选修3-2第一章电磁感应单元测试A卷

粤教版选修3－2第一章电磁感应单元测试A卷班级姓名学号成绩第一部分选择题（共40分）一．本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分。1．关于磁通量的说法，正确的是A．在磁场中穿过某一面积的磁感线条数，就叫穿过这个面积的磁通量B．在磁场中只有垂直穿过某一面积的磁感线条数，才叫穿过这个面积的磁通量C．在磁场中某一面积与该磁感应强度的乘积，就叫穿过这个面积的磁通量D．在磁场中穿过某一面积的磁感线条数与该面积的比值叫磁通量2．如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁，磁铁正下方不远处的水平面上放一个质量为m，电阻为R的闭合线圈．将磁铁慢慢托起到弹簧恢复原长时放开，磁铁开始上下振动，线圈始终静止在水平面上，不计空气阻力，则以下说法正确的是A．磁铁做简谐运动B．磁铁最终能静止C．在磁铁振动过程中线圈对水平面的压力有时大于mg，有时小于mgD．若线圈为超导线圈，磁铁最终也能静止3．单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动的过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，则下列说法中正确的是A．当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势也为零B．当穿过线框的磁通量减小时，线框中感应电动势在增大C．当穿过线框的磁通量等于0.5Φm时，线框中感应电动势为0.5EmD．线框转动的角速度等于Em／Φm4．如图所示，ef、gh为两水平放置相互平衡的金属导轨，ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦．当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是A．如果下端是N极，两棒向外运动；如果下端是S极，两棒相向靠近B．如果下端是S极，两棒向外运动；如果下端是N极，两棒相向靠近C．不管下端是何极，两棒均向外互相远离D．不管下端是何极，两棒均互相靠近5．竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，B＝0.5T，导体捧ab与cd长均为0.2m，电阻均为0.lΩ，重均为0.1N，现用力向上拉导体棒ab，使之匀速向上(与导轨接触良好,导轨足够长)，此时，导体棒cd恰好静止，那么导体棒ab上升时，下列说法中正确的是A．导体棒ab受到的拉力大小为2NB．导体棒ab向上的速度为0.2m/sC．在2s内，拉力做功转化电能的是0.4JD．在2s内，拉力做功为0.6J6．平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd，两棒用细线系住，匀强磁场的方向如图甲所示．而磁感应强度B随时间t的变化图线如图乙所示，不计ab、cd间电流的相互作用，则细线中的张力A．由0到t0时间内逐渐增大B．由0到t0时间内逐渐减小C．由0到t0时间内不变D．由t0到t时间内逐渐增大7．如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，水平方向的磁场与光滑曲面垂直，则A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hD．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h8．如图所示，L为一自感系数很大的有铁芯的线圈，电压表与线圈并联接入电路，在下列哪种情况下，有可能使电压表损坏（电压表量程为3V）A．开关S闭合的瞬间B．开关S闭合电路稳定时C．开关S断开的瞬间D．以上情况都有可能损坏电压表9．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导体abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下图中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环受到向上的磁场作用力10．如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通以同方向，同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线问匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向A．沿abcda不变B．沿dcbad不变C．由abcda变成dcbadD．由dcbad变成abcda第二部分非选择题（共110分）二．本题共8小题，共110分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11．（9分）某同学用如图所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系．已知电流从a接线柱流入电流表时，电流表指针右偏．实验时，磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况都记录在下表中．（1）由实验1、3得出的结论是（2）由实验2、4得出的结论是（3）由实验1、2、3、4得出的结论是实验序号磁场方向磁铁运动情况指针偏转情况1向下插入右偏2向下拔出左偏3向上插入左偏4向上拔出右偏12．（11分）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（2）电流表指针偏转跟感应电动势的大小的关系是（3）第一个成功实验（图a）中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快速插入和慢速插入有什么量是相同的，什么量是不同的？（4）从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：13．（12分）如图所示，线圈从条形磁铁附近正上方自由下落，并依次经过a、b、c三个位置，且a、c对称，试判断线圈a、b、c三处的加速度大小与重力加速度大小的关系．14．（15分）如图所示，在一磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h＝0.1m的平行金属导轨MN与PQ，导轨的电阻忽略不计．在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R＝0.3Ω的电阻，导轨上跨放着一根长为L＝0.2m，每米长电阻r＝2.0Ω/m的金属棒ab，金属棒与导轨正交，交点为c、d．当金属棒以速度v＝4.0m/s向左做匀速运动时，试求：（1）电阻R中的电流强度大小和方向；（2）使金属棒做匀速运动的外力；（3）金属棒ab两端点间的电势差．15．（15分）如图所示，竖直平行导轨上端足够长，相距d，处在垂直于导轨平面的水平匀强磁场中，磁感应强度为B．导体杆bc和ef质量均为m，电阻均为R（其余电阻均不计），杆身与导轨垂直，bc固定在导轨上，ef紧贴导轨与导轨接触良好．用竖直向上的力F拉ef从静止开始向上做加速度为a的匀加速运动．（1）推导力F的功率随时间变化的关系；（2）讨论导轨对bc杆竖直方向的作用力随时间变化的关系．（不计水平方向的作用力）16．（16分）如图所示，固定在水平面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动．此时，adeb构成一个边长为l的正方形．棒的电阻为r，其余部分电阻不计．开始时磁感应强度为B0．（1）若从t＝0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持静止．求棒中的感应电流，并说明方向．（2）在上述（1）情景中，始终保持棒静止，当t＝t1s末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从t＝0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化？（写出B与t的关系式）17．（16分）如图甲所示，不计电阻的“U”形光滑导体框架水平放置，框架中间区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1.0T，有一导体杆AC横放在框架上，其质量为m＝0.10kg，电阻为R＝4.0Ω。现用细绳栓住导体杆，细绳的一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上，另一端通过光滑的定滑轮与物体D相连，物体D的质量为M＝0.30kg，电动机的内阻为r＝1.0Ω。接通电路后，电压表的示数恒为U＝8.0V，电流表的示数恒为I＝1.0A，电动机牵引原来静止的导体杆AC平行于EF向右运动，其运动的位移—时间图像如图乙所示。取g＝10m/s2。求：（1）匀强磁场的宽度；（2）导体杆在变速运动阶段产生的热量。18．（16分）匀强磁场磁感应强度B＝0.2T，磁场宽度L＝3m，一正方形金属框边长ab＝l＝1m，每边电阻r＝0.2Ω，金属框以v＝10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I－t图线。（要求写出作图依据）（2）画出ab两端电压的U－t图线。（要求写出作图依据）粤教版选修3－2第一章电磁感应单元测试(A卷)答案一、选择题题号12345678910答案ABCDBCDCBBCCCB二、非选择题11．（1）穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反（2）穿过闭合电路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同（3）感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化12．（1）穿过闭合电路的磁通量变化，产生感应电动势和感应电流．（2）由欧姆定律EIRr，当电路中总电阻一定时，感应电流越大，感应电动势越大．（3）磁通量变化相同；磁通量变化的快慢不同．（4）闭合电路中磁通量发生变化就会产生感应电动势和感应电流，感应电动势的大小跟穿过这一电路磁通量变化率成正比，即Et13．线圈受到重力的电磁阻力作用，由于线圈自由下落，其速度关系是va＜vb＜vc．在位置b，穿过线圈的磁通量没有变化，没有产生感应电流，有ab＝g．在a、c两处，由于穿过线圈的磁通量有变化，由速度关系可知，在c处比在a变化快，所以在c处产生的感应电流比在a处的大，由于磁场的安培力作用，aa＜g，ac＜g且ac＜aa．故加速度的关系为：ac＜aa＜ab＝g14．（1）E＝Bhv，0.4EBhvIRhrRhrA，方向为：NQ（2）F外＝F安＝BIh＝0.02N，方向向左（3）Eab＝BLv，Uab＝Eab－Ihr＝0.32V15．杆ef受重力mg、拉力F、安培力f做匀加速运动，有F－mg－f＝ma其中安培力222BdvfR它的运动速度v＝at，拉力F的功率P随时间变化2222()2BdatPFvmgaatR杆bc受两根平行导轨的拉力F杆（方向向上）和重力及安培力（方向向上），处于静止．拉力：222222BdvBdatFmgmgRR杆．开始时，安培力较小，拉力F杆＞0，方向向上；某时刻（222mgRtBda），F杆＝0，随时间推移，安培力增大，F杆＜0，方向变为向下．16．（1）感应电动势2Eklt，感应电流2EklIrr，方向为逆时针方向adeba（2）t＝t1（s）时，B＝B0＋kt1，F＝BIl所以301()klFBktr（3）要棒中不产生感应电流，则总磁通量不变20()BllvtBl，所以0BlBlvt17．（1）由图可知，在t＝1.0s后，导体杆做匀速运动，且运动速度大小为：smtsv/2此时，对导体AC和物体D受力分析，有：FTT，MgT；对电动机，由能量关系，有：rITvIU2由以上三式，可得：NT5.3，NF5.0再由BILF、REI及BLvE，得：mvFRBL0.11（或由RErIMgvUI22及BLvE求解）（2）对于导体AC从静止到开始匀速运动这一阶段，由能量守恒关系对整个系统，有：FWrtIvmMMghUIt22)(21而：FWQ得：JQ8.318．（1）线框进入磁场区时：VBlvE21，ArEI5.2411方向沿逆时针，即沿abcda方向；感应电流持续的时间：svlt1.01线框在磁场中运动时：02E，02I无电流持续的时间：svlLt2.02线框穿出磁场区时：VBlvE23，ArEI25.0433此电流的方向为顺时针，即沿dcbad方向；感应电流持续的时间：svlt1.03规定电流方向逆时针为正，得I－t图线如右图所示。（2）线框进入磁场区ab两端的电压：VVrIU5.02.05.211线框在磁场中运动时，ab两端电压等于感应电动势：VBlvU22线框出磁场区时，ab两端的电压：VrIEU5.133由此得U－t图线如图8（丙）所示。