学年新培优同步教科版物理选修32模块综合检测 第一章检测B文档格式.docx

学年新培优同步教科版物理选修32模块综合检测 第一章检测B文档格式.docx

《学年新培优同步教科版物理选修32模块综合检测 第一章检测B文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年新培优同步教科版物理选修32模块综合检测 第一章检测B文档格式.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

B.向左运动并有扩张趋势

C.向右运动并有收缩趋势

D.向右运动并有扩张趋势

A

3.机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客时,探测线圈内通有交变电流,能产生迅速变化的磁场,当探测线圈靠近金属物体时,这个磁场能在金属物体内部产生涡电流,涡电流又会产生磁场,倒过来影响原来的磁场.如果能检测出这种变化,就可以判定探测线圈下面有金属物体了.以下用电器与金属探测器工作原理相似——利用涡流的是（　　）

C

4.如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是（　　）

A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向

B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向

C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向

D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向

5.（2018·

全国Ⅱ）如图所示,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下,一边长

6.将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在纸面内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示.用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是（　　）

解析:

由题图乙可知0

磁感应强度随时间线性变化,

）,圆环的面积S不变,由E

则回路中的感应电流大小不变,ab边受到的安培力大小不变,从而可排除选项C、D;

由楞次定律可判断出流过ab边的电流方向为由b至a,结合左手定则可判断出ab边受到的安培力的方向向左,为负值,故选项A错误,B正确.

B

7.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是（　　）

A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定

B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动

C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化

D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

根据右手定则,转动过程中产生电流的方向只与圆盘转动方向有关,C选项错误;

当圆盘顺时针转动时,圆盘中电流方向应由P到圆心,通过电阻的电流方向为a→b,B选项正确;

设圆盘半径为r,则圆盘产生的感应电动势大小为E=

∝ω,A选项正确;

电流在R上产生的热功率P=I2R

·

R∝ω2,角速度为原来的2倍,热功率应为原来的4倍,D选项错误.

AB

8.如图所示,光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒ab垂直静置于导轨上且与导轨构成回路.在外力F作用下,回路上方的条形磁铁（下端是N极）竖直向上做匀速运动.在匀速运动某段时间内外力F做功WF,安培力对导体棒做功W1,磁铁克服磁场力做功W2,重力对磁铁做功WG,回路中产生的焦耳热为Q,导体棒获得的动能为Ek.则下列选项正确的是（　　）

A.导体棒中的电流方向为a→b

B.W1=W2

C.W2-W1=Q

D.WF+WG=Ek+Q

根据楞次定律,导体棒中的电流方向为a到b,选项A正确;

根据能量守恒知,磁铁克服磁场力做的功转化为金属棒的动能和回路产生的焦耳热,所以W2-W1=Q,选项B错误,选项C正确;

磁铁做匀速运动,对磁铁有WF+WG-W2=0,结合W2-W1=Q,及W1=Ek得WF+WG=Ek+Q,选项D正确.

ACD

9.如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,线圈c中将有感应电流产生（　　）

A.向右做匀速运动

B.向左做匀速运动

C.向右做减速运动

D.向右做加速运动

若c中有感应电流产生,则穿过线圈c的磁通量必然在变化,这就要求螺线管中的电流在变化,而这又要求导体棒ab产生的感应电动势在变化,由E=BLv,导体棒一定在做变速运动,选项C、D正确.

CD

10.如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时,速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）.设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g.则此过程（　　）

A.杆的速度最大值

B.流过电阻R的电荷量

C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量

D.恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量

当杆的速度达到最大时,安培力F

故F-μmg-F安=0,所以v

A错误;

流过电阻R的电荷量为q=It

B正确;

根据动能定理,恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量,由于摩擦力做负功,所以恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量,选项C错误,选项D正确.

BD

二、填空题（本题包含2小题,共20分）

11.（16分）用下图所示的器材进行研究电磁感应现象的实验.

（1）为了能明显地观察到实验现象,请在如图所示的实验器材中,选择必要的器材,在图中用实线连接成相应的实物电路图;

（2）将原线圈插入副线圈中,闭合开关,副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向　　　　（选填“相同”或“相反”）;

（3）将原线圈拔出时,副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向　　　　（选填“相同”或“相反”）. 

（1）如图所示

（2）相反　（3）相同

12.（4分）一种测量血管中血流速度仪器的原理如图所示,在动脉血管左右两侧加有匀强磁场,上下两侧安装电极并连接电压表,设血管直径是2.0mm,磁感应强度为0.080T,电压表测出的电压为0.10mV,则血流速度大小为　　　　m/s（取两位有效数字）. 

由E=Blv得v

m/s≈0.63m/s.

0.63

三、计算题（本题包含4小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不得分.有数值计算的题,答案中必须写明数值和单位）

13.（8分）如图所示,线圈abcd每边长l=0.20m,线圈质量m1=0.10kg、电阻R=0.10Ω,重物质量为m2=0.14kg.线圈上方的匀强磁场磁感应强度B=0.5T,方向垂直线圈平面向里,磁场区域的宽度为h=0.20m.重物从某一位置下降,使ab边进入磁场开始做匀速运动,求线圈做匀速运动的速度.

线圈在匀速上升时受到的安培力F安、绳子的拉力F和重力m1g相互平衡,即F=F安+m1g①

重物受力平衡:

F=m2g②

线圈匀速上升,在线圈中产生的感应电流I

线圈受到向下的安培力F安=BIl④

联立①②③④式解得v

m/s.

4m/s

14.（10分）如图甲所示,质量m=6.0×

10-3kg、边长L=0.20m、电阻R=1.0Ω的正方形单匝金属线框abcd,置于倾角α=30°

的绝缘斜面上,ab边沿水平方向,线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化,若线框在斜面上始终保持静止,g取10m/s2.试求:

（1）在0~2.0×

10-2s时间内线框中产生的感应电流的大小;

（2）在t=1.0×

10-2s时线框受到斜面的摩擦力.

（1）0~2.0×

10-2s时间内,线框中产生的感应电动势为E1,感应电流为I1,方向由d→c

则E1

I1

代入数据解得E1=0.20V,I1=0.20A.

（2）t=1.0×

10-2s,线框受到的安培力F1=B1I1L,方向沿斜面向下,结合图乙

代入数据得F1=4.0×

10-3N

设此时线框受到的摩擦力大小为Ff,则由线框在斜面静止得

mgsinα+F1-Ff=0

代入数据得Ff=3.4×

10-2N,摩擦力方向沿斜面向上.

（1）0.20A　

（2）3.4×

10-2N　摩擦力方向沿斜面向上

15.（10分）如图所示,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连.两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为L,质量分别为2m和m;

用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平.右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上.已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g,已知金属棒ab匀速下滑.求:

（1）作用在金属棒ab上的安培力的大小;

（2）金属棒运动速度的大小.

（1）设导线的张力的大小为T,右斜面对ab棒的支持力的大小为N1,作用在ab棒上的安培力的大小为F,左斜面对cd棒的支持力大小为N2

对于ab棒,由力的平衡条件得2mgsinθ=μN1+T+F①

N1=2mgcosθ②

对于cd棒,同理有mgsinθ+μN2=T③

N2=mgcosθ④

联立①②③④式得F=mg（sinθ-3μcosθ）⑤

（2）由安培力公式得F=BIL⑥

这里I是回路abdca中的感应电流

ab棒上的感应电动势为E=BLv⑦

式中,v是ab棒下滑速度的大小

由欧姆定律得I

联立⑤⑥⑦⑧式得v=（sinθ-3μcosθ

（1）mg（sinθ-3μcosθ）　

（2）（sinθ-3μcosθ

16.（12分）如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻.一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,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=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m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之比Q1∶Q2=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:

（1）棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;

（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;

（3）外力做的功WF.

（1）设棒匀加速运动所用时间为t,回路的磁通量变化率为ΔΦ,回路中的平均感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律得E

ΔΦ=Blx.设回路中的平均电流为I,由闭合电路的欧姆定律得I

R的电荷量为q

q

q=4.5C.

（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.设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做的功为W,由动能定理得W=0

Q2=-W,联立解得Q2=1.8J.

（3）由题意知,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1,可得Q1=2Q2=3.6J.在棒运动的整个过程中,由功能关系知WF=Q1+Q2,联立解得WF=5.4J.

（1）4.5C　

（2）1.8J　（3）5.4J