2019-2020学年高中物理 第1章 电磁感应章末过关检测（一）课件 鲁科版选修3-2

第1章电磁感应章末过关检测(一)第1章电磁感应一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化第1章电磁感应解析：选D.产生感应电流必须满足的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量要发生变化．选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D.第1章电磁感应2.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法判断解析：选C.棒ab水平抛出后，其速度越来越大，但只有水平分速度v0切割磁感线产生电动势，故E＝Blv0保持不变．第1章电磁感应3.1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验．他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现()第1章电磁感应A．先有逆时针方向的感应电流，然后有顺时针方向的感应电流B．先有顺时针方向的感应电流，然后有逆时针方向的感应电流C．始终有顺时针方向持续流动的感应电流D．始终有逆时针方向持续流动的感应电流第1章电磁感应解析：选D.在磁单极子运动的过程中，当磁单极子位于超导线圈上方时，原磁场的方向向下，磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流；当磁单极子位于超导线圈下方时，原磁场的方向向上，磁通量减小，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流．故选项D正确．第1章电磁感应4.如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以转动的铜盘(不计各种摩擦)，现让铜盘转动．下面对观察到的现象描述及解释正确的是()A．铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去B．铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去C．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下D．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快第1章电磁感应解析：选C.铜盘转动时相当于无数条导体棒转动切割磁感线，会产生感应电动势．铜盘能组成闭合回路产生感应电流，感应电流会阻碍铜盘的转动，使铜盘在短时间内停下来，故选项C正确．第1章电磁感应5.如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中.在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()A．Ba22ΔtB．nBa22ΔtC．nBa2ΔtD．2nBa2Δt第1章电磁感应解析：选B.线圈中产生的感应电动势E＝nΔΦΔt＝n·ΔBΔt·S＝n·2B－BΔt·a22＝nBa22Δt，选项B正确．第1章电磁感应6.如图所示，由均匀导线制成的半径为r的圆环，以v的速度匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场．当圆环运动到图示位置(∠aOb＝90°)时，a、b两点的电势差为()A．2BrvB．22BrvC．24BrvD．324Brv第1章电磁感应解析：选D.设整个圆环电阻是R，其外电阻是圆环总电阻的34，即磁场外的部分，而磁场内切割磁感线的有效长度是2r，其相当于电源，E＝B·2r·v，根据欧姆定律可得U＝34RRE＝324Brv，选项D正确．第1章电磁感应二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分．)7．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图(a)所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是()第1章电磁感应A．磁感应强度的大小为0.5TB．导线框运动速度的大小为0.5m/sC．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D．在t＝0.4s至t＝0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N第1章电磁感应解析：选BC.由题图(b)可知，导线框运动的速度大小v＝Lt＝0.10.2m/s＝0.5m/s，B项正确；导线框进入磁场的过程中，cd边切割磁感线，由E＝BLv，得B＝ELv＝0.010.1×0.5T＝0.2T，A项错误；由图可知，导线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，根据楞次定律可知，磁感应强度方向垂直纸面向外，C项正确；在0.4～0.6s这段时间内，导线框正在出磁场，回路中的电流大小I＝ER＝0.010.005A＝2A，则导线框受到的安培力F＝BIL＝0.2×2×0.1N＝0.04N，D项错误．第1章电磁感应8.半径为R的圆形线圈，两端A、D接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是()A．减小电容器两极板间的距离B．增大磁感应强度的变化率C．减小线圈的半径D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角第1章电磁感应解析：选AB.Q＝CU，由C＝εrS4πkd知，减小极板距离d，电容C增大，因此Q也增大，故A正确；由U＝E＝nΔΦΔt＝nΔBΔtS，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方向的投影面积，可增大A、D间电压，从而使Q增大，所以B正确，C、D错误．第1章电磁感应9.如图所示，一导线弯成半径为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，下列结论正确的是()A．感应电流方向不变B．CD段直线始终不受安培力C．感应电动势最大值E＝BavD．感应电动势平均值E－＝14πBav第1章电磁感应解析：选ACD.在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，感应电流的方向不变，A正确．CD段通电导体在磁场中受到安培力的作用，B不正确．当半圆闭合回路进入磁场一半时，等效切割长度最大为a，这时感应电动势最大为E＝Bav，C正确．感应电动势平均值E－＝ΔΦΔt＝B·12πa22av＝14πBav，D正确．第1章电磁感应10.如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则()A．W1W2B．W1W2C．q1＝q2D．q1q2第1章电磁感应解析：选BC.设线框长为l1，宽为l2，第一次拉出速度为v1，第二次拉出速度为v2，则v1＝3v2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W1＝F1·l1＝BI1l2l1＝B2l22l1v1R，同理W2＝B2l22l1v2R，故W1W2，选项B正确；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即ΔΦ1＝ΔΦ2，由q＝ΔΦ/R，得q1＝q2，选项C正确．第1章电磁感应三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答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.(12分)如图所示是测量磁感应强度的一种装置：把一个很小的测量线圈放在待测处，测量线圈平面与该处磁场方向垂直，将线圈跟冲击电流计G串联(冲击电流计是一种测量电荷量的仪器)．当用开关K使螺线管里的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而有电流流过G.该测量线圈的匝数为N，线圈的面积为S，测量线圈的电阻为R，其余电阻不计．第1章电磁感应(1)若已知开关K使电流反向后，冲击电流计G测得的电荷量大小为q，则此时穿过每匝测量线圈的磁通量的变化量为ΔΦ＝________(用已知量的符号表示)．(2)待测处的磁感应强度的大小为B＝________．第1章电磁感应解析：当开关K使螺线管中的电流反向时，测量线圈中产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可得E－＝NΔΦΔt＝N2BSΔt由闭合电路欧姆定律得，测量电路中的平均电流为I－＝E－R流过电流计G的电荷量为q＝I－·Δt联立以上各式，解得ΔΦ＝qRN，B＝qR2NS.答案：(1)qRN(2)qR2NS第1章电磁感应12.(13分)如图所示，在光滑的水平面上有一直径d＝20cm、电阻R＝1Ω、质量m＝1kg的金属圆环，以速度v＝10m/s向一有界磁场滑动．匀强磁场方向垂直于纸面向里，B＝0.5T，从圆环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环释放了32J的热量，求：(1)此时圆环中电流的瞬时功率．(2)此时圆环的加速度．第1章电磁感应解析：(1)由能量守恒mv22＝Q＋mv′22圆环一半进入磁场时等效电路图如图所示，已知r＝R2，R总＝r＋R2＝R而P＝E2R总＝（B·d·v′）2R总联立可得P＝0.36W.第1章电磁感应(2)根据牛顿第二定律a＝BIlm＝B2d2v′mR总＝6×10－2m/s2方向向左．答案：(1)0.36W(2)6×10－2m/s2，方向向左第1章电磁感应13．(15分)如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与电阻R1连接成闭合回路，其中R1＝2R，线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内，存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示．已知图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计．在0到t1时间内：第1章电磁感应(1)求通过电阻R1的电流大小；(2)求通过电阻R1的电荷量q及电阻R1产生的热量；(3)若将a、b两点间的电阻R1换成电容为C的电容器，求电容器所带电荷量q′的大小．解析：(1)由题图可知，0～t1时间内ΔBΔt＝B0t0由法拉第电磁感应定律有E＝nΔΦΔt＝nΔBΔt·S，且S＝πr22由闭合电路欧姆定律有I1＝ER1＋R联立以上各式，解得通过电阻R1的电流大小为I1＝nB0πr223Rt0.第1章电磁感应(2)通过电阻R1的电荷量q＝I1t1＝nB0πr22t13Rt0电阻R1产生的热量Q＝I21R1t1＝2n2B20π2r42t19Rt20.(3)若将a、b两点间的电阻R1换成电容为C的电容器，电容器两端的电压为感应电动势E，所以电容器所带电荷量q′＝CE＝nπr22CB0t0.答案：(1)nB0πr223Rt0(2)nB0πr22t13Rt02n2B20π2r42t19Rt20(3)nπr22CB0t0第1章电磁感应本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放第1章电磁感应