高中物理人教版2第四章电磁感应单元测试 全国优质课

安徽省寿县一中2023年春学期高二第一次月考物理试题命题：杨德明审题：赵绍奎单项选择题（每小题3分，共18分．每小题给出的四个选项中，只有一个是正确的）1．了解物理规律的发展过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。则以下符合事实的是()A．丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象B．楞次总结出了感应电流方向所应满足的规律C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的2.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1，D2是两个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过D1，D2的电流方向为正方向，分别用i1，i2表示流过D1和D2的电流，则图中能定性描述电流i随时间t变化关系的是3．规定垂直纸面向里的方向为磁场的正方向，顺时针方向为电流的正方向。在处于磁场中的纸面内放置一个金属圆环，如图甲所示。现令磁感应强度B按图乙随时间t变化，则能正确表示对应时间内金属圆环中电流i随时间t变化情况的i－t图像是（）4.如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以自由转动的铜盘(不计各种摩擦)，现给一个初速度让铜盘转动，下面对观察到的现象描述及解释正确的是()A．铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去B．铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去C．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下D．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快5．如图所示，两块水平放置的平行金属板间距为d，定值电阻的阻值为R，竖直放置的线圈匝数为n，绕制线圈导线的电阻为R，其他导线的电阻忽略不计，现有竖直向上的磁场B穿过线圈，在两极板中一个质量为m、电量为q、带负电的油滴恰好处于静止状态，则磁场B的变化情况和磁通量变化率是()A．均匀增大，磁通量变化率的大小为eq\f(2mgd,nq)B．均匀增大，磁通量变化率的大小为eq\f(mgd,nq)C．均匀减小，磁通量变化率的大小为eq\f(2mgd,nq)D．均匀减小，磁通量变化率的大小为eq\f(mgd,nq)6.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道相连接，如图中虚线．流量计上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一已串接了电阻R的电流表的两端连接．I表示侧得的电流值，已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得的流量为()．A.B.C.D.多项选择题（每小题5分，共20分．每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）7．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，如线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示，则线圈中()．A．0时刻感应电动势为零B．0.05s时感应电动势为零C．0.05s时感应电动势最大D．0～0.05s这段时间内平均感应电动势为0.4V8.如图是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。下列说法中正确的是（）A．闭合开关S时，B中产生图示方向的感应电流B．闭合开关S时，B中产生与图示方向相反的感应电流C．断开开关S时，电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间D．断开开关S时，弹簧K立即将衔铁D拉起9.如图所示，A、B两闭合线圈为同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为2∶1.均匀磁场只分布在B线圈内．当磁场随时间均匀减弱时()．A．A中无感应电流,B中有感应电流B．A、B中均有均匀减小的感应电流C．A、B中感应电动势之比为1∶2D．A、B中感应电流之比为1∶210．如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨弯成“∠”形，底部导轨面水平，倾斜部分与水平面成θ角，导轨与固定电阻相连，整个装置处于竖直向上的大小为B的匀强磁场中.导体棒ab和cd均垂直于导轨放置，且与导轨间接触良好，两导体棒的电阻皆与阻值为R的固定电阻相等，其余部分电阻不计.当导体棒cd沿底部导轨向右以速度v匀速滑动时，导体棒ab恰好在倾斜导轨上处于静止状态，导体棒ab的重力为mg，则()A.导体棒cd两端电压为BLvB.t时间内通过导体棒cd横截面的电荷量为C.cd棒克服安培力做功的功率为D.导体棒ab所受安培力为mgtanθ实验题（18分）本题共2小题，把答案填在答题卡上的相应位置。11.（8分）如图所示，两根平行光滑长直金属导轨，其电阻不计，导体棒ab和cd跨放在导轨上，ab电阻大于cd电阻．当cd在外力F2作用下匀速向右滑动时，ab在外力F1作用下保持静止，则ab两端电压Uab和cd两端电压Ucd相比，Uab________Ucd，外力F1和F2相比，F1________F2(填“>”、“＝”或“<”)． 12.(10分）在研究电磁感应现象的实验中，所用器材如图所示。（1）请按实验的要求在实物图上连线（图中已连接好两根导线）（2）电路连好后，闭合电键，下列说法中正确的是（）A．只要将线圈A放在线圈B中不动就会引起电流计指针偏转一定角度B．线圈A插入或拔出线圈B的速度越大，电流计指针偏转的角度越大C．滑动变阻器的滑片P滑动越快，电流计指针偏转的角度越大D．滑动变阻器的滑片P匀速滑动时，电流计指针不会发生偏转（3）上述实验中，线圈A、B可等效为一个条形磁铁，将线圈B和灵敏电流计简化如图乙所示。当电流从正接线柱流入灵敏电流计时，指针向正接线柱一侧偏转。则乙图中灵敏电流计指针向__________接线柱方向偏转（填：正、负）。计算题（44分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案不得分.有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位.）13.(10分）矩形线圈abcd,长ab=20cm,宽bc=10cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R=50Ω,整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁感应强度B随时间的变化规律如图所示。求:(1)线圈回路的感应电动势。(2)在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力。14.（10分）把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示．一长度为2a，电阻为R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定的速度v向右移动经过环心O时，求：(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN；(2)圆环上消耗的电功率．15.(10分）如图所示，矩形导线框abcd，质量m＝0.2kg，电阻r＝1.6Ω，边长L1＝1.0m，L2＝0.8m．其下方距cd边h＝0.8m处有一个仅有水平上边界PQ的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8T，方向垂直于纸面向里．现使线框从静止开始自由下落，下落过程中ab边始终水平，且ab边进入磁场前的某一时刻，线框便开始匀速运动．不计空气阻力，g取10m/s2.(1)计算cd边进入磁场时受到的安培力；(2)求线框匀速运动的速度大小；(3)求线框进入磁场过程中产生的焦耳热．16．(14分)如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L＝1m，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨电阻不计。磁感应强度为B1＝2T的匀强磁场垂直导轨平面向上，质量为m1＝2kg、电阻为R1＝1Ω的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好。两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为d＝0.5m，定值电阻为R2＝3Ω，现闭合开关S并将金属棒由静止释放，取g=10m/s2，求：(1)金属棒下滑的最大速度为多大？(2)当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率P为多少？(3)当金属棒稳定匀速下滑时，在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2＝3T，在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为m2＝3×10－4kg、所带电荷量为q＝－1×10－4C的液滴以初速度v水平向左射入两板间，该液滴可视为质点。要使带电粒子能从金属板间射出，初速度v应满足什么条件？2023年春学期寿县一中高二第一次月考物理参考答案一、二．选择题（38分）题号12345678910答案BABCCABDBCCDBD三．实验题（18分）11．（8分）== （每空4分）解析：ab两端电压Uab和cd两端电压Ucd都等于路端电压。ab所受外力F1和cd所受外力F2都等于他们各自受到的安培力大小，而他们所受的安培力大小相等。12．（10分）（1）实物连线如图所示；（4分）（2）BC（4分）（3）负（2分）四．计算题13、（10分）解：从图象可知,与线圈平面垂直的磁场是随时间均匀增大的,穿过线圈平面的磁通量也随时间均匀增大,线圈回路中产生的感应电动势是不变的,可用法拉第电磁感应定律来求。(1)磁场的变化率为,则感应电动势为E=n=nS=200××0.02V=2V(2)闭合电路中的电流I==A=0.04A当t=0.3s时,B=20×10-2Tab边受到的安培力为F=nBIL=200×20×10-2×0.04×0.2N=0.32N14、（10分）解：(1)把切割磁感线的金属棒看成一个内阻为R，感应电动势为E的电源，两个半圆环看成两个并联电阻，画出等效电路图，如右图所示，等效电源电动势E＝Blv＝2Bav外电路的总电阻R外＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝eq\f(1,2)R，棒上电流的大小I＝eq\f(E,R总)＝eq\f(2Bav,\f(1,2)R＋R)＝eq\f(4Bav,3R)，电流方向从N流向M.根据分压原理，棒两端的电压UMN＝eq\f(R外,R外＋R)·E＝eq\f(2,3)Bav.(2)圆环和金属棒上消耗的总功率P＝IUMN＝.15.（10分）解：(1)设cd边刚进入磁场时速度大小为v，则由机械能守恒有mgh＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(2gh)＝4m/s.故cd边受的安培力F安＝BIL1＝eq\f(B2Leq\o\al(2,1)v,r)＝1.6N，故mg>F安，由牛顿第二定律分析，线框进入磁场后先做加速度逐渐减小的加速运动，至mg＝F安时，达到匀速．(2)线框达到匀速运动状态时，受力平衡，设此时速度为vm，则有：mg＝F安＝eq\f(B2Leq\o\al(2,1)vm,r)，代入数据得vm＝5m/s.(3)线框从开始至ab边进入磁场的过程中，由能量守恒可知其减少的机械能全部转化为线框的内能，故有Q＝mg(h＋L2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，代入数据得Q＝0.7J.16.（14分）解：(1)当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为vm，达到最大时则有m1gsinα＝F安，F安＝ILB1，I＝B1Lvm/(R1+R2)，所以m1gsinα＝B12L2vm/(R1+R2)，解得最大速度vm＝10m/s.--------4分当金属棒下