人教新课标版高中选修3-2第四章电磁感应单元测试卷1

一、选择题（每题4分，共40分）1.图1中EF、GH是平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆。有均匀磁场垂直于导轨平面。若用1I和2I分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB（）A.匀速滑动时，0I,0I21B.匀速滑行时，0I,0I21C.加速滑动时，0I,0I21D.加速滑动时，0I,0I212.超导是当今高科技的热点，超导体材料的研制与开发是一项新的物理课题。当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，超导体中产生强大的电流是由于（）A.穿过超导体中的磁通量很大B.超导体中磁通量变化率很大C.超导体电阻极小且趋近于零D.超导体电阻变大3.如图2所示，磁带录音机既可用做录音，也可用做放音，其主要部件为可匀速行进的磁带和绕有线圈的磁头，下面对它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是（）A.放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应B.录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D.录音和放音的主要原理都是电磁感应4.如图3所示，线圈abcd有一半在另一稍宽一些的回路ABCD内，两线圈彼此绝缘，当开关S闭合瞬间，则线圈abcd中（）D.无法确定5.如图4所示，M、N为两个大小不同的同心圆形导体回路，在同一水平面上，当开关S闭合时，小环的受力情况为（）A.扩张力B.压缩力C.垂直纸面向外的力D.垂直纸面向里的力6.（2006·上海高考）如图5所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与固定电阻1R和2R相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻1R和2R的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F。此时（）A.电阻1R消耗的热功率为3/FvB.电阻2R消耗的热功率为6/FvC.整个装置因摩擦而消耗的热功率为cosmgvD.整个装置消耗的机械功率为v)cosmgF(7.如图6所示，灯21LL、完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，则（）闭合瞬间，21LL、同时发光，接着1L变暗直到熄灭，2L更亮B.S闭合瞬间，1L不亮，2L立即亮C.S闭合瞬间，21LL、都不立即亮D.稳定后再断开S瞬间，2L熄灭，1L灯亮度比2L灯（原先亮度）更亮8.如图7所示，将一个质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在用铝板制成的U型框的上方，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向向左以速度v匀速运动，悬线拉力为F，则（）A.mgFB.mgFC.mgFD.无法判断9.如图8所示，a和c分别是线圈的两个端点，b是线圈的中心抽头，a和b分别与平行导轨连接。当金属杆MN贴着导轨向左加速切割垂直纸面向里的磁场时，设cba、、三点的电势各为cbaUUU、、，则（）A.baUU，bcUUB.baUU，bcUUC.baUU，bcUUD.baUU，bcUU10.如图9所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，bc2ab，磁场方向垂直于纸面向里；实线框'd'c'b'a是正方形导线框，'b'a边与ab边平行，若将导线框匀速地拉离磁场区域，以1W表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，2W表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则（）B.12W2WC.21W2WD.12W4W二、填空题（每题6分，共30分）11.图10是一种测通电螺线管中磁场的装置，把一个很小的测量线圈A放在待测处，线圈与测量电量的电表Q串联，当用双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由Q表测出该电荷的电荷量为q，就可以算出线圈所在处的磁感强度B。已知测量线圈共有N匝，直径为d，它和Q表串联电路的总电阻为R，则被测处的磁感强度B=___________。12.一架飞机以s/m300的速度在某处沿水平方向飞行，该处地磁场的竖直分量为T1025，飞机机翼总长度为m20，机翼两端间的感应电动势为________V。13.如图11所示，导轨水平，间距m5.0L1，ab杆与导轨左端距离m8.0L2，由导轨与ab杆构成的回路电阻为2.0，方向竖直向下的匀强磁场的磁感应强度T1B，滑轮下所挂的重物的质量kg04.0m，杆与导轨间摩擦不计，现使磁场以s/T2.0tB均匀增大，当t为___________________s时，重物刚离开地面。)s/m10g(2取14.（2006·上海）在研究电磁感应现象的实验中，（1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图12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，闭合电键，副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向_______（填“相同”或“相反”）；（3）将原线圈拔出时，副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向___________（填“相同”或“相反”）。15.磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能。图13为磁流体发电机的装置：A、B组成一对平行电极，两极间距为d，内有磁感应强度为B的匀强磁场，现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，从整体来说呈中性）垂直喷射入磁场，每个离子的速度均为v，电荷量大小均为q,忽略两极之间等效内阻，稳定时，电势较高的是____________极，磁流体发电机的电动势E=________.三、计算题（每题15分，共30分）16.用均匀导线做成的矩形线框长为m3.0，宽为m1.0，线框左侧的31放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图14所示，当磁场以每秒10特的变化率均匀增大时，线框中ba、两点间电压多大？哪点电势较高？17.（2006·上海）如图15所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场。整个运动过程始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动。求（1）线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度2v；（2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度1v；（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q。【参考答案】人教新课标版高中选修3-2第四章电磁感应单元测试卷1参考答案1.D2.C3.A4.A5.B6.BCD解析：棒ab上滑速度为v时，切割磁感线产生感应电动势BlvE，设导体棒电阻为R，则RRR21，回路的总电阻R23R总，通过导体棒的电流R3Blv2REI总，所受安培力R3vlB2BIlF22，通过电阻1R的电流与通过电阻2R的电流相等，即R3Blv2III21，则电阻1R消耗的热功率等于电阻2R消耗的热功率6FvRIPP2221。杆与导轨的摩擦力cosmgf，故摩擦消耗的热功率为cosmgvfvP；整个装置消耗的机械功率为v)cosmgF(cosumgvFv。由以上分析可知，B、C、D正确。7.A8.A9.D10.B11.2dNqR2点拨：通过电阻R的电荷量为RNq。解析：用双刀双掷开关使螺线管中电流反向时，线圈A中的磁场也将反向。该过程中穿过A的磁通量的变化量22dB214d·B2BS2。故平均感应电动势tNE，平均电流REI。而R2dNBRNtREt·Iq2，故2dNqR2B。12.0.12点拨：水平飞行的飞机可等效为切割磁感线运动的导体棒。由BLvE可得机翼两端的感应电动势为V12.0V30020102E5。13.5点拨：当安培力等于重力时，物体刚好离开地面。解析：根据法拉第电磁感应定律，回路中的电动势V08.0tBLLtE21，回路中有恒定电流A4.0REI，但因磁场在逐渐增强，导体棒所受安培力也在逐渐增大，当安培力大小等于重力时，重物刚好离开地面。因此有mgBIL1，解得T2ILmgB1，又因为t·tBBB0，所以s5t时，T2B，此时重物刚好离开地面。14.（1）如图4-11所示（2）相反（3）相同解析：（1）实物电路如图所示：（2）闭合电键，磁通量增大，由楞次定律可判断，感生电流的磁场阻碍原磁场的增加，即副线圈中感生电流与原线圈中电流的绕行方向相反。（3）将原线圈拔出时，由楞次定律可判断，副线圈中的感生电流与原线圈中电流的绕行方向相同。15.BBdv点拨：当电场力与洛伦兹力平稳时，等离子体将做匀速直线运动，此时两极间的电势差即为电源的电动势。16.V1024.6U2b点电势高解析：矩形线框左侧31处于均匀变化的磁场中产生感应电动势，因此这部分导线相当于电源。设整个线框电阻为0R，则电源内阻0R83r。而线框在磁场外的部分是负载，其电阻0R85R，等效电路如图4-12所示，设矩形长、宽分别为21ll、，则V1.0V10)1.0(tB3lltBStE221。0REI，∴V1025.6V1.085R85·REIRU200由楞次定律可知，线框中电流为逆时针方向，所以b点电势比a点高。17.（1）22aBR)fmg(（2）22222fgmaBR（3）)ba)(fmg(aB2)fgm(mR3442222解析：（1）线框下落阶段匀速进入磁场时，其受力如图4-13所示。由平衡条件可得：mgfF①RvaBaRBavBBIaF2222②由①②式联立解得：222aBR)fmg(v③（2）线框从最高点到刚落回磁场时，设下落高度为h，由动能定理得：22mv21h)fmg(④线框从上升离开磁场到下落刚回到磁场这个过程中由功能关系得：2221mv21mv21fh2⑤联立③④⑤式得：222221fgmaBRv⑥（3）线框进入磁场中的速度2222210fgmaBR2v2v从线框上升进入磁场到刚离开磁场，由能量守恒得：2120mv21mv21Q)ba)(fmg(⑦解得)ba(·)fmg(aB2)fgm(mR3Q442222。