高中物理 第4章 电磁感应学业质量标准检测 新人教版选修32Word文档下载推荐.docx

高中物理 第4章 电磁感应学业质量标准检测 新人教版选修32Word文档下载推荐.docx

《高中物理 第4章 电磁感应学业质量标准检测 新人教版选修32Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第4章 电磁感应学业质量标准检测 新人教版选修32Word文档下载推荐.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

A．F＝mgB．F>

mg

C．F<

mgD．无法确定

当金属框架向左侧移动时，切割磁感线产生感应电动势E＝BLv，在上下极板间产生电势差，进而形成向上的匀强电场E0＝

＝Bv。

若小球带正电荷q，其电场力向上大小为qE0＝qvB，而洛伦兹力由左手定则可判断出方向向下，大小为qvB，两者相互抵消相当于只受重力和拉力作用，所以F＝mg，A选项正确。

4．（湖南衡阳八中2015～2016学年高二下学期检测）如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。

当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。

已知bc边的长度为l。

下列判断正确的是

（　C　）

A．Ua>

Uc，金属框中无电流

B．Ub>

Uc，金属框中电流方向沿a—b—c—a

C．Ubc＝－

Bl2ω，金属框中无电流

D．Uac＝

Bl2ω，金属框中电流方向沿a—c—b—a

当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，穿过直角三角形金属框abc的磁通量恒为0，所以没有感应电流。

转动过程中bc边和ac边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则可知，c点电势高，Ubc＝－

Bl2ω，故C正确，A、B、D错误。

5．（江西赣州十三县（市）2015～2016学年高二下学期期中）两个完全相同的灵敏电流计A、B，按图所示的连接方式，用导线连接起来，当把电流计A的指针向左边拨动的过程中，电流计B的指针将

A．向右摆动

B．向左摆动

C．静止不动

D．发生摆动，但不知道电流计的内部结构情况，故无法确定摆动方向

因两表的结构完全相同，对A来说就是由于拨动指针带动线圈切割磁感线产生感应电流，电流方向应用右手定则判断；

对B表来说是线圈受安培力作用带动指针偏转，偏转方向应由左手定则判断，研究两表的接线可知，两表串联，故可判定电流计B的指针向右摆动，故选A。

6．（辽宁沈阳市2014～2015学年高二上学期期末）如图所示，一电阻为R的导线弯成半径为a的半圆形闭合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论中正确的是

A．圆心到达磁场边界时感应电流方向发生改变

B．CD段直线始终不受安培力作用

C．感应电动势平均值为

πBav

D．通过导线横截面的电荷量为

从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，磁通量逐渐增大，根据楞次定律知，感应电流的方向一直为逆时针方向，故A错误；

CD段的电流方向由D到C，根据左手定则知，CD段受到竖直向下的安培力，故B错误；

运动的时间Δt＝

，根据法拉第电磁感应定律得：

E＝

＝

πBav，故C错误；

通过导线横截面的电荷量为：

q＝

，故D正确。

7．（江西白鹭洲中学2014～2015学年高二上学期检测）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝5000匝，横截面积S＝20cm2，螺线管导线电阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化（规定磁感应强度B向下为正），则下列说法中正确的是

（　AD　）

A．螺线管中产生的感应电动势为1V

B．闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5×

10－2W

C．电路中的电流稳定后电容器下极板带负电

D．S断开后，流经R2的电流方向由下向上

A．根据法拉第电磁感应定律：

E＝n

＝nS

；

代入数据可求出：

E＝1V，故A正确；

B．根据全电路欧姆定律，有：

I＝

A＝0.1A；

根据P＝I2R1得：

P＝0.12×

4W＝4×

10－2W，故B错误；

C．根据楞次定律可知，螺线管下端电势高，则电流稳定后电容器下极板带正电，故C错误；

D．S断开后，电容器经过电阻R2放电，因下极板带正电，则流经R2的电流方向由下向上，故D正确；

故选AD。

8．（重庆一中2013～2014学年高二上学期期末）如图，光滑金属导轨由倾斜和水平两部分组成，水平部分足够长且处在竖直向下的匀强磁场中，右端接一电源（电动势为E，内阻为r）。

一电阻为R的金属杆PQ水平横跨在导轨的倾斜部分，从某一高度由静止释放，金属杆PQ进入磁场后的运动过程中，速度时间图象可能是下图中的哪一个？

（导轨电阻不计）

（　ABD　）

金属杆PQ进入磁场后切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则判断得知，感应电动势的方向与电源的电动势方向相反。

A．若杆PQ产生的感应电动势与电源的电动势大小相等时，回路中总电动势为零，电路中没有电流，金属杆不受安培力，做匀速直线运动，故A是可能的；

B．若杆PQ产生的感应电动势小于电源的电动势大小，杆中电流方向从P到Q，所受的安培力方向向右，将做加速运动，随着速度增加，棒产生的感应电动势增加，回路中总的电动势增加，电流减小，棒所受的安培力减小，加速度随之减小，可知v－t图象的斜率减小，故B是可能的；

C．D若杆PQ产生的感应电动势大于电源的电动势大小，杆中电流方向从Q到P，所受的安培力方向向左，将做减速运动，随着速度减小，棒产生的感应电动势减小，回路中总的电动势减小，电流减小，棒所受的安培力减小，加速度随之减小，可知v－t图象的斜率减小，故C是不可能，D是可能的。

9．（郑州一中2014～2015学年高二检测）等离子气流由左方连续以速度v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接。

线圈A内有随图乙所示变化的磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示，则下列叙述正确的是

（　BD　）

A．0～1s内ab、cd导线互相排斥

B．1～2s内ab、cd导线互相吸引

C．2～3s内ab、cd导线互相吸引

D．3～4s内ab、cd导线互相排斥

由左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板偏转，负离子向下极板偏转，所以ab中电流方向是由a向b的。

在第1s内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可知两导线相互吸引，A错；

在第2s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增加，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可知两导线相互吸引，B正确；

同理可以判断其他选项，故正确选项为B、D。

10．（湖北宜昌市金东方高中2015～2016学年高二上学期期末）如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其底边长为2L，高为L。

在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。

一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。

取沿顺时针的感应电流方向为正，下图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象不正确的是

（　BCD　）

bc边的位置坐标x在L－2L过程，线框bc边有效切线长度为l＝x－L，感应电动势为E＝Blv＝B（x－L）v，感应电流i＝

，根据楞次定律判断出感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值。

x在2L－3L过程，ad边和bc边都切割磁感线，根据楞次定律判断出感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，线框有效切线长度为l＝L，感应电动势为E＝Blv＝BLv，感应电流i＝－

。

x在3L－4L过程，线框ad边有效切线长度为l＝L－（x－3L）＝4L－x，感应电动势为E＝Blv＝B（4L－x）v，感应电流i＝

由图示图象可知，A正确，本题选不正确的，故选BCD。

第Ⅱ卷（非选择题　共60分）

二、填空题（共3小题，每小题6分，共18分。

把答案直接填在横线上）

11．如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题。

（1）在实验中，电流表指针偏转的原因是穿过线圈的磁通量发生变化。

（2）电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成正比关系。

（3）第一个成功实验（如图a）中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？

磁通量的变化量，什么量是不同的？

磁通量的变化率。

（4）从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：

只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。

12．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题。

经检查，电源总开关中漏电保护器自动切断了电源。

漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流经放大器放大后便推动断电器切断电源。

造成漏电保护器自动切断电源的原因可能为磁卡机用电端_B__。

（填下列选项前字母）

A．零线与火线之间漏电

B．火线与地线之间漏电或零线直接接地

C．磁卡机装得过多，造成电流太大

由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，根据互感现象，只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电。

13．（河北衡水中学高二期中）法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。

法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连。

当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则电刷A的电势低于电刷B的电势（填高于、低于或等于）；

若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将增大；

（填增大、减小或不变）；

若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将减小（填增大、减小或不变）

根据安培定则可知，电磁铁产生的磁场方向向右，由右手定则判断可知，金属盘产生的感应电流方向从A到B，则电刷A的电势低于电刷B的电势；

若仅提高金属盘转速，由E＝BLv知，产生的感应电动势增大，灵敏电流计的示数将变大；

若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，变阻器接入电路的电阻增大电磁铁的磁场减弱，则感应电动势变小，则电路中电流减小，灵敏电流计的示数变小，故D正确。

三、论述·

计算题（共4小题，42分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

14．（9分）如图所示，一个100匝的圆形线圈（图中只画了2匝），面积为200cm2，线圈的电阻为1Ω，在线圈外接一个阻值为4Ω的电阻和一个理想电压表。

电阻的一端B与地相接，线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如B－t图所示。

求：

（1）t＝3s时穿过线圈的磁通量。

（2）t＝5s时，电压表的读数。

答案：

（1）7×

10－3Wb　

（2）0.32V

（1）t＝3s时，Φ＝BS＝3.5×

10－1×

200×

10－4Wb＝7×

10－3Wb

（2）4～6s内的感应电动势为

E1＝n

S＝100×

×

10－4V＝0.4V

电压表的读数为U＝

R＝

4V＝0.32V

15．（10分）（辽宁沈阳市2014～2015学年高二上学期期末）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，设导体棒Oa可以以点O为中心转动，而另一端a刚好搭在光滑的半圆形金属导轨上，Oa长为L且以角速度ω顺时针匀速转动，在Ob间接入一阻值为R的电阻，不计其他电阻，试求：

（1）导体棒Oa两端产生的电势差；

（2）流过电阻R上的电流大小及方向；

（3）所需外力的功率。

（1）

BL2ω　

（2）

　从左向右　（3）

（1）

（2）导体棒Oa匀速转动，产生的感应电动势：

E＝Bl

＝BL

BL2ω，

电路中只有电阻R，其余电阻都不计，则Oa端的电势差为：

BL2ω；

（2）回路中感应电流：

，

由右手定则可知，流过电阻R的电流从左流向右；

（3）外力功率等于电阻R消耗的电功率：

P＝

16．（11分）如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置，ab是电阻为R0的金属棒，可紧贴导轨滑动，导轨右侧连接水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计。

轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B。

当ab以速度v0向右匀速运动时，一带电量大小为q的颗粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并刚好从C板右侧边缘离开。

（1）AC两板间的电压U；

（2）带电颗粒的质量m；

（3）带电颗粒的速度大小v。

（1）

（2）

（3）

（1）由法拉第电磁感应定律，ab棒的电动势为：

E＝BLv0

设AC间的电压为U，由闭合电路欧姆定律，得：

，又U＝IR

解得：

U＝

（2）带电颗粒恰好做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡有：

q

＝mg

m＝

（3）颗粒做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得：

qvB＝m

颗粒运动轨迹如图所示，由几何关系可得：

L2＋（r－d）2＝r2

v＝

17．（12分）（江苏扬州市2015～2016学年高二上学期期末）如图所示，MN、PQ两条平行的固定光滑金属轨道与水平面夹角为θ＝30°

，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度大小为B＝0.5T。

金属杆ab水平放置在轨道上，且与轨道垂直，金属杆ab接入电路的阻值r＝2Ω，金属杆的质量m＝0.2kg。

已知轨道间距L＝2m，取重力加速度g＝10m/s2，轨道足够长且电阻不计。

现从静止释放杆ab，则：

（1）当电阻箱接入电路的电阻为0时，求杆ab匀速下滑时的速度大小；

（2）若不断改变电阻箱的阻值R，试画出杆最终匀速下滑速度vm与电阻箱阻值R的图像；

（3）若电阻箱R＝4Ω，当金属杆ab运动的速度为最终稳定速度的一半时，ab棒消耗的电功率多大。

（1）2m/s　

（2）见解析图　（3）0.5W

（1）设杆匀速下滑的速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv

由闭合电路的欧姆定律得：

杆匀速下滑时满足mgsinθ－BIL＝0

联立解得：

v＝2m/s

（2）改变R，匀速时mgsinθ＝BIL＝

代入数据解得函数关系式为

vm＝2＋R

vm与电阻箱阻值R的图像如图：

（3）由vm＝2＋R知电阻箱取4Ω时金属杆最终稳定速度v＝6m/s

金属杆ab运动的速度为最终稳定速度的一半时，杆所产生的电动势E＝BLv/2

ab棒消耗的电功率P＝I2r

P＝0.5W。