2018_2019版高中物理第1章電磁感應與現代生活章末檢測試卷滬科版.docx

第1章 電磁感應與現代生活章末檢測試卷(一)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共計48分，18題為單選題，912題為多選題)1.在物理學發(fā)展中，觀測、實驗、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用.下列敘述符合史實的是()A.奧斯特在實驗中觀察到電流的磁效應，該效應說明了電和磁之間存在聯系B.法拉第根據通電直導線的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性，提出了分子電流假說C.安培在實驗中觀察到，通有恒定電流的靜止導線附近的固定導線圈中，出現了感應電流D.楞次在分析了許多實驗事實后提出，感應電流應具有這樣的方向，即感應電流的磁場總是與引起感應電流的磁場方向相反答案A解析奧斯特發(fā)現了電流的磁效應，揭示了電和磁之間存在聯系，選項A正確；根據通電螺線管產生的磁場與條形磁鐵的磁場相似性，安培提出了磁性是分子內環(huán)形電流產生的，即分子電流假說，選項B錯誤；法拉第探究磁產生電的問題，發(fā)現導線中電流“通、斷”時導線附近的固定導線圈中出現感應電流而導線中通有恒定電流時導線圈中不產生感應電流，選項C錯誤；楞次定律指出感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，選項D錯誤.2.如圖1所示，螺線管與靈敏電流計相連，磁鐵從螺線管的正上方由靜止釋放，向下穿過螺線管.下列說法正確的是()圖1A.電流計中的電流先由a到b，后由b到aB.a點的電勢始終低于b點的電勢C.磁鐵減少的重力勢能等于回路中產生的熱量D.磁鐵剛離開螺線管時的加速度小于重力加速度答案D解析在磁鐵進入螺線管的過程中，螺線管磁通量增大，且磁場方向向下，由楞次定律可知，電流計中的電流由b流向a；在磁鐵穿出螺線管下端的過程中，磁通量減小，且磁場方向向下，由楞次定律可知，電流計中的電流由a流向b，則a點電勢先低于b點電勢，后高于b點電勢，故A、B錯誤；磁鐵減少的重力勢能轉化為內能和磁鐵的動能，C錯誤；磁鐵剛離開螺線管時，由楞次定律“來拒去留”可知，磁鐵受到的合外力小于重力，其加速度小于重力加速度，D正確.3.勻強磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正方向，磁感應強度B與時間t變化規(guī)律如圖2甲所示，在磁場中有一細金屬圓環(huán)，圓環(huán)平面位于紙面內，如圖乙所示.令E1、E2、E3分別表示Oa、bc、cd段的感應電動勢的大小，I1、I2、I3分別表示對應的感應電流，則下列判斷正確的是()圖2A.E1E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B.E1E2，I1沿順時針方向，I2沿逆時針方向C.E2E3，I2沿逆時針方向，I3沿順時針方向D.E2E3，I2沿逆時針方向，I3沿順時針方向答案A4.如圖3所示，先后以恒定的速度v1和v2把一個正方形金屬線框水平拉出有界勻強磁場區(qū)域，且v12v2，則在先后兩種情況()圖3A.線框中的感應電動勢之比E1E221B.線框中的感應電流之比I1I212C.線框中產生的熱量之比Q1Q214D.通過線框某橫截面的電荷量之比q1q221答案A解析根據EBlvv以及v12v2可知，選項A正確；因為IE，所以I1I221，選項B錯誤；線框中產生的熱量QI2Rttv，所以Q1Q221，選項C錯誤；根據q，q1q211可知，選項D錯誤.5.如圖4所示是研究通電自感實驗的電路圖，A1、A2是兩個規(guī)格相同的小燈泡，閉合開關調節(jié)滑動變阻器R的滑動觸頭，使兩個燈泡的亮度相同，調節(jié)滑動變阻器R1的滑動觸頭，使它們都正常發(fā)光，然后斷開開關S.重新閉合開關S，則 ()圖4A.閉合瞬間，A1立刻變亮，A2逐漸變亮B.閉合瞬間，A1、A2均立刻變亮C.穩(wěn)定后，L和R兩端的電勢差一定相同D.穩(wěn)定后，A1和A2兩端的電勢差不相同答案C解析斷開開關再重新閉合開關的瞬間，根據自感原理可判斷，A2立刻變亮，而A1逐漸變亮，A、B均錯誤；穩(wěn)定后，自感現象消失，根據題設條件可判斷，閉合開關調節(jié)滑動變阻器R的滑動觸頭，使兩個燈泡的亮度相同，說明此時滑動變阻器R接入電路的阻值與線圈L的電阻一樣大，線圈L和R兩端的電勢差一定相同，A1和A2兩端的電勢差也相同，所以C正確，D錯誤.6.如圖5所示，兩根平行金屬導軌置于水平面內，導軌之間接有電阻R.金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下.現使磁感應強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是()圖5A.ab中的感應電流方向由b到aB.ab中的感應電流逐漸減小C.ab所受的安培力保持不變D.ab所受的靜摩擦力逐漸減小答案D解析磁感應強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，所以閉合回路面積不發(fā)生改變，根據楞次定律和法拉第電磁感應定律可知，ab中產生由a到b的恒定電流，A、B錯誤；由于電流恒定，磁感應強度逐漸減小，所以安培力逐漸減小，靜摩擦力與安培力是一對平衡力，所以靜摩擦力逐漸減小，C錯誤，D正確.7.如圖6所示，有一個等腰直角三角形的勻強磁場區(qū)域，其直角邊長為L，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B.邊長為L、總電阻為R的正方形導線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域.取沿abcda的感應電流為正，則表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標x變化的圖像正確的是()圖6答案C8.如圖7甲所示，一個匝數n100的圓形導體線圈，面積S10.4 m2，電阻r1 .在線圈中存在面積S20.3 m2的垂直線圈平面向外的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示.有一個R2 的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，b端接地，則下列說法正確的是()圖7A.圓形線圈中產生的感應電動勢E6 VB.在04 s時間內通過電阻R的電荷量q8 CC.設b端電勢為零，則a端的電勢a3 VD.在04 s時間內電阻R上產生的焦耳熱Q18 J答案D解析由法拉第電磁感應定律可得En，由題圖乙可得 T/s0.15 T/s，將其代入可得E4.5 V，A錯.qIttntn，在04 s穿過圓形導體線圈磁通量的變化量為0.60.3 Wb00.18 Wb，代入可得q6 C，B錯.04 s內磁感應強度增大，圓形線圈內磁通量增加，由楞次定律結合安培定則可得b點電勢高，a點電勢低，故C錯.由于磁感應強度均勻變化產生的電動勢與電流均恒定，可得I1.5 A，由焦耳定律可得QI2Rt18 J，D對.9.如圖8所示是電表中的指針和電磁阻尼器，下列說法中正確的是()圖8A.2是磁鐵，1中產生渦流B.1是磁鐵，2中產生渦流C.該裝置的作用是使指針能夠轉動D.該裝置的作用是使指針能很快地穩(wěn)定下來答案AD10.如圖9甲所示，電阻不計且間距L1 m的光滑平行金屬導軌豎直放置，上端接一阻值R2 的電阻，虛線OO下方有垂直于導軌平面向里的勻強磁場，現將質量m0.1 kg、電阻不計的金屬桿ab從OO上方某處由靜止釋放.金屬桿在下落的過程中與導軌保持良好接觸且始終水平.已知桿ab進入磁場時的速度v01 m/s，下落0.3 m的過程中加速度a與下落距離h的關系圖像如圖乙所示，g取10 m/s2，則()圖9A.勻強磁場的磁感應強度為2 TB.桿ab下落0.3 m時金屬桿的速度為1 m/sC.桿ab下落0.3 m的過程中R上產生的熱量為0.2 JD.桿ab下落0.3 m的過程中通過R的電荷量為0.25 C答案AD解析當金屬桿進入磁場后，根據右手定則判斷可知金屬桿ab中電流的方向由a到b.由題圖乙知，剛進入磁場時，金屬桿的加速度大小a110 m/s2，方向豎直向上.由牛頓第二定律得：BI1Lmgma1，其中I1，代入數據解得：B2 T，故A正確；由ah圖像知當a0，表明金屬桿受到的重力與安培力平衡有mgBIL0，其中I，聯立得：v0.5 m/s，故B錯誤；從開始到下落0.3 m的過程中，由能量守恒有：mghQmv2，代入數據得：Q0.287 5 J，故C錯誤；金屬桿自由下落高度為h00.05 m，金屬桿下落0.3 m的過程中通過R的電荷量為：qIttt，代入數據得q0.25 C，故D正確.11.如圖10所示，豎直平行金屬導軌MN、PQ上端接有電阻R，金屬桿ab質量為m，跨在平行導軌上，垂直導軌平面的水平勻強磁場的磁感應強度為B，不計ab與導軌電阻及一切摩擦，ab與導軌垂直且接觸良好.若ab桿在豎直向上的外力F作用下勻速上升，則以下說法正確的是 ()圖10A.拉力F所做的功等于電阻R上產生的熱量B.桿ab克服安培力做的功等于電阻R上產生的熱量C.電流所做的功一定等于重力勢能的增加量D.拉力F與重力做功的代數和等于電阻R上產生的熱量答案BD解析當外力F拉著金屬桿勻速上升時，拉力要克服重力和安培力做功，拉力做的功等于克服安培力和重力做功之和，即等于電阻R上產生的熱量和金屬桿增加的重力勢能之和，選項A、C錯誤，D正確；克服安培力做多少功，電阻R上就產生多少熱量，選項B正確.12.在如圖11甲所示的虛線框內有勻強磁場，設圖示磁場方向為正，磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示.邊長為l、電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場中，磁場方向垂直于線框平面，此時線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則下列說法正確的是()圖11A.磁感應強度B0B.線框中感應電流為I2C.線框cd邊的發(fā)熱功率為PD.a端電勢高于b端電勢答案BC解析由題圖乙可知，線框中產生的感應電動勢恒定，線框ab邊的發(fā)熱功率為P，感應電動勢ES，所以B0，A錯誤；由PI2R可得線框中的感應電流I2，B正確；cd邊電阻等于ab邊電阻，而兩邊流過的電流相等，因此發(fā)熱功率相等，C正確；由楞次定律可判斷，線框中感應電流方向為adcba方向，磁場中線框部分為等效電源，因此a端電勢比b端電勢低，D錯誤.二、實驗題(本題共2小題，共10分)13.(4分)為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接，如圖12所示.已知線圈由a端開始繞至b端：當電流從電流計G的左端流入時，指針向左偏轉.圖12(1)將磁鐵的N極向下從線圈上方豎直插入線圈L時，發(fā)現電流計的指針向左偏轉.俯視線圈，其繞向為_(選填“順時針”或“逆時針”).(2)當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離線圈L時，發(fā)現電流計的指針向右偏轉.俯視線圈，其繞向為_(選填“順時針”或“逆時針”).答案(1)順時針(2)逆時針解析(1)由題意可知在線圈L內電流從b流向a，而根據楞次定律(增反減同)知，線圈L中產生的磁場與原磁場方向相反(向上)，再根據安培定則可知，感應電流方向為逆時針方向(俯視線圈)，因此線圈繞向為順時針方向(俯視線圈).(2)由題意可知在線圈L內電流從a流向b，而根據楞次定律(增反減同)知，線圈L中產生的磁場與原磁場方向相同(向上)，再根據安培定則可知，感應電流方向與(1)問相同，而電流的流向與(1)問相反，因此線圈繞向一定與(1)問相反，為逆時針方向(俯視線圈).14.(6分)如圖13所示為“研究電磁感應現象”的實驗裝置.圖13(1)將圖中所缺的導線補接完整；(2)如果在閉合開關時發(fā)現靈敏電流計的指針向右偏轉一下，那么合上開關后可能出現的情況有：A.將線圈A迅速插入線圈B時，靈敏電流計指針將_.B.線圈A插入線圈B后，將滑動變阻器的滑片迅速向左拉時，靈敏電流計指針_.答案(1)見解析圖(2)向右偏轉一下向左偏轉一下解析(1)如圖所示(2)根據楞次定律及靈敏電流計的指針偏轉方向與流過它的電流方向的關系來判定，則A項：向右偏轉一下；B項：向左偏轉一下.三、計算題(本題共4小題，共42分)15.(10分)如圖14甲所示，一個電阻值為R、匝數為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路，線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖乙所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導線的電阻不計，求0至t1時間內：圖14(1)通過電阻R1上的電流大小和方向；(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產生的熱量.答案見解析解析(1)根據法拉第電磁感應定律，電路中產生的感應電動勢：EnnSnr通過電阻R1上的電流I根據楞次定律，可判定流經電阻R1的電流方向從b到a.(2)在0至t1時間內通過電阻R1的電荷量qIt1.電阻R1上產生的熱量QI2R1t116.(10分)如圖15所示，兩條相距d的平行金屬導軌位于同一水平面內，其右端接一阻值為R的電阻.質量為m的金屬桿靜置在導軌上，其左側的矩形勻強磁場區(qū)域MNPQ的磁感應強度大小為B、方向豎直向下.當該磁場區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)関.導軌和金屬桿的電阻不計，導軌光滑且足夠長，桿在運動過程中始終與導軌垂直且保持良好接觸.求：圖15(1)MN剛掃過金屬桿時，桿中感應電流的大小I；(2)MN剛掃過金屬桿時，桿的加速度大小a；(3)PQ剛要離開金屬桿時，感應電流的功率P.答案(1)(2)(3)解析(1)感應電動勢EBdv0，感應電流I解得I(2)安培力FBId由牛頓第二定律Fma解得a(3)金屬桿切割磁感線的速度vv0v，則感應電動勢EBd(v0v)電功率P解得P17.(10分)某同學設計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖16所示.一個半徑為R0.1 m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉軸上，轉軸的左端有一個半徑為r的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉軸一起轉動.圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質量為m0.5 kg的鋁塊.在金屬導軌區(qū)域內存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場，磁感應強度B0.5 T.a點與金屬導軌相連，b點通過電刷與O端相連.測量a、b兩點間的電勢差U可求得鋁塊速度.鋁塊由靜止釋放，下落h0.3 m時，測得U0.15 V.(細線與圓盤間沒有滑動，金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計，重力加速度g10 m/s2)圖16(1)測U時，與a點相接的是電壓表的正極還是負極？(2)求此時鋁塊的速度大?。?3)求此下落過程中鋁塊機械能的損失.答案(1)正極(2)2 m/s(3)0.5 J解析(1)由右手定則判斷，金屬棒中電流方向為由O到A，則A端為等效電源正極，則與a點相接