高中物理選修32《第四章電磁感應(yīng)》單元測試題附答案0112[1]

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1、 電磁感應(yīng)單元測試（1） 本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。共100分考試用時(shí)90分鐘。 第Ⅰ卷（選擇題 共40分） 一、本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分． 1．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法中正確的是 （　?。? A．感應(yīng)電流的磁場總是跟原來的磁場方向相反 B．閉合線框放在變化的磁場中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原來磁場磁通量

2、的變化 2．如圖所示，重現(xiàn)了當(dāng)初法拉第的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。下列說法中正確的是 （ ） A．右邊磁鐵S極斷開時(shí)，有感應(yīng)電流從a至b通過檢流計(jì) B．右邊磁鐵S極斷開時(shí)，有感應(yīng)電流從b至a通過檢流計(jì) C．左邊磁鐵N極斷開時(shí)，有感應(yīng)電流從a至b通過檢流計(jì) D．左邊磁鐵N極斷開時(shí)，有感應(yīng)電流從b至a通過檢流計(jì) 3．用日光燈電路如圖所示，S為啟動(dòng)器，A為燈管，L為鎮(zhèn)流器，關(guān) 于日光燈的工作原理下列說法正確的是　　　　　　　　（　?。? A．鎮(zhèn)流器的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟? B．在日光燈的啟動(dòng)階段，鎮(zhèn)流器能提供一個(gè)瞬時(shí)高壓，使燈 管開始工作 C

3、．日光燈正常發(fā)光時(shí)，啟動(dòng)器中的兩個(gè)觸片是分離的 D．日光燈正常發(fā)光時(shí)，燈管兩端的電壓為220V 4．如圖所示是高頻焊接原理示意圖.線圈中通以高頻交流電時(shí)， 待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過焊縫處產(chǎn)生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是 （　?。? A．交流電的頻率越高，焊接處的溫度升高得越塊 B．交流電的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越塊 C．工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小 D．工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大 5．在變電所，經(jīng)常要用交流電表

4、去檢測電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，使用的儀器是電流互感器，下列圖中能正確反映其工作原理的是 （ ） 6．如圖所示的電路中，兩個(gè)電流表G1和G2的零點(diǎn)都在刻度盤中央，當(dāng)電流從“-”接線柱流 入時(shí)，指針向右擺，當(dāng)電流從“+”接線柱流入時(shí)，指針向左擺，當(dāng)電路接通并達(dá)到穩(wěn)定時(shí) 再斷開的瞬間，下列哪個(gè)說法符合實(shí)際 （　　） A．G1指針向左擺，G2指針向右擺 B．G1指針向右擺，G2指針向左擺 C．G1、G2的指針都向左擺 D．G1、G2的指針都向右擺 7．如圖甲所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在 同一水平面內(nèi)，線圈B中通以

5、如圖乙所示的交變電流，設(shè) t＝0時(shí)電流沿逆時(shí)針方向（圖中箭頭所示）．對(duì)于線圈A， 在～時(shí)間內(nèi)，下列說法中正確的是 （ ） A．有順時(shí)針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢 B．有順時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢 C．有逆時(shí)針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢 D．有逆時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢 8．圖甲中的是一個(gè)邊長為L的正方形導(dǎo)線框，其電阻為R。線 框以恒定速度沿軸運(yùn)動(dòng)，并穿過圖中所示的勻強(qiáng)磁場區(qū)域 。如果以軸的正方向作為力的正方向。線框在圖示位置的 時(shí)刻作為時(shí)間的零點(diǎn)，則磁場對(duì)線框的作用力F隨時(shí)間變化的 圖線應(yīng)為圖乙中的

6、哪個(gè)圖？ （ ） 9．“衛(wèi)星懸繩發(fā)電”是人類為尋找衛(wèi)星的新型電力能源供應(yīng)系統(tǒng)而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)．假設(shè)在實(shí)驗(yàn)中， 用飛機(jī)拖著一根很長的金屬線（其下端懸掛一個(gè)金屬球，以保證金屬線總是呈豎直狀態(tài)） 在高空環(huán)繞地球飛行，且每次飛經(jīng)我國上空時(shí)都是由西北飛向東南方向，則下列說法正 確的是 （　　） A．這是利用運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線切割地磁場的磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢的原理，金屬線相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的 繞組 B．該發(fā)電機(jī)可產(chǎn)生直流電，且金屬線的上端為正極 C．該發(fā)電機(jī)可產(chǎn)生直流電，且金屬線的上端為負(fù)極

7、D．該發(fā)電機(jī)可產(chǎn)生交流電，當(dāng)飛機(jī)在北半球飛行時(shí)、金屬線的上端為其正極，當(dāng)飛機(jī) 在南半球飛行時(shí)、金屬線的上端為其負(fù)極 20080812 10．兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。斜面處在以勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上。質(zhì)量為m、電阻可不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度。如圖所示，在這過程中 （ ） θ A．作用在金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零 B．作用在金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh

8、 與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和 C．恒力F與安培力的合力所做的功等于零 D．恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱 20080812 第Ⅱ卷（非選擇題 共60分） 二、本題共4小題，共20分．把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答． 11．如圖所示裝置是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的方向與引起感應(yīng)電流的磁場變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)示意圖，磁鐵的上端是N極。已知電流從“+”接線柱流入電流表時(shí)，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，電流從“”接線柱流入電流表時(shí)，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。當(dāng)磁鐵從線圈中豎直向上拔出時(shí)，電流表指針向_______偏轉(zhuǎn)（選填“左”或“右”）。 12．如圖甲所示螺線

9、管匝數(shù)，匝，橫截面積cm2，電阻，與螺線管串聯(lián)的外電阻，，穿過螺線管 方向向右的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按乙所示規(guī)律變化， 則電阻消耗的電功率為 W，點(diǎn)的電勢為 V。 13．為了利用海洋資源，海洋工作者有時(shí)根據(jù)水流切割地磁場所產(chǎn)生的感 應(yīng)電動(dòng)勢來測量海水的流速．假設(shè)海洋某處的地磁場豎直分量為B＝0.510－4T，水流是南北流向，如圖將兩個(gè)電極豎直插入此處海水中，且保持兩電極的連線垂直水流方向．若兩極相距L＝10m，與兩電極相連的靈敏電壓表的讀數(shù)為U＝2mV，則海水的流速大小為 。 14．在操場上，兩同學(xué)相距L為10m左右，在東偏北、西偏南11的沿垂直于地

10、磁場方向的兩個(gè)位置上，面對(duì)面將一并聯(lián)銅芯雙絞線，象甩跳繩一樣搖動(dòng)，并將線的兩端分別接在靈敏電流計(jì)上。雙絞線并聯(lián)后的電阻R為2Ω，繩搖動(dòng)的頻率配合節(jié)拍器的節(jié)奏，保持f=2Hz．如果同學(xué)搖動(dòng)繩子的最大圓半徑h=1m，電流計(jì)的最大值I=3mA。 ①試估算地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)量級(jí)_________。數(shù)學(xué)表達(dá)式B=___________．（用R,I,L,f,h等已知量表示） ②將兩人的位置改為與剛才方向垂直的兩點(diǎn)上，那么電流計(jì)的讀數(shù)_________。 三、本題共4小題，滿分40分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，

11、答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 15．（8分）電子感應(yīng)加速器是利用變化磁場產(chǎn)生的電場來加速電子的，如圖所示。在圓形磁鐵的兩極之間有一環(huán)形真空室，用交變電流勵(lì)磁的電磁鐵在兩極間產(chǎn)生交變磁場，從而在環(huán)形室內(nèi)產(chǎn)生很強(qiáng)的電場，使電子加速。被加速的電子同時(shí)在洛倫茲力的作用下沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)，設(shè)法把高能電子引入靶室，能使其進(jìn)一步加速。在一個(gè)半徑為r=0.84m的電子感應(yīng)加速器中，電子在被加速的4.210-3s時(shí)間內(nèi)獲得的能量為12MeV，這期間電子軌道內(nèi)的高頻交變磁場是線性變化的，磁通量從零增到1.8Wb，求電子共繞行了多少周？ 16．（8分）如圖是一種測通電螺線

12、管中磁場的裝置，把一個(gè)很小的測量線圈A放在待測處，線圈與測量電量的電表Q串聯(lián)，當(dāng)用雙刀雙擲開關(guān)K使螺線管的電流反向時(shí)，測量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，從而引起電荷的遷移，由Q表測出該電荷電量q，就可以算出線圈所在處的磁感強(qiáng)度B（可認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場）.已知測量線圈共有N匝，直徑為d，它和Q表串聯(lián)電路的總電阻為R，求被測處的磁感強(qiáng)度B。 [K] 17．（12分）如圖所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距，電阻，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量、電阻的金屬桿，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下，現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜

13、止開始運(yùn)動(dòng)，若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（b）所示。 （1）試分析說明金屬桿的運(yùn)動(dòng)情況； （2）求第2s末外力F的瞬時(shí)功率。 18．（12分）如圖所示，正方形導(dǎo)線框abcd的質(zhì)量為m、邊長為l，導(dǎo)線框的總電阻為R。導(dǎo)線框從垂直紙面向里的水平有界勻強(qiáng)磁場的上方某處由靜止自由下落，下落過程中，導(dǎo)線框始終在與磁場垂直的豎直平面內(nèi)，cd邊保持水平。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，磁場上、下兩個(gè)界面水平距離為l。已知cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。 （1）求cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)導(dǎo)線框的速度大小。

14、 （2）請(qǐng)證明：導(dǎo)線框的cd邊在磁場中運(yùn)動(dòng)的任意瞬間，導(dǎo)線框克服安培力做功的功率等于導(dǎo)線框消耗的電功率。 （3）求從導(dǎo)線框cd邊剛進(jìn)入磁場到ab邊剛離開磁場的過程中，導(dǎo)線框克服安培力所做的功。 參考答案 1．D 2．AC 3．BC 鎮(zhèn)流器的作用是啟動(dòng)器剛斷開是產(chǎn)生瞬間高壓，日光燈發(fā)光是產(chǎn)生自感電動(dòng)勢保證 燈管兩端為低壓，日光燈發(fā)光時(shí)啟動(dòng)器兩個(gè)觸片是分離的。 4．AD 頻率越高，電流的變化率越大，穿過閉合工件的磁通量

15、變化率也越大，產(chǎn)生的感應(yīng) 電動(dòng)勢也越大。又根據(jù)，工件中的電流強(qiáng)度也越大。又根據(jù)，因此焊接 20080812 處電阻較大，產(chǎn)生熱量多，溫度升得很高。　 5．C 6．A 7．D[高考資源網(wǎng)] 8．B 9．AB 導(dǎo)線在地磁場中切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以導(dǎo)線相當(dāng)于電源，A項(xiàng)正確；由右手定則判 斷B項(xiàng)正確。 10．AD 導(dǎo)體棒勻速上升，所以合力做功為0，A項(xiàng)正確；恒力F做功等于安培力和重力做功。 11．左 12．1.6，-2。 13．4 m／s 14．（2）10－5， IR/2πLhf ，0 搖動(dòng)繩子的過程中，繩切割地磁場，當(dāng)擺動(dòng)速度與地磁

16、場垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，電流最大。由，，，得：。 15．由題意，問題的實(shí)質(zhì)是線性變化的交變磁場在環(huán)形真空室內(nèi)產(chǎn)生電場，該電場對(duì)電子加速其動(dòng)能增加，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子的加速。 有法拉第電磁感應(yīng)定律，交變磁場在環(huán)形室內(nèi)產(chǎn)生電場，其電動(dòng)勢為 設(shè)電子在加速器中繞行N周，由動(dòng)能定理，電場力對(duì)電子做功NeE等于電子動(dòng)能增加量，即，周 16．利用K將電流反向時(shí)，通電螺線管內(nèi)部磁場將反向，但大小不變，都為B，所以測量線圈內(nèi)磁通變化為：△ф= 2BS = 2Bπ（d/2）2 = πBd2/2 設(shè)電流反向時(shí)間為t，則平均感應(yīng)電動(dòng)勢為： 平均感應(yīng)電流 而電量 q = 所以被測處磁

17、感應(yīng)強(qiáng)度為 17．（1）金屬桿速度為v時(shí)，電壓表的示數(shù)應(yīng)為 則 由題圖可知： 故金屬桿的加速度應(yīng)恒定，即金屬桿應(yīng)水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng) （2）由（1）可得： 則第2s末桿的速度： 此時(shí)桿受到的安培力： 由牛頓第二定律得： 則（1分） 故外力F的功率 18．（1）設(shè)線框cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v， 則在cd邊進(jìn)入磁場過程時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E=Blv， 根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過導(dǎo)線框的感應(yīng)電流為I= 導(dǎo)線框受到的安培力為F安=BIl= 因cd剛進(jìn)入磁場時(shí)導(dǎo)線框做勻速運(yùn)動(dòng)，所以有F安=mg， 以上各式聯(lián)立，得：[K] （2）導(dǎo)線框cd邊在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，克服安培力做功的功率為：P安=F安v 代入整理得：P安= 導(dǎo)線框消耗的電功率為：P電=I2R= 因此有P安＝P電 （3）導(dǎo)線框ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，cd邊即離開磁場，因此導(dǎo)線框繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)線框穿過磁場的整個(gè)過程中，導(dǎo)線框的動(dòng)能不變。 設(shè)導(dǎo)線框克服安培力做功為W安，根據(jù)動(dòng)能定理有2mgl－W安＝0解得W安＝2mgl。 - 7 -