新课标人教版选修32电磁感应单元检测3

1、新课标人教版选修3-2第4章 电磁感应 单元检测3本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分考试时间为90分钟第卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1(2010·全国卷)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×105T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s.下列说法正确的是()A. 河北岸的电势较高B. 河南岸的电势较高C.

2、 电压表记录的电压为9mVD. 电压表记录的电压为5mV图1解析：由EBLv(4.5×105×100×2) V9×103 V9 mV，可知电压表记录的电压为9 mV，选项C正确、D错误；从上往下看，画出水流切割磁感线示意图如图1所示，据右手定则可知北岸电势高，选项A正确、B错误答案：AC图22(2010·山东高考)如图2所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO对称的位置时()A穿过回路的磁通

3、量为零B回路中感应电动势大小为2Blv0C回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中ab边与cd边所受安培力方向相同解析：闭合回路关于OO对称，穿过回路的磁感线的净条数为零，选项A正确；由右手定则可知，cd、ab相当于电源，并且为串联关系，则回路中感应电流的方向为逆时针方向，感应电动势E2Blv0，选项B正确而C错误；由左手定则可知，ab边、cd边受到安培力均向左，选项D正确答案：ABD图33(2010·四川高考)如图3所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面现用一平行于导轨的恒力F作用在a的

4、中点，使其向上运动若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能()A变为0B先减小后不变C等于F D先增大再减小解析：a导体棒在恒力F作用下加速运动，闭合回路中产生感应电流，导体棒b受到安培力方向应沿斜面向上，且逐渐增大最后不变，所以b导体棒受摩擦力可能先减小后不变，可能减小到0保持不变，也可能减小到0然后反向增大最后保持不变所以选项A、B正确，C、D错误答案：AB图44(2010·全国卷)如图4，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面a开始下落已知磁场上下边界之间的距离

5、大于水平面a、b之间的距离若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则()AFd>Fc>FbBFc<Fd<FbCFc>Fb>Fd DFc<Fb<Fd解析：由于线圈上下边的距离很短，线圈完全在磁场中运动的距离近似等于磁场高度，则在磁场中不受安培力作用向下运动距离大于ab间距，可知线圈到达d时的速度大于刚进磁场(即经过b点)时的速度，由F可知线圈在d点受磁场力最大，在经过c处时不受磁场力，本题只有选项D正确答案：D5如图5所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感

6、的电阻忽略不计电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有()图5Aa先变亮，然后逐渐变暗 Bb先变亮，然后逐渐变暗Cc先变亮，然后逐渐变暗 Db、c都逐渐变暗解析：a、b、c三个灯泡相同，设K闭合时通过三个灯泡的电流均是I，则L1上电流为2I，L2上电流为I，当K断开瞬间，a、b、c三灯泡上原有电流立即消失L1上的电流在原有2I电流基础上逐渐减小，L2上的电流在原有I电流基础上逐渐减小，L1、L2上产生的感应电流方向相同所以在K断开瞬间a灯上瞬时有3I的电流而后逐渐减小，即a灯先变亮后逐渐变暗，则A正确，B、C错误b、c两灯在原有I的电流基础上逐渐减小，即b、c两灯逐渐变暗，所以D正确答案：

7、AD图66如图6所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动杆ef及线框中导线的电阻都可不计开始时，给ef一个向右的初速度，则()Aef将减速向右运动，但不是匀减速Bef将匀减速向右运动，最后停止Cef将匀速向右运动Def将往返运动解析：给ef一个向右的初速度，则ef产生感应电动势，回路形成电流同时，ef受安培力而减速，随着ef减速，回路电流减小，安培力减小因此，ef将减速向右运动，但不是匀减速答案：A图77一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升

8、机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图7所示如果忽略a到转轴中心线的距离，用表示每个叶片中的感应电动势，则()Afl2B，且a点电势低于b点电势B2fl2B，且a点电势低于b点电势Cfl2B，且a点电势高于b点电势D2fl2B，且a点电势高于b点电势解析：螺旋桨叶片围绕着O点转动，产生的感应电动势为BlvBlv0Bl(l)B(2f)l2fl2B，由右手定则判断出b点电势比a点电势高所以选项A正确答案：A图88两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图8所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水

9、平面质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，回路总电阻为2R.整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动重力加速度为g.以下说法正确的是()Aab杆所受拉力F的大小为mgBcd杆所受摩擦力为零C回路中的电流为D与v1大小的关系为解析：ab棒切割磁感线产生感应电动势，cd棒不切割磁感线，整个回路中的感应电动势E感BLabv1BLv1，回路中感应电流I，C选项错误ab棒受到的安培力为F安BILBL，ab棒沿导轨匀速运动，受力

10、平衡ab棒受到的拉力为FF摩F安mg，A选项正确cd棒所受摩擦力为fF安，B选项错误cd棒做匀速直线运动，受力平衡，mgf，mg，D选项正确答案：AD图99如图9所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0.下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0L.先将线框拉开到如图9所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，下列说法正确的是()A金属线框进入磁场时感应电流的方向为abcdaB金属线框离开磁场时感应电流的方向为adcbaC金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D金属线

11、框最终将在磁场内做简谐运动解析：线框在进入磁场过程中由楞次定律可判得电流的方向为adcba.而摆出磁场过程中同样由楞次定律可判得电流方向为abcda.所以A、B项均错误因为线框在进入和离开磁场过程中安培力做负功，所以速度会逐渐减小，所以C项错误线框最终在磁场中摆动过程中，由于磁通量不再发生变化，回路中不再产生感应电流，没有热能的产生，只有机械能的转化与守恒，所以线框最终会在磁场中做简谐运动，则D项正确答案：D图1010如图10所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间

12、的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时()A电阻R1消耗的热功率为Fv/3B电阻R2消耗的热功率为Fv/6C整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgvcosD整个装置消耗的机械功率为(Fmgcos)v图11解析：上滑速度为v时，导体棒受力如图11所示则F所以PR1()2RFv，故A错误，B正确因fN，Nmgcos所以Pffvmgvcos，故C正确此时，整个装置消耗的机械功率为PPFPfFvmgvcos，故D正确答案：BCD第卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)图1211如图12所示，半径为r的金属圆环绕通过直径的轴O

13、O以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，求在转动30°角的过程中，环中产生的感应电动势为_解析：21BSsin30°0Br2.又t/(6)所以E3Br2.答案：3Br2图1312一个边长为10 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框匝数n100，线框平面与磁场垂直，电阻为20 .磁感应强度随时间变化的图象如图13所示则在一个周期内线框产生的热量为_ J.解析：由题图可知，线框中穿过均匀变化的磁场，变化周期T4 s根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，线框中产生的感应电动势EnS，感应电流I A5×102 A，在一

14、个周期内产生的热量QI2RT(5×102)2×20×4 J0.2 J.答案：0.2三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图1413如图14所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，

15、金属框恰好处于静止状态不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力(1)通过ab边的电流Iab是多大？(2)导体杆ef的运动速度v是多大？解析：(1)设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有IabIIdcI金属框受重力和安培力，处于静止状态，有mgB2IabL2B2IdcL2由，解得Iab.(2)由(1)可得I设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有EB1L1v设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则Rr根据闭合电路欧姆定律，有I由，解得v.答案：(1)(2)图1514如图15所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻处

16、在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触(1)求初始时刻导体棒受到的安培力(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？解析：(1)初始时刻棒中感应电动势ELv0B棒中感应电流I作用于棒上的安培力FILB联立得F，安

17、培力方向：水平向左(2)由功和能的关系，得安培力做功W1EPmv02电阻R上产生的焦耳热Q1mv02Ep.(3)由能量转化及平衡条件等，可判断：棒最终静止于初始位置，Qmv02.答案：(1)F，方向水平向左(2)W1Epmv02Q1mv02Ep(3)Qmv02图1615(2010·天津高考)如图16所示，质量m10.1 kg，电阻R10.3 ，长度l0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上框架质量m20.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数0.2. 相距0.4 m的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长电阻R20.1的MN垂直于MM.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁

18、感应强度B0.5 T垂直于ab施加F2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM、NN保持良好接触当ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q0.1 J，求该过程ab位移x的大小解析：(1)ab对框架的压力F1m1g框架受水平面的支持力FNm2gF1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力F2FNab中的感应电动势EBlvMN中电流IMN受到的安培力F安IlB框架开始运动时F安F2由上述各式代入数据解得v6 m/s.(2)闭合回路中产生的总热量Q总Q由能量守恒定律，得Fxm1v2Q总代入数据解得x1.1 m答案：(1)6 m/s(2)1.1 m图1716(2011