阶段综合评价（五） 初识电磁场与电磁波

PAGE第1页共8页阶段综合评价（五）初识电磁场与电磁波(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．物理学是一门以实验为基础的学科，许多物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的，有关下面四个实验装置，描述正确的是()A．牛顿利用装置(1)测量出了引力常量B．安培利用装置(2)总结出了电荷间的相互作用规律C．奥斯特利用装置(3)发现了电流的磁效应D．亚里士多德利用装置(4)总结出了自由落体运动规律解析：选C牛顿发现万有引力定律之后，卡文迪许利用扭秤装置测定了引力常量的数值，故A错误；库仑通过扭秤实验总结出电荷间相互作用的规律，故B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，故C正确；伽利略通过逻辑推理和数学知识研究了铜球在斜面滚动的实验，得出了自由落体运动是匀变速直线运动这一规律，故D错误。2.如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时二者在纸面内平行放置。当导线中通以如图所示电流I时，发现小磁针的N极向里，S极向外，停留在与纸面垂直的位置上。这一现象说明()A．小磁针感知到了电流周围的电场B．小磁针处磁场方向垂直纸面向里C．小磁针处磁场方向垂直纸面向外D．若把小磁针移走，该处就没有磁场了解析：选B电流在导线周围产生了磁场，小磁针N极的指向为磁场的方向，所以B正确，A、C错误；该处的磁场与通电电流有关，与小磁针无关，所以D错误。3．如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞S2＝S3，且线圈“3”处于磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3。则它们的大小关系是()A．Φ1＞Φ2＞Φ3 B．Φ1＞Φ2＝Φ3C．Φ1＜Φ2＜Φ3 D．Φ1＜Φ2＝Φ3解析：选C在条形磁铁内、外都有磁场，套在条形磁铁外的三个线圈的磁通量为内部向左的磁通量减去外部向右的磁通量，而内部向左的磁通量相同，外部向右的磁通量越大，抵消越多，总磁通量越少，线圈“1”、“2”在同一位置，“1”的外部面积大，则向右的磁通量大，故Φ2＞Φ1；“2”、“3”面积一样，“3”位置外部B小，则外部向右磁通量小，则Φ3＞Φ2；可知：Φ1＜Φ2＜Φ3，选项C正确。4．将磁铁悬挂于放有铁屑的甘油中，便可模拟磁铁周围磁感线的形状，该现象可以说明()A．磁感线是真实存在的B．甘油中没有铁屑的地方就没有磁场C．磁铁周围的磁场分布情况D．将铁屑换成铜屑也可达到相同的实验效果解析：选C磁感线是为了描述磁场而引入的，它并不客观存在；而磁场是真实存在的，没有铁屑的地方也有磁场。故A、B错误。磁铁悬挂于放有铁屑的甘油中，便可模拟磁铁周围磁感线的形状，而磁感线可以描述磁场分布情况，故C正确。铜屑不是磁性物质，磁场对铁屑有力的作用，对铜屑没有力的作用，故D错误。5.如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，在以导线截面的中心O为圆心的圆周上有a、b、c、d四点。已知a点的磁感应强度为2B，方向也是竖直向下，则d点的磁感应强度的大小和方向分别为()A．大小为B，方向竖直向上B．大小为2B，方向水平向右C．大小为eq\r(2)B，方向垂直纸面向外D．大小为eq\r(2)B，方向斜向右下方解析：选D磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，已知a点的磁感应强度为2B，方向也是竖直向下，那么通电直导线在a点的磁感应强度大小为B，方向竖直向下，则通电直导线在d点的磁感应强度的大小也为B，根据右手螺旋定则，其方向水平向右；依据矢量的合成法则，则d点的合磁感应强度的大小Bd＝eq\r(B2＋B2)＝eq\r(2)B，其方向斜向右下方，故A、B、C错误，D正确。6.如图所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L过M的圆心，且通以向上的电流I，则()A．当L中的I发生变化时，环中有感应电流B．当M左右平移时，环中有感应电流C．当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流解析：选D由于直线电流的磁场是垂直导线的同心圆，故只要L与M保持垂直，穿过金属环M的磁通量就为零，保持不变，环中均无感应电流产生，故选项D正确。7.如图所示，一个面积为2S的矩形线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与线框平面夹角为30°角，O1O2分别为bc边和ad边的中点。现将线框的右半边沿逆时针方向旋转90°，在这一过程中，通过线框的磁通量的变化量的大小为()A.eq\f(\r(3)－2,2)BS B.eq\f(\r(3)－1,2)BSC.eq\f(\r(3)＋1,2)BS D．(eq\r(3)－1)BS解析：选B当线框转动前，穿过矩形线框的磁通量为：Φ1＝2BSsin30°＝BS；当线框右半边转动后，整个面的磁通量为：Φ2＝BSsin30°＋BScos30°＝eq\f(1＋\r(3),2)BS，磁通量的变化量为：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝eq\f(\r(3)－1,2)BS，故选项B正确，A、C、D错误。8.如图所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的两根金属棒ab和cd，均与导轨接触良好，它们以相同的速度匀速运动，则()A．断开开关S，ab中有感应电流B．闭合开关S，ab中有感应电流C．无论断开还是闭合开关S，ab中都有感应电流D．无论断开还是闭合开关S，ab中都没有感应电流解析：选B两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开开头S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化，则ab中无感应电流，故选项A、C错误；若闭合开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化，则ab中有感应电流，故选项B正确，D错误。二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9.如图所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生()A．把线圈变成圆形(周长不变)B．使线圈在磁场中加速平移C．使磁场增强或减弱D．使线圈以过ab的直线为轴旋转解析：选ACD选项A中，线圈的面积变化，磁通量变化，故A正确；选项B中，无论线圈在磁场中匀速还是加速平移，磁通量都不变，故B错误；选项C、D中，线圈中的磁通量发生变化，故C、D正确。10．下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是()解析：选BC根据安培定则可判定B、C选项正确。11.如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法能使圆盘中产生感应电流的是()A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移(始终未出磁场)D．使磁场均匀增强解析：选BD只有当穿过圆盘的磁通量发生变化时，圆盘中才会产生感应电流。当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移(始终未出磁场)时，穿过圆盘的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，故选项A、C错误；当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或使磁场均匀增强时，将圆盘看成由许多圆环组成，则穿过圆盘的磁通量发生变化，圆盘中将产生感应电流，故选项B、D正确。12.如图所示，在“口”字形闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池、开关构成闭合电路，a、b、c三个闭合金属圆环套在铁芯上。假定线圈产生的磁场的磁感线全部集中在铁芯内，当滑动变阻器的滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是()A．a环 B．b环C．c环 D．a、b、c三个环解析：选AC滑动变阻器的滑片滑动时线圈产生的磁场的磁感应强度发生变化，a、c环内的磁通量发生变化，产生感应电流，而穿过b环的正、负磁通量相互抵消，合磁通量始终为零，故没有感应电流产生，A、C正确，B、D错误。三、非选择题(本题共6小题，共60分)13．(6分)为了探究电磁感应现象的产生条件，如图给出了必备的实验仪器。(1)请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整。(2)正确连接实验电路后，在闭合开关时灵敏电流计的指针发生了偏转。开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针________偏转(选填“发生”或“不发生”)。断开开关时灵敏电流计的指针________偏转(选填“发生”或“不发生”)。解析：(1)A线圈与滑动变阻器、电源、开关构成闭合电路，B线圈与灵敏电流计连接构成回路，如图所示：(2)移动变阻器的滑片和断开开关都会导致穿过B线圈的磁通量发生变化。从而使B线圈中产生感应电流，进而让灵敏电流计指针发生偏转。答案：(1)见解析图(2)发生发生14．(8分)如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材，用实线将带有铁芯的小螺线管A、电源、滑动变阻器和开关连接成回路Ⅰ，将小量程电流表和大螺线管B连接成回路Ⅱ，并列举出实验中改变回路Ⅱ的磁通量，使回路Ⅱ产生感应电流的三种方式：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________。解析：小螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个闭合回路；大螺线管B与电流表组成一个闭合回路，如图所示。由产生感应电流的条件知，只要能够改变B中的磁通量就可以产生感应电流。答案：实物连接见解析图(1)闭合开关后，把小螺线管A迅速插入大螺线管B中(2)闭合开关后，把小螺线管A放在大螺线管B中，迅速移动滑动变阻器的滑片(3)闭合开关后，把小螺线管A放在大螺线管B中，将铁芯从小螺线管A中拨出15．(10分)金属滑杆ab连着一弹簧，水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上，如图所示，垂直cd与ef有匀强磁场，磁场方向如图所示，闭合开关S，ab稳定后，弹簧伸长2cm，测得电路中电流为5A，已知弹簧的劲度系数为20N/m，ab的长为L＝0.1m。求匀强磁场的磁感应强度的大小。解析：弹簧拉力F弹＝kΔx，ab所受磁场力：F＝BIL由平衡条件知：F＝F弹，即ILB＝kΔx故B＝eq\f(kΔx,IL)＝0.8T。答案：0.8T16.(10分)如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd解析：线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥＝Scos60°＝0.4×eq\f(1,2)m2＝0.2m2穿过线圈的磁通量Φ＝BS⊥＝0.6×0.2Wb＝0.12Wb。线圈以cd边为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量Φ2＝－BS＝－0.6×0.4Wb＝－0.24Wb。故磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ|＝|－0.24－0.12|Wb＝0.36Wb。答案：0.12Wb0.36Wb17.(12分)如图所示，在边长为2l的正方形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一边长为l的正方形导线框沿垂直磁场的方向以速度v匀速通过磁场区域，从ab边刚进入磁场开始计时。(1)指出哪些时间段内有感应电流产生；(2)画出磁通量随时间变化的图像。解析：(1)在线框进入磁场的过程，即0～eq\f(l,v)时间段内，穿过线框的磁通量增大，线框中有感应电流产生；在线框离开磁场过程，即eq\f(2l,v)～eq\f(3l,v)时间段内，穿过线框的磁通量减少，线框中有感应电流产生。(2)磁通量随时间变化的图像如图所示。答案：见解析18．(14分)有一U形曲面，其尺寸如图所示，U形曲面开口竖直向上。现将U形曲面放入磁感应强度大小为B＝2T的匀强磁场中。(1)当磁场方向竖直向下时，穿过该曲面的磁通量是多少？(2)当磁场方向水平向右时，穿过该曲