人教版物理選修3-2試題 第四章 檢測試題

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1、第四章　檢測試題 (時間:60分鐘　滿分:100分) 　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 　　 【測控導(dǎo)航】 知識點 題號 1.物理學(xué)史 1 2.法拉第電磁感應(yīng)定律 2、6、11 3.楞次定律 3 4.感生電場的理解 4 5.自感現(xiàn)象 5 6.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗 9 7.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路問題 8 8.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題 10 9.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖象問題 12 10.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的功能問題 7 一、選擇題(每小題6分,共48分) 1.(2012年浙江省衢州一中高二第一學(xué)期期末)自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的,很多

2、物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系作出了貢獻.下列說法中不正確的是(　B　) A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系 B.歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律,說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系 C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系 D.焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng),定量得出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 解析:歐姆定律說明了純電阻電路中電流大小的決定因素,選項B說法不正確,選項A、C、D說法是正確的. 2.半徑為R的圓形線圈,兩端A、D接有一個平行板電容器,線圈垂直放在隨時間均勻變化的勻強磁場中,如圖所示,則要使電容器所帶電荷量Q增大,可以采取的措施是(　B　)

3、A.增大電容器兩極板間的距離 B.增大磁感應(yīng)強度的變化率 C.減小線圈的半徑 D.改變線圈所在平面與磁場方向間的夾角 解析:由Q=CU,U=E==,分析可得增大磁感應(yīng)強度變化率、增大線圈在垂直磁場方向的投影面積可增大A、D間電壓,從而使Q增大,B項正確,C、D錯誤.減小電容器兩極板間距離可使Q增大,A錯誤. 3.如圖所示,線圈內(nèi)有條形磁鐵,將磁鐵從線圈中拔出來時(　BD　) A.φa>φb B.φa<φb C.電阻中電流方向由a到b D.電阻中電流方向由b到a 解析:磁鐵從線圈中拔出時,線圈中磁場方向向右,磁通量減少,根據(jù)楞次定律,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,右端為正極,左端

4、為負(fù)極,所以電阻中電流方向由b到a,故φb>φa.B、D項正確. 4.如圖所示的是一個水平放置的玻璃圓環(huán)形小槽,槽內(nèi)光滑,槽寬度和深度處處相同,現(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電的絕緣小球放在槽中,它的初速度為v0,磁感應(yīng)強度的大小隨時間均勻增大,(已知均勻變化的磁場將產(chǎn)生恒定的感生電場)則(　B　) A.小球受到的向心力大小不變 B.小球受到的向心力大小不斷增大 C.磁場力對小球做了功 D.小球受到的磁場力大小與時間成正比 解析:由楞次定律可知,此電場與小球初速度方向相同,由于小球帶正電,電場力對小球做正功,小球的速度應(yīng)該逐漸增大,向心力也會隨著增大,故A錯B對.另外洛倫茲力對運動

5、電荷永遠(yuǎn)不做功,故C錯.帶電小球所受洛倫茲力F=qvB,隨著速率的增大而增大,同時,B也正比于時間t,則F與t不成正比,故D錯誤. 5.如圖所示,a、b、c為三只相同的燈泡,額定電壓稍大于電源的電動勢,電源內(nèi)阻可以忽略.L是一個本身電阻可忽略的電感線圈.開關(guān)S閉合著,現(xiàn)突然斷開,已知在這一過程中燈泡都不會被燒壞,則下列關(guān)于c燈的說法中正確的是(　C　) A.亮度保持不變 B.將閃亮一下,而后逐漸熄滅 C.將閃亮一下,而后逐漸恢復(fù)到原來的亮度 D.將變暗一下,而后逐漸恢復(fù)到原來的亮度 解析:S閉合,a燈短路,加在c燈兩端電壓為電源電壓,流過c燈電流是流過L電流的一半,當(dāng)S斷開的瞬

6、時,L上的電流要減小,則L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小,所以開始時,通過c的電流變大,比原來亮得多,隨后電流逐漸減小,達到穩(wěn)定后,c兩端的電壓又等于電源電壓,亮度跟原來一樣,C正確. 6.(2012年吉林省長春二中高二上學(xué)期期末)一矩形線框置于勻強磁場中,線框平面與磁場方向垂直,先保持線框的面積不變,將磁感應(yīng)強度在1 s時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍,接著保持增大后的磁感應(yīng)強度不變,在1 s時間內(nèi),再將線框的面積均勻地減小到原來的一半,先后兩個過程中,線框中感應(yīng)電動勢的比值為(　B　) A. B.1 C.2 D.4 解析:由法拉第電磁感應(yīng)定律E=ΔΦ/Δt,在第一個過程中,線框的面積S不變

7、,磁感應(yīng)強度在1 s時間內(nèi)由B變成2B,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小E1=BS;在第二個過程中,磁感應(yīng)強度為2B保持不變,在1 s時間內(nèi),線框的面積由S變?yōu)镾/2,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小E2=BS,所以先后兩個過程中,線框中感應(yīng)電動勢的比值為1,選項B正確. 7.如圖,閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計,將它從圖示位置勻速拉出勻強磁場.若第一次用0.3 s時間拉出,外力所做的功為W1,通過導(dǎo)線截面的電荷量為q1;第二次用0.9 s時間拉出,外力所做的功為W2,通過導(dǎo)線截面的電荷量為q2,則(　C　) A.W1W2,q1=q2 D.W1>W2,

8、q1>q2 解析:設(shè)拉出磁場的位移為x,因勻速拉出,則F=F安 外力做功:W=Fx=F安x=BIlx=x=v 通過導(dǎo)線截面電荷量: q=IΔt=Δt=Blx/R 因為v1>v2,所以W1>W2,q1=q2.故C項正確. 8.如圖所示,粗細(xì)均勻、電阻為r的金屬圓環(huán)放在勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B,圓環(huán)直徑為l,另一長為l,電阻為r/2的金屬棒ab放在圓環(huán)上,接觸電阻不計.當(dāng)ab棒以v0向左運動到圖示虛線位置時,金屬棒兩端電勢差為(　C　) A.Blv0 B.Blv0 C.Blv0 D.Blv0 解析:當(dāng)ab運動到題圖中虛線位置時,其等效電路圖如圖所示,此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動

9、勢E=Blv0,由閉合電路歐姆定律得干路中的電流I===,則等效電路中的路端電壓U=IR外==,所以選項C正確. 二、實驗題(10分) 9.如圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置. (1)將圖中所缺的導(dǎo)線補接完整. (2)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下,那么合上開關(guān)后可能出現(xiàn)的情況有: A.將原線圈迅速插入副線圈時,靈敏電流計指針將　　　　. B.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時,靈敏電流計指針將　　　　. 解析:(1)電源、開關(guān)、滑動變阻器、原線圈應(yīng)組成閉合回路;副線圈與靈敏電流計組成閉合回路. (2)依照楞次定律及靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向

10、與流過它的電流方向的關(guān)系來判定. 答案:(1)如圖所示. (2)A.向右偏轉(zhuǎn)一下　B.向左偏轉(zhuǎn)一下 三、計算題(共42分) 10.(12分)如圖所示,在光滑絕緣水平面上,有一半徑r=10 cm、電阻R=0.01 Ω、質(zhì)量m=0.02 kg的金屬圓環(huán)以v0=10 m/s的速度向一足夠大、磁感應(yīng)強度B=0.3 T的勻強磁場滑去,當(dāng)圓環(huán)剛好有一半進入磁場時,圓環(huán)的加速度為a=158.4 m/s2.求此過程圓環(huán)增加的內(nèi)能. 解析:設(shè)圓環(huán)一半進入磁場時的速度為v,則 I=E/R= 環(huán)的加速度a=== 所以v==8.8 m/s 環(huán)增加的內(nèi)能ΔE=m-mv2≈0.23 J. 答案

11、:0.23 J 11.(14分)如圖所示,固定于水平桌面上的金屬框架cdef,處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒ab擱在框架上,可無摩擦滑動.此時adeb構(gòu)成一個邊長為l的正方形.棒的電阻為r,其余部分電阻不計.開始時磁感應(yīng)強度為B0. (1)若從t=0時刻起,磁感應(yīng)強度均勻增加,每秒增加k,同時保持棒靜止,求棒中的感應(yīng)電流大小和方向. (2)在上述(1)情況中,始終保持棒靜止,當(dāng)t=t1秒末時需加的垂直于棒的水平拉力為多大? 解析:(1)由題意知:=k,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得: E==S=kl2,再根據(jù)歐姆定律得:I== 根據(jù)楞次定律判斷,回路中的電流方向為逆時針方向,或棒上

12、電流從b到a. (2)要保持棒靜止,使作用到棒上的力平衡,即水平拉力等于棒受到的安培力: F=F安=BIl=(B0+kt1)l=(B0+kt1). 答案:(1)kl2/r,棒中電流方向由b到a　(2)(B0+kt1)kl3/r 12.(2012年河北省衡水中學(xué)高二第二學(xué)期一調(diào))(16分)如圖(a)所示,平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ光滑且足夠長,固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.25 m,電阻R=0.5 Ω,導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1 kg、電阻r=0.1 Ω的金屬桿,導(dǎo)軌電阻可忽略不計,整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.4 T的勻強磁場中,磁場方向豎直向下,現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿,使其由

13、靜止開始運動,理想電壓表的示數(shù)U隨時間t變化的關(guān)系如圖(b)所示. (1)分析證明金屬桿做勻加速直線運動; (2)求金屬桿運動的加速度大小; (3)寫出外力F隨時間變化的表達式; (4)求第2.5 s末外力F的瞬時功率. 解析:(1)U=E=,U∝v,因U隨時間均勻變化,故v也隨時間均勻變化,金屬桿做勻加速直線運動. (2)由圖象k===a,則金屬桿運動的加速度a== m/s2=2.4 m/s2. (3)由牛頓第二定律F=F安+ma=BIL+ma=+ma=0.04 t+0.24(N). (4)第2.5 s末外力F的瞬間功率P=Fv=(0.04t+0.24)at=2.04 W

14、. 答案:(1)見解析　(2)2.4 m/s2 (3)F=0.04t+0.24(N)　(4)2.04 W 自我補償區(qū) 考查點一:法拉第電磁感應(yīng)定律(對應(yīng)檢測試題第6題) 1.(2012年海南省海南中學(xué)高二第一學(xué)期期中)如圖中畫出的是穿過一個閉合線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律,以下哪些認(rèn)識是正確的(　AB　) A.第0.6 s末線圈中的感應(yīng)電動勢是4 V B.第0.9 s末線圈中的瞬時感應(yīng)電動勢比0.2 s末的大 C.第1 s末線圈的瞬時感應(yīng)電動勢為零 D.第0.2 s末和0.4 s末的瞬時感應(yīng)電動勢的方向相同 解析:由法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈中感應(yīng)電動勢E=ΔΦ/Δt

15、,第0.2 s末線圈中的感應(yīng)電動勢大小E1=8/0.3 V=27 V,第0.6 s末線圈中的感應(yīng)電動勢大小E2=(8-6)/(0.8-0.3) V=4 V,第0.9 s末和第1 s末線圈中的瞬時感應(yīng)電動勢均為E3=6/(1-0.8) V=30 V,故選項A、B均正確,C錯誤;第0.2 s末和0.4 s末穿過閉合線圈的磁通量的方向相同,但大小變化情況相反,故產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢的方向不相同,選項D錯誤. 考查點二:自感現(xiàn)象(對應(yīng)檢測試題第5題) 2.如圖所示,L是自感系數(shù)很大、直流電阻很小的線圈,電表的零刻度都在表盤的中央,且量程均較大,閉合開關(guān)S,各表的指針都偏向零刻度的右邊,則在斷開

16、開關(guān)的瞬間,指針偏向零刻度左邊的表有(　CD　) A.○A1　表 B.○A2　表 C.○A3　表 D.○V　表 解析:斷開開關(guān)的瞬間,線圈產(chǎn)生自感電動勢,與○A3　和○V　表原來的電流方向相反,則○A3　和○V　表的指針向零刻度左邊偏轉(zhuǎn). 考查點三:電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖象問題(對應(yīng)檢測試題第12題) 3.如圖所示,平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右做勻速直線運動,經(jīng)過半徑為R、磁感應(yīng)強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域,能正確表示導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動勢E與導(dǎo)體棒位置x的關(guān)系的圖象是(　A　) 解析:當(dāng)導(dǎo)體棒位置坐標(biāo)為x時, 導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動勢E=Blv=Bv2=2Bv, 故A正確. 7