流，,、一，.，. ，、，.、一.Blv,当cd向左运动时，与cd相连的线圈中产生与ab中方向相同的电流，且

4、由lcd=R知，v解析：由右手定则知当cd向右运动时，与cd相连的线圈中产生与增加，led变大，A、D 对，B、C答案：AD5.如图 5 所示，A B、C 为三只相同的灯泡，且灯泡的额定电压均大于电源电动势，电源内阻不计，L是一个直流电阻不计、自感系数较大的线圈，先将Ki、K2合上，稳定后突然断开此后过程中各灯均无损坏，则以下说法中正确的是A. C 灯亮度保持不变A.C 灯闪亮一下后逐渐恢复到原来的亮度B 灯亮度保持不变D. B 灯后来的功率是原来的一半B.C.解析：Ki、K2均闭合，稳定后 A 灯不亮，通过线圈的电流是B、C 两灯的和。突然断开ab段直导线中有向右的电流，则导线图 44通过线

5、圈的电流减小，线圈中产生的自感电动势与原电流的方向相同,C 灯闪亮一下后逐渐恢复到原来的亮度，选项A 错误，B 正确。稳定后通过 B 灯的电流是原来的一半，故 B灯后来的功率是原来的1/4 ,选项 C D 错误。答案：B6.（2011 江苏高考）如图 6 所示，水平面内有一平行金属 导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值 为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。t= 0时，将开关 S 由 1 掷到 2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图像正确的是（X X X X5解析：当开关由 1 掷到 2，电容器放电，导体棒因受安培力而向

6、右加速，导体棒向右运 动产生感应电动势， 最终达到电容器两端电压和导体棒两端电压相等，电容器的带电量保持不变，导体棒的速度不变，但不等于零，A、C 错，最终导体棒加速度以及棒中电流为零，B错，D 对。答案：D7在竖直向上的匀强磁场中， 水平放置一个不变形的单匝金属圆形线圈， 线圈所围的 面积为 0.1 m2,线圈电阻为 1Q。规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方正确的是（）A. 在时间 05 s 内，I的最大值为 0.1 AB. 在第 4 s 时刻，I的方向为逆时针C.前 2 s 内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01 CD. 第 3 s 内，线圈的发热功率最大向，如图 8 甲所示

7、。磁场的磁感应强度B随时间t的解析：由B-1图线可知,E=7TSi=R可得:Im= 0.01 A , A错误；第 4 s 时，B正均匀减小，由楞次定律可知,I为逆时针方向，B正确；由q=帚可图 7/?/T乙6得，前 2 s 内，通过线圈某截面的总电荷量?msq= 0.01 C, C 正确;R第 3 s 内，B不变,=0，故线圈发热功率为 0, D 错误。答案：BC8.如图 9 所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在的平面，导体棒ab与电路接触良好。当ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L 未被烧坏，电容器C未被击穿，则该过程中（）7B. 感应电动势

8、变大C. 灯泡 L 的亮度变大D.电容器两极板间的电场强度减小解析：根据电路的连接方式知电容器两端的电压等于灯泡两端的电压，当导体棒向右做匀加速运动时产生的感应电动势增大，灯泡的亮度变大，电容器两极板间的电场强度增大，选项 B、C 正确，D 错误。根据右手定则可知电容器的上极板带正电，选项A 错误。答案：BC9.如图 10 所示，连接两个定值电阻的平行金属导轨与水平面成B角，R=F2= 2R,匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab,质量为m棒的电阻为 2R,棒与导轨之间的动摩擦因数为卩。导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，定值电阻F2消耗的电功率为P,下列说法正确的是（）A.此时重

9、力的功率为mgxcos0B.此装置消耗的机械功率为 卩mgvcos0一 、6PC.导体棒受到安培力的大小为-v 8PD.导体棒受到安培力的大小为Pv解析：根据功率计算公式，此时重力的功率为mgviin0, A 错；摩擦力Ff=卩mgcos0,因摩擦而消耗的热功率为卩mgvcos0,由法拉第电磁感应定律得E=BLv,回路中的总电流EB2L2vBVvI= 3R,导体棒滑动时受到安培力F=BIL= 3R，整个装置消耗的机械功率为（3R+卩mcpos0）v, B 错；由于R=R?= 2R棒的电阻也为 2R当上滑的速度为v时，定值电阻R消耗的电功率为P,则定值电阻R消耗的电功率也为P,此时导体棒ab消耗

10、的电功率应该 为 4P,整个电路消耗的电功率为6P,即安培力做功的功率为 6P,所以导体棒受到的安培力6P的大小为F= , C 对、D 错。vF jr答案：C二、计算题（本题共 3 小题，共 37 分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）10. （10 分） （2012 天津高考）如图 11 所示，一对光滑的平行金 属导轨固定在同一水平面内，导轨间距I= 0.5 m，左端接有阻值R=0.3Q的电阻，一质量 m= 0.1 kg,电阻r= 0.1Q的金属棒MN放置8在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B= 0.4图 11T。棒在水平向右的外力作用下，由静止

11、开始以a= 2 m/s2的加速度做匀加速运动，当9棒的位移x= 9 m 时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产 生的焦耳热比Q:02= 2: 1。导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两 端与导轨保持良好接触。求：(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热- - (感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得E=H其中=BIx_ E设回路中的平均电流为I，由闭合电路的欧姆定律得I=-R十r则通过电阻R的电荷量为q=It联立式，代入数据得q= 4.5 C(2)设撤去外力时棒的速度为V,对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v2= 2ax一 12设棒在撤去外力后的运动过程中

12、安培力做功为W由动能定理得W0 ?mv撤去外力后回路中产生的焦耳热Q=W联立式，代入数据得0= 1.8 J答案：(1)4.5 C (2)1.8 J11. (13 分)如图 12 所示，面积为 0.2 吊的 100 匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。磁感应强度随时间变化的规律是B= (6 0.2t) T，已知电路中的R= 4Q,R=6Q,电容C= 30 卩 F,线圈A的电阻不计。求图 12(1)闭合 S 后，通过F2的电流大小和方向；闭合 S 一段时间后，断开 S, S 断开后通过F2的电荷量是多少?B解析：(1)由于磁感应强度随时间均匀变化，根据B= (6 0.2t) T 可知石=0

13、.2 T/s,所以线圈中感应电动势的大小为E=n貯=nS=100 x0.2x0.2 V=4V,通过R的电流(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电何量q；解析：(1)设棒匀加速运动的时间为t，回路的磁通量变化量为，回路中的平均TI10为I= 4 十十 6 A = 0.4 A，由楞次定律可知电流的方向由上向下。R+ Ra 4 十 611（2）闭合 S 一段时间后，电容器被充上一定的电荷量，此时其电压U=IR2= 0.4X6 V=2.4 V,断开 S,电容器将放电，通过F2的电荷量就是C原来所带的电荷量，Q=CU= 30X10-6X2.4 C=7.2X10一5C。_ 5答案：（1）0.4 A 由上向下（2）7.2X10 C12.（14 分）如图 13 甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距I= 0.20 m电阻R= 1.0Q;有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B= 0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下。现用一解析：导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动,间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为E=Blv=BlatE闭合回