高二物理选修3-2第四章综合测试卷
人教版高中物理选修3-2 第四章 电磁感应 测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-2 第四章电磁感应测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是()A．一起向左运动B．一起向右运动C．ab和cd相向运动，相互靠近D．ab和cd相背运动，相互远离2.如图所示，水平光滑的金属框架上左端连接一个电阻R，有一金属杆在外力F的作用下沿框架向右由静止开始做匀加速直线运动，匀强磁场方向竖直向下，轨道与金属杆的电阻不计并接触良好，则能反映外力F随时间t变化规律的图象是图中的()A．B．C．D．3.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电量为＋q的小球．开关K闭合前传感器上有示数，开关K闭合后传感器上的示数变为原来的一半．则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是()A．正在增强，＝B．正在增强，＝C．正在减弱，＝D．正在减弱，＝4.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是()A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d5.如图所示，A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为()A．＝1B．＝2C．＝D．＝6.如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中()A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安掊力的合力为零D．线框的机械能不断增大7.如图所示，线圈平面与条形磁铁的轴线垂直，现将线圈沿轴线由A点平移到B点，穿过线圈磁通量的变化情况是()A．变大B．变小C．不变D．先变大，后变小8.如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd.t＝0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化关系图象正确的是()A．B．C．D．9.如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁．当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是()A．铝环有收缩趋势，对桌面压力减小B．铝环有收缩趋势，对桌面压力增大C．铝环有扩张趋势，对桌面压力减小D．铝环有扩张趋势，对桌面压力增大10.如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，若线框的面积为S，则通过线框的磁通量为()A．BSB．C．D． 011.如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sinα＝，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为()A．BSB．BSC．BSD．BS12.如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里，abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻bc边与磁场区域边界重合．现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a—b—c—d—a方向为感应电流正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是()A．B．C．D．13.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()A．B． 1C． 2D． 414.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是()A．由顺时针方向变为逆时针方向B．由逆时针方向变为顺时针方向C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向15.如图所示，边长为L的正方形线框旋转在光滑绝缘的水平面上，空间存在竖直向下的匀强磁场，MN和PQ为磁场边界，磁场宽度为L.开始时，线框的顶点d恰在磁场边界上，且对角线bc与磁场边界平行，现用外力使线框沿与磁场边界垂直的方向匀速运动，则在穿过磁场的过程中，线框中的电流I(以逆时针方向为正)和外力的功率P随时间变化正确的图象为()A．B．C．D．第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)16.在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于匀强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈．假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R，磁场的磁感应强度为B，如图所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐．若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场．求此过程中，流过线圈中导线横截面的电荷量是多少．17.如图所示，有两根足够长、不计电阻、相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上．现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端．已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等．求：拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v.18.如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m、质量为0.1 kg、电阻为0.1 Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg，匀强磁场磁感应强度为0.5 T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动．(g取10 m/s2)(1)求线圈匀速上升的速度大小；(2)在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功？(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？19.如图所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为L的单匝正方形线框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域．线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab边始终平行于磁场的边界．已知线框的四个边的电阻值相等，均为R.求：(1)在ab边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小．(2)在ab边刚进入磁场区域时，ab边两端的电压．(3)在线框被拉入磁场的整个过程中，线框产生的热量．答案解析1.【答案】C【解析】由于ab和cd电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除A、B；当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增加的目的，故选C.2.【答案】B【解析】金属杆受力如图所示，由牛顿第二定律得：F－＝ma；F＝ma＋·t，B正确．3.【答案】B【解析】开关闭合时，qE＋F＝mg，F＝mg，所以E＝，E＝＝.所以＝.小球带正电，知上极板带负电，根据楞次定律，磁场正在增强．故B正确，A、C、D错误．故选B.4.【答案】B【解析】金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到竖直位置的过程中，磁场自abcd的右侧面穿出，摆动过程中磁通量在减少，根据楞次定律得电流方向为d→c→b→a→d；金属线框由竖直位置摆动到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律得出感应电流的方向为d→c→b→a→d.5.【答案】D【解析】A、B两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同，但某一时刻穿过它们的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，所以两导线环上的磁通量变化率是相等的，E＝＝S相同，得＝1，I＝，R＝ρ(S1为导线的横截面积)，l＝2πr，所以＝，代入数值得＝＝.6.【答案】B【解析】由通电直导线周围磁感线的分布规律可知，线框下落过程中穿过其中的磁感线越来越少，故磁通量在不断变小，故A错；下落时穿过线框的磁通量始终减小，由楞次定律可知感应电流的方向保持不变，故B正确；线框上下两边受到的安培力方向虽相反，但上边所处位置的磁感应强度始终大于下边所处位置的磁感应强度，故上边所受的安培力大于下边所受的安培力，其合力不为零，故C错；由能量守恒可知下落时一部分机械能会转化为线框通电发热产生的内能，故线框的机械能减少，D错．7.【答案】B【解析】磁极在A点时，磁极处磁场线最多，则穿过线圈的磁通量最大，当由A点平移到B点磁场线不断减少，则穿过线圈磁通量的变化情况是变小，则B正确．8.【答案】C【解析】由于线框进入磁场是做匀加速直线运动，故速度是逐渐增加的，所以进入磁场时产生的电动势也是逐渐增加的，由于线框的电阻不变，故线框中的电流也是逐渐增加的，选项A错误；当线框全部进入磁场后，由于穿过线框的磁通量不变，故线框中的电动势为0，所以线框里的电流为0，选项B错误；由于线框在进入磁场的过程中的电流是均匀增加的，故ad边两端电压也是均匀增加的，但当线框全部进入磁场后，ad间的电压相当于一个导体棒在磁场中切割磁感线而产生的感应电压，该电压随运动速度的增大而增大，且大于t2时刻时ad间的电压，选项C正确；而对线框的拉力，在线框进入磁场前，由于线框做加速运动，故需要一定的拉力，进入磁场后，线框中的感应电流是均匀增加的，会产生阻碍线框运动的均匀增大的安培力，故需要的拉力也是均匀增大的，即F＝ma＋，可见拉力F与速度v(或时间t)成线性关系，不是正比关系，其图象不过原点，选项D错误．9.【答案】B【解析】根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，铝环内的磁通量增大，因此铝环做出的反应是面积有收缩的趋势，同时将远离磁铁，故增大了和桌面的挤压程度，从而使铝环对桌面压力增大，故B项正确．10.【答案】D【解析】因为线圈平面和磁场方向平行，所以没有磁感线穿过线圈，即通过线圈的磁通量为零，D 正确．11.【答案】B【解析】根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量Φ＝BS sinα，代入解得Φ＝BS，所以B正确，A、C、D错误．12.【答案】B【解析】由于bc进入磁场时，根据右手定则判断出其感应电流的方向是沿adcba的方向，其方向为负方向，所以A、C错误；当逐渐向右移动时，切割磁感线的条数在增加，故感应电流在增大；当bc边穿出磁场区域时，线圈中的感应电流方向变为abcda，是正方向，故其图象在时间轴的上方，所以B正确，D错误．13.【答案】B【解析】设原磁感应强度是B，线框面积是S.第1 s内ΔΦ1＝2BS－BS＝BS，第2 s内ΔΦ2＝2B·－2B·S＝－BS.因为E＝n，所以两次电动势大小相等，B正确．14.【答案】D【解析】将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表如下：看上表的最后一列，可知选项D正确．15.【答案】A【解析】由楞次定律可得开始时电流方向为正，线框匀速运动，电动势均匀变化，而回路电阻不变，所以电流在每个单调变化时间内呈线性变化．所以A正确，B错误；因为线框匀速运动，由能量守恒知，外力的功率与线框中电流的电功率大小相等，因回路电阻不变，而电流线性变化，所以功率是非线性变化的，所以C、D均错误．16.【答案】【解析】在匀速提升过程中线圈运动速度v＝，线圈中感应电动势E＝nBLv，产生的感应电流I＝，流过导线横截面的电荷量q＝I·t，联立得q＝.17.【答案】2mg sinθ【解析】当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时，其受力如图所示：由平衡条件可知：F－F安＝mg sinθ①又F安＝BIL②而I＝③联立①②③式得：F－－mg sinθ＝0④同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时：mg sinθ－＝0⑤联立④⑤两式解得：F＝2mg sinθv＝.18.【答案】(1)10 m/s(2)0.4 J(3)0.2 J【解析】(1)设绳子的拉力为F，对砝码：F＝m1g sin 30°＝2 N对线圈：F＝m2g＋F安，F安＝代入数据得：v＝10 m/s.(2)W＝Fl＝2×0.2 J＝0.4 J.(3)由能量转化守恒定律得：Q＝W－m2gl＝0.4 J－0.1×10×0.2 J＝0.2 J.19.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)ab边切割磁感线产生的电动势为E＝BLv 所以通过线框的电流为I＝＝.(2)ab边两端电压为路端电压：Uab＝I·3R所以Uab＝(3)线框被拉入磁场的整个过程所用时间t＝，线框中电流产生的热量Q＝I2·4R·t＝.。
高二物理选修3-2第四章综合测试卷
高二物理选修3-2第四章综合测试卷一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60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5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1.如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中()A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿水平方向2.如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a() A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转3.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大4.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是()A．利用线圈中电流产生的热量B．利用线圈中电流产生的磁场C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D．给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电5.在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，金属杆PQ在宽为l的平行金属导轨上以速度v0向右匀速滑动，PQ中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，所产生的感应电动势大小变为E2，则E1与E2之比及通过电阻R的感应电流方向为()A．2∶1，b→a B．1∶2，b→aC．2∶1，a→b D．1∶2，a→b6.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( ) A.12 B ．1 C ．2 D ．4 7.如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a ，总电阻为R (指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a 、电阻为R 2的导体棒AB ，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两端的电压大小为( )A.Ba v 3B.Ba v 6C.2Ba v 3D ．Ba v 8.如图甲所示，n ＝50匝的圆形线圈M ，它的两端点A 、B 与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则A 、B 两点的电势高低与电压表的读数为( )A ．φA ＞φB ，20 V B ．φA ＞φB ，10 VC ．φA ＜φB ，20 VD ．φA ＜φB ，10 V9.矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直．规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示．若规定顺时针方向为感应电流i 的正方向，下列i －t 图中正确的是( )10.如图所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距L ＝0.1 m ，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，磁感应强度B ＝10 T ，质量m ＝0.1 kg 、电阻为R ＝2 Ω的金属杆ab 接在两导轨间，在开关S 断开时让ab 自由下落，ab 下落过程中、始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长且电阻不计，取g ＝10 m/s 2，当下落h ＝0.8 m 时，开关S 闭合，若从开关S 闭合时开始计时，则ab 下滑的速度v 随时间t 变化的图象是下图中的( )11.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别以v、3v速度朝两个方向匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()A．导体框所受安培力方向相同B．导体框中产生的焦耳热相同C．导体框ad边两端电势差相等D．通过导体框截面的电荷量相同12.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2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R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，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R1消耗的热功率为F v 3B．电阻R2消耗的热功率为F v 6C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmg v cosθD．整个装置消耗的机械功率为(F＋μmg cosθ)v二、计算题(本题共4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) 13.(8分)如图所示，线圈ABCD每边长l＝0.20 m，线圈质量m1＝0.10 kg、电阻R＝0.10 Ω，重物质量为m2＝0.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为h＝0.20 m．重物从某一位置下降，使AB边进入磁场开始做匀速运动，求线圈做匀速运动的速度(g取10 m/s2)．14.(8分)如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场，现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图象如图乙所示(取g＝10 m/s2)．求：(1)磁感应强度B的大小．(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量．15.(10分)在光滑绝缘水平面上，电阻为0.1 Ω、质量为0.05 kg的长方形金属框ABCD，以10 m/s的初速度向磁感应强度B＝0.5 T、方向垂直水平面向下、范围足够大的匀强磁场滑去．当金属框进入磁场到达如图所示位置时，已产生1.6 J的热量．(1)在图中AB边上标出感应电流和安培力的方向，并求出在图示位置时金属框的动能．(2)求图示位置时金属框中感应电流的功率．(已知AB边长L＝0.1 m)16.(14分)如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．。
2024_2025学年高中物理第四章电磁感应全章水平测试新人教版选修3_2
第四章电磁感应水平测试本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。
在第1～6 题给出的四个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
)1．下列说法正确的是( )A．奥斯特发觉了电流磁效应；法拉第发觉了电磁感应现象B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中肯定会产生感应电流C．线圈中磁通量改变越大，线圈中产生的感应电动势肯定越大D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律答案 A解析由物理学史可知A正确；B项中闭合电路做切割磁感线运动且使磁通量改变才产生感应电流，故B错误；C项中，感应电动势与磁通量改变率成正比，故C错误；涡流也是感应电流，也遵循法拉第电磁感应定律，D项错误。
2．如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动状况是( )A．向右匀速运动B．向左加速运动C．向左减速运动D．向右加速运动答案 B解析若要让N中产生顺时针的电流，M必需让N中的磁场“向里减小”或“向外增大”，所以有两种状况：垂直纸面对里的磁场大小减小，依据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有金属棒向右减速运动；或者垂直纸面对外的磁场大小增大，依据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有金属棒向左加速运动，故B正确，A、C、D错误。
3．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽视的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下做加速上升运动的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于( )A ．棒的机械能增加量B ．棒的动能增加量C ．棒的重力势能增加量D ．电阻R 上放出的热量答案 A解析 依据动能定理可知：W F ＋W 安＋W G ＝12mv 2。
【精品试卷】人教版高中物理选修3-2单元综合测评4复习专用试卷
高中物理学习材料（精心收集**整理制作）单元综合测评四第四章电磁感应(时间：90分钟满分：100分)温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．第Ⅰ卷(选择题，共52分)一、选择题(本大题共13小题，每小题4分，共52分，每小题至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)1．(2013·海口高二检测)物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面列举的四种器件中，利用电磁感应原理工作的是()A．回旋加速器B．电磁炉C．质谱仪D．示波管解析：回旋加速器、质谱仪都是利用洛伦兹力工作，示波管是利用电场力工作的，电磁炉是利用电磁感应原理工作，B正确．答案：B2．如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁可能是()A．向下运动B．向上运动C ．向左平移D ．以上都不可能解析：感应电流方向从A 经R 到B ，根据安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上到下．由楞次定律判断出螺线管内磁通量的变化由条形磁铁的磁感线分布知螺线管内原磁场是向下的，应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左平移．所以正确答案是B 、C.答案：BC3.(2013·泰兴高二检测)如图所示，一个半径为L 的半圆形硬导体AB 以速度v 在水平U 型框架上向右匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B ，回路电阻为R 0，半圆形硬导体AB 的电阻为r ，其余电阻不计，则半圆形导体AB 切割磁感线产生的感应电动势大小及AB 之间的电势差分别为( )A ．BL v BL v R 0R 0＋r B ．2BL v BL v C ．2BL v2BL v R 0R 0＋rD ．BL v 2BL v解析：根据E ＝BL v ，感应电动势E ＝2BL v ，AB 间的电势差U ＝ER 0R 0＋r ＝2BL v R 0R 0＋r ，C 项正确．答案：C4.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 ．增大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解析：由Q ＝CU ，U ＝E ＝ΔΦΔt ＝ΔBSΔt ，分析可得增大磁感应强度变化率，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，C 、D 错误．B 项正确．减小电容器两极板间距离可使Q 增大，A 错误．答案：B5.如图所示灯A 、B 完全相同，带铁芯的线圈L 的电阻可忽略，则( ) A ．S 闭合的瞬间，A 、B 同时发光，接着A 变暗，B 更亮，最后A 熄灭 B ．S 闭合瞬间，A 不亮，B 立即亮C．S闭合瞬间，A、B都不立即亮D．稳定后再断开S的瞬间，B熄灭，A闪亮一下再熄灭解析：S接通的瞬间，L所在支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增加．由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过A，所以A、B会同时亮．又由于L中电流逐渐稳定，感应电动势逐渐消失，A逐渐变暗，线圈的电阻可忽略，对A起到“短路”作用，因此A最后熄灭．这个过程电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知，B会比以前更亮．稳定后S断开瞬间，由于线圈的电流较大，L与A组成回路，A要闪亮一下再熄灭，B 立即熄灭．答案：AD6.在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点1，现把它从1扳向2，如图所示，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是()A．先由P→Q，再由Q→P B．先由Q→P，再由P→QC．始终由Q→P D．始终由P→Q解析：开关由1扳到2，线圈A中电流产生的磁场由左向右先减小后反向增加，由楞次定律可得R中电流由Q→P，选项C正确．答案：C7．(2013·牡丹江高二检测)在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪些运动时，线圈中能产生感应电流()A．线圈沿自身所在的平面做匀速运动B．线圈沿自身所在的平面做加速运动C．线圈绕任意一条直径做转动D．线圈沿着磁场方向向上移动解析：线圈沿自身所在的平面运动、沿着磁场方向向上移动时，穿过线圈的磁通量不变化，不能产生感应电流，故A、B、D错误；线圈绕任意一条直径做转动时，穿过线圈的磁通量变化，故能产生感应电流，故C正确．答案：C8．下列应用中哪些与涡流有关()A．高频感应冶炼炉B ．汽车的电磁式速度表C ．家用电度表(转盘式)D ．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流解析：高频感应冶炼炉的炉外围通入反复变化的电流，则炉内的金属中会产生涡流；汽车速度表是磁电式电流表，指针摆动时，铝框骨架中产生涡流；家用电度表(转盘式)的转盘中有涡流产生；闭合线圈在磁场中转动产生感应电流，不同于涡流，D 错误．答案：ABC9．(2012·高考北京理综)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L 、开关S 和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L 上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S 的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是( )A ．线圈接在了直流电源上B ．电源电压过高C ．所选线圈的匝数过多D ．所用套环的材料与老师的不同解析：当闭合S 瞬间，线圈L 内产生的磁场B 及磁通量的变化率ΔΦΔT ，随电压及线圈匝数增加而增大，如果套环是金属材料又闭合，由楞次定律可知，环内会产生感应电流I 及磁场B ′，环会受到向上的安培力F ，当F ＞mg 时，环跳起，ΔΦΔT 越大，环电阻越小，F 越大．如果环越轻，跳起效果越好，所以选项B 、C 错误；如果套环换用电阻大密度大的材料，I 减小F 减小，mg 增大，套环可能无法跳起，选项D 正确；如果使用交流电，S 闭合后，套环受到的安培力大小及方向(上下)周期性变化，S 闭合瞬间，F 大小、方向都不确定，直流电效果会更好，选项A 错误．答案：D10．一金属圆环水平固定放置．现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环( )A ．始终相互吸引B ．始终相互排斥C ．先相互吸引，后相互排斥D ．先相互排斥，后相互吸引解析：当条形磁铁靠近圆环时，产生感应电流，感应电流在磁场中受到安培力的作用，由楞次定律可知，安培力总是“阻碍变化”，因此，条形磁铁靠近圆环时，受到排斥力；当磁铁穿过圆环远离圆环时，受到吸引力，D 正确．答案：D11．(2012·高考全国新课标卷)如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt的大小应为( )A.4ωB 0πB.2ωB 0πC.ωB 0πD.ωB 02π解析：设圆的半径为L ，电阻为R ，当线框以角速度ω匀速转动时产生的感应电动势E 1＝12B 0ωL 2.当线框不动，而磁感应强度随时间变化时E 2＝12πL 2ΔB Δt ，由E 1R ＝E 2R 得12B 0ωL 2＝12πL 2ΔB Δt ，ΔB Δt ＝ωB 0π，故C项正确．答案：C12．(2013·黑龙江哈尔滨一模)如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C 的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S .在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示．则在0～t 0时间内电容器( )A ．上极板带正电，所带电荷量为CS (B 2－B 1)t 0B ．上极板带正电，所带电荷量为C (B 2－B 1)t 0C ．上极板带负电，所带电荷量为CS (B 2－B 1)t 0D ．上极板带负电，所带电荷量为C (B 2－B 1)t 0解析：由乙图可知ΔB Δt ＝B 2－B 1t 0，B 增大，根据楞次定律，感应电流沿逆时针方向，故上极板带正电，E ＝n S ΔB Δt ＝S (B 2－B 1)t 0，Q ＝CE ＝CS (B 2－B 1)t 0，A 正确．答案：A13．(2012·高考山东理综)如图所示，相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B .将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P ，导体棒最终以2v 的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g .下列选项正确的是( )A ．P ＝2mg v sin θB ．P ＝3mg v sin θC ．当导体棒速度达到v 2时加速度大小为g 2sin θD ．在速度达到2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析：对导体棒受力分析如图．当导体棒以v 匀速运动时(如图甲)，应有：mg sin θ＝F 安＝BIL ＝B 2L 2v R ；当加力F 后以2v 匀速运动时(如图乙)，F ＋mg sin θ＝2B 2L 2vR ，两式联立得F ＝mg sin θ，则P ＝F ·2v ＝2mg v sin θ，A 正确，B 错误；由牛顿第二定律，当导体棒的速度为v 2时，a ＝mg sin θ－F 安″m ＝mg sin θ－B 2L 2v2R m ＝g2sin θ，C 正确；由功能关系，当导体棒达到2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功与减少的重力势能之和，D 错误．答案：AC第Ⅱ卷(非选择题，共48分)二、论述、计算题(本题共4小题，共48分，解答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)14.(2013·永州高二检测)如图所示，MN，PQ是两条水平放置的平行光滑导轨，其电阻可以忽略不计，轨道间路l＝0.60 m，匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度B＝1.0×10－2 T，金属杆垂直于导轨放置，与导轨接触良好，ab 杆在导轨间部分的电阻r＝1.0 Ω，在导轨的左端连接有电阻R1、R2，阻值分别为R1＝3.0 Ω，R2＝6.0 Ω，ab杆在外力作用下以v＝5.0 m/s的速度向右匀速运动．求：(1)ab杆哪端电势高；(2)求通过ab杆的电流I.解析：(1)由右手定则知感应电流方向为b→a，故a端电势高．(2)当ab杆匀速运动时，产生的感应电动势为E＝Bl v＝3.0×10－2V，R1与R2并联的总电阻为R并＝R1R2R1＋R2＝2.0 Ω.根据闭合电路欧姆定律可知，通过ab杆的电流为I＝ER并＋r＝1.0×10－2 A.答案：(1)a(2)1.0×10－2 A15．(2013·成都高二检测)如图所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为B＝0.5 T，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab的长度与导轨宽度均为L＝0.2 m，电阻R＝1.0 Ω.导轨电阻不计，当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，均标有“6 V 3 W”字样的两小灯泡恰好正常发光，求：(1)通过ab的电流的大小和方向；(2)ab运动速度的大小；(3)电路的总功率．解析：(1)每个小灯泡中的电流为I1＝P1U1＝0.5 A 则ab中的电流为I＝2I1＝1 A由右手定则知通过ab棒的电流方向为由b到a.(2)ab产生的感应电动势：E＝U1＋IR＝6 V＋1×1.0 V＝7 V由E＝BL v，知ab的运动速度v＝EBL＝70 m/s.(3)电路的总功率P ＝IE ＝7 W.答案：(1)1 A 由b 到a (2)70 m/s (3)7 W16．我国的“嫦娥二号”探月卫星在发射1 533秒后进入近地点高度为200km 的地月转移轨道．假设卫星中有一边长为50 cm 的正方形导线框，由于卫星的调姿由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B ＝4×10－5T ，方向如图所示．(1)该过程中磁通量的改变量是多少？(2)该过程线框中有无感应电流？设线框电阻为R ＝0.1 Ω，若有电流则通过线框的电量是多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析：(1)设线框在水平位置时法线n 方向竖直向上，穿过线框的磁通量Φ1＝BS sin37°＝6.0×10－6 Wb当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角θ＝143°，穿过线框的磁通量Φ2＝BS cos143°＝－8.0×10－6 Wb该过程磁通量的改变量大小 ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝1.4×10－5 Wb.(2)因为该过程穿过闭合线框的磁通量发生了变化，所以一定有感应电流 根据电磁感应定律得，I ＝E R ＝ΔΦR Δt通过的电量为q ＝I ·Δt ＝ΔΦR ＝1.4×10－4 C.答案：(1)1.4×10－5 Wb(2)有 1.4×10－4 C17．(2012·高考天津理综)如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l ＝0.5 m ，左端接有阻值R ＝0.3 Ω的电阻．一质量m ＝0.1 kg ，电阻r ＝0.1 Ω的金属棒MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B ＝0.4 T ．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a ＝2 m/s 2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x ＝9 m 时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R 的电荷量q ；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2； (3)外力做的功W F .解析：(1)设棒匀加速运动的时间为Δt ，回路的磁通量变化量为ΔΦ，回路中的平均感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt① 其中ΔΦ＝Blx ②设回路中的平均电流为I ，由闭合电路的欧姆定律得I ＝ER ＋r③ 则通过电阻R 的电荷量为 q ＝I Δt ④联立①②③④式，代入数据得 q ＝4.5 C ．⑤(2)设撤去外力时棒的速度为v ，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得 v 2＝2ax ⑥设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W ，由动能定理得 W ＝0－12m v 2⑦撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q 2＝－W ⑧联立⑥⑦⑧式，代入数据得 Q 2＝1.8 J ．⑨(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1，可得 Q 1＝3.6 J ⑩在棒运动的整个过程中，由功能关系可知 W F ＝Q 1＋Q 2⑪由⑨⑩⑪式得W F＝5.4 J．⑫答案：(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J。
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共4套第四章电磁感应(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.如图1所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。
则B圆内的磁通量()图1A．为零B．垂直纸面向里C．垂直纸面向外D．条件不足，无法判断解析：选B根据右手螺旋定则可知，A产生的磁场在A线圈内部垂直纸面向里，在外部垂直纸面向外，由于磁感线是闭合的曲线，所以A内部的磁感线一定比A外部的磁感线要密一些，所以B项正确。
2.如图2所示，a为圆形金属环，b为直导线，且b垂直环面穿过圆环中心()图2A．若直导线b中通入恒定电流，金属环a中会产生感应电流B．若直导线b中通入交变电流，金属环a中会产生感生电流C．若直导线b中通入恒定电流，同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动，金属环a中会产生感应电流D．以上三种说法均不对解析：选D产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化，不管b中通入什么样的电流，穿过a 中的磁通量始终为0，D 对。
3．半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d ，如图3甲所示。
有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。
在t ＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q 的静止微粒。
则以下说法正确的是( )图3A ．第2秒内上极板为正极B ．第3秒内上极板为负极C ．第2秒末微粒回到了原来位置D ．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2/d解析：选A 根据楞次定律，结合图像可以判断：在0～1 s 内，下极板为正极，上极板为负极；第2秒内上极板为正极，下极板为负极；第3秒内上极板为正极，下极板为负极；第4秒内上极板为负极，下极板为正极，故A 选项正确，B 选项错误。
第四章《电磁感应》检测题(含答案)--高二上学期物理人教版选修3-2
A． 表的指针和 ，表的指针都发生偏转
B． 表的指针发生偏转， 表的指针不发生偏转
C． 表的指针不发生偏转， 表的指针发生偏转
D． 表的指针和 表的指针都不发生偏转
（1）若电阻P的阻值为R，磁感应强度恒为B，OM杆在外力作用下以恒定的角速度逆时针转动，经时间 从图示位置转过角度 到OD位置，求电阻Р在这段时间内产生的焦耳热Q；若此过程在平行板电容器正中间有一个电荷量大小为q的液滴处于静止状态，则液滴带什么电，液滴的质量为多大?
（2）若电阻P的阻值为2R，第（1）中的其它条件保持不变，小液滴以多大的速度从图示位置水平向右发射后会恰好从上板边缘飞出；
4．如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻，阻值为R，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻值为 ，导轨电阻可忽略不计整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小，则（ ）
D．丁图中，磁场方向竖直向上，垂直导轨放在水平平行导轨上的两导线以不同的速度 向左右运动
6．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图所示．导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面．当导线ab加速向右运动时，M所包围的小闭合线圈N产生的感应电流方向，及所具有的形变趋势是：（）
（2）将线圈A中的铁芯快速抽出，电流计指针将___________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；
（3）由实验得出产生感应电流的条件是___________。
2020人教版高二物理选修3：2_第四章 章末质量检测卷(一)
第四章章末质量检测卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1．电磁炉具有无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等优势．电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物．下列相关说法中正确的是()A．锅体可以用不导电的陶瓷制成B．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的C．恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好D．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果解析：选D锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，故A、B、C错误；提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果，故D正确．2．如图所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环．以下判断中正确的是()A．释放圆环，环下落过程中产生感应电流B．释放圆环，环下落过程中无感应电流C．释放圆环，环下落过程中感应电流大小不变D．释放圆环，环下落过程中感应电流逐渐增大解析：选B圆环竖直向下运动时，通过圆环的磁通量始终为零，不产生感应电流，故A、C、D错误，B正确．3．如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有一块马蹄形磁铁置于薄木板下(磁极间距略大于线圈宽度)，磁铁在线圈正下方自左向右匀速通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力的方向是()A．先向左、后向右B．先向左、后向右、再向左C．一直向左D．一直向右解析：选C当磁铁在线圈正下方自左向右匀速通过线圈时，穿过线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律判知，线圈与磁铁间先相互排斥后互相吸引，故线圈一直有向右运动的趋势，故线圈所受木板的摩擦力方向一直向左，故C正确，A、B、D错误．4．2018年全国高考已经结束，高考使用的金属探测器，是在全国高考考生入场前统一使用的合法预防考生作弊的辅助检测设施．其结构原理图可简化为下图所示．探测器运用的是电磁感应的原理，发射线圈(外环)产生垂直于线圈平面大小和方向交替变化的磁场，内环线圈是接收线圈，用来收集被查金属目标发出的磁场(接收线圈能完全屏蔽发射线圈产生的磁场)．随着磁场方向的反复变化，它会与所遇的任何导体物发生作用，导致目标物自身也会产生微弱的磁场，来自目标物的磁场进入内环线圈被接收到后，检测器会发出报警声．某一时刻发射线圈发射一向下的磁场，则下列说法中正确的是()A．如果发射线圈发射的向下磁场增强，则金属物中产生的涡流俯视看沿顺时针方向B．如果发射线圈发射的向下磁场增强，则金属物中涡流产生的磁场也增强C．金属物发出的磁场穿过接收线圈时，接收线圈中产生一个微弱的电流，探测器相应的元件就是依据这一信号电流做出报警的D．金属物发出的磁场穿过接收线圈时，如果接收线圈中产生的微弱电流俯视看沿逆时针方向，则金属物发出的穿过接收线圈的磁场方向向上解析：选C当发射线圈发射的向下磁场增强，根据楞次定律，则感应磁场向上，依据右手螺旋定则，则感应电流方向，俯视看沿逆时针方向，故A错误；如果发射线圈发射的向下磁场增强，则金属物中产生涡流，而不能确定涡流的磁场强弱，故B错误；当接收线圈中产生一个微弱的电流，则探测器相应的元件就是依据这一信号电流，从而发出报警声，故C正确；如果接收线圈中产生的微弱电流俯视看沿逆时针方向，则金属物发出的穿过接收线圈的磁场可能方向向上大小减弱，也可能方向向下大小增强，故D错误．5.图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电阻两端分别接盘心O和盘边缘，则通过电阻R 的电流的大小和方向是( )A ．由c 到d ，I ＝Br 2ωRB ．由d 到c ，I ＝Br 2ωRC ．由c 到d ，I ＝Br 2ω2RD ．由d 到c ，I ＝Br 2ω2R解析：选C 由右手定则可判断出R 中电流由c 到d ，电动势E ＝Br v 2＝12Br 2ω，电路中电流I ＝Br 2ω2R，C 正确． 6．如图所示，金属半圆环AB 放在匀强磁场中，环内与磁感应强度垂直，先让半圆环绕直径AB 所在的直线以角速度ω匀速转动，环中产生的感应电动势的有效值大小为E 1；再让圆环绕A 点在垂直于磁感线的平面内以角速度ω匀速转动，环中产生的感应电动势大小为E 2，则E 1E 2的值为 ( )A.2π2 B.2π4 C.2π8 D.2π16解析：选C 圆环的半径为R .让半圆环绕直径AB 所在的直线以角速度ω匀速转动时，根据公式E ＝BSω得环中产生的感应电动势最大值为E 1max ＝B ·πR 22·ω 环中产生正弦式感应电动势，则感应电动势的有效值为E 1＝22E 1max ＝24B πR 2ω 让圆环绕A 点在垂直于磁感线的平面内以角速度ω匀速转动时，有效切割长度为L ＝2R环中产生的感应电动势大小为E 2＝Bl v ＝B ·2R ·0＋2Rω2＝2BR 2ω 所以有E 1E 2＝2π8.故选C.7．如图所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环P，在圆环P的正上方固定一个线圈Q，线圈Q与平行金属导轨相连并与导体棒ab组成闭合回路，金属导轨处于垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，由于导体棒ab的运动，使得圆环P中产生逆时针方向(从上向下看)的感应电流，并且对桌面的压力小于圆环P的重力，下列说法正确的是()A．导体棒ab向右加速运动B．导体棒ab向左加速运动C．导体棒ab向右减速运动D．导体棒ab向左减速运动解析：选C导体棒向右加速做切割磁感线的运动时，根据右手定则，可知，感应电流由b指向a，且大小增大，根据右手螺旋定则，可知，线圈Q中的磁场方向向上，且大小增大，导致穿过P的磁通量向上，且大小增大，那么其感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，可知，线圈P中有顺时针方向感应电流(从上向下看)，依据楞次定律，它们之间是相互排斥，导致对桌面的压力大于圆环P的重力，故A错误；导体棒ab向左加速做切割磁感线的运动时，根据右手定则，可知，感应电流由a指向b，且大小增大，根据右手螺旋定则，可知，线圈Q中的磁场方向向下，且大小增大，导致穿过P的磁通量向下，且大小增大，那么其感应磁场方向向上，根据右手螺旋定则，可知，线圈P中有逆时针方向感应电流(从上向下看)，依据楞次定律，它们之间是相互排斥，导致对桌面的压力大于圆环P的重力，故B错误；导体棒向右减速做切割磁感线的运动时，根据右手定则，可知，感应电流由b 指向a，且大小减小，根据右手螺旋定则，可知，线圈Q中的磁场方向向上，且大小减小，导致穿过P的磁通量向上，且大小减小，那么其感应磁场方向向上，根据右手螺旋定则，可知，线圈P中有逆时针方向感应电流(从上向下看)，依据楞次定律，它们之间是相互吸引，导致对桌面的压力小于圆环P的重力，故C正确；导体棒ab向左减速做切割磁感线的运动时，根据右手定则，可知，感应电流由a指向b，且大小减小，根据右手螺旋定则，可知，线圈Q中的磁场方向向下，且大小减小，导致穿过P的磁通量向下，且大小减小，那么其感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，可知，线圈P 中有顺时针方向感应电流(从上向下看)，依据楞次定律，它们之间是相互吸引，导致对桌面的压力小于圆环P 的重力，故D 错误．8．将一段导线绕成如图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内．回路的ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中．回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B 随时间t 变化的图象如图乙所示．用F 表示ab 边受到的安培力，以水平向右为F 的正方向，能正确反映F 随时间t 变化的图象是 ( )解析：选B 从B -t 图象中获取磁感应强度B 与时间t 的关系，结合E ＝ΔΦΔt及安培力F ＝BIL 得F -t 关系．由B -t 图象可知，在0～T 4时间内，B 均匀减小；T 4～T 2时间内，B 反向均匀增大．由楞次定律知，通过ab 的电流方向向上，由左手定则可知ab 边受安培力的方向水平向左．由于B 均匀变化，产生的感应电动势E ＝ΔB ΔtS 不变，则安培力大小不变．同理可得，在T 2～T 时间内ab 边受安培力的方向水平向右，故选项B 正确． 二、多项选择题(本题共7小题，每小题3分，共21分．全选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)9．如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池(电池另一极与锉刀接触)，手持导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花．则下列说法中正确的是( )A ．产生电火花的回路只由导线与电池组成B ．若导线端只向一个方向划动也能产生电火花C ．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响D．自感电动势的方向无关与导线端划动的方向解析：选BD由图可知，产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，故A错误；手执导线的另一端，在锉刀上来回划动时产生的电火花，是由于电路时通时断，在回路中产生自感电动势产生的，与导线运动的方向无关，如导线端只向一个方向划动也能产生电火花，故B正确；产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，如果锉刀是绝缘体，则实验不能完成，故C错误；自感电动势的方向与电流接通或电流断开有关，与导线端划动的方向无关，故D正确．10．法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕．法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连．当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则()A．电刷B的电势高于电刷A的电势B．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变大C．若仅将电刷A向盘边缘移动，使电刷A、B之间距离增大，灵敏电流计的示数将变大D．金属盘转动的转速越大，维持其做匀速转动所需外力做功的功率越小解析：选AC电磁铁的左端磁极为N极，右端磁极为S极，圆盘转动，切割磁感线，根据右手定则可知，感应电动势的方向为A到B，B点的电势高于A点电势，A选项正确；根据导体旋转切割公式E＝12BL2ω可知，若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，回路阻值变大，电流变小，线圈中产生的磁场减弱，切割产生的感应电动势减小，灵敏电流计的示数减小，B选项错误；同理，电刷A、B间距离增大，切割产生的感应电动势增大，灵敏电流计的示数增大，C 选项正确；金属盘转动的转速越大，产生的电动势增大，感应电流增大，需要的维持其做匀速转动所需外力增大，外力做功的功率增大，D 选项错误．11.如图所示，电灯A 和B 与固定电阻的电阻均为R ，L 是自感系数很大的线圈．当S 1闭合、S 2断开且电路稳定时，A 、B 亮度相同，再闭合S 2，待电路稳定后将S 1断开，下列说法正确的是( )A ．B 立即熄灭B ．A 灯将比原来更亮一些后再熄灭C ．有电流通过B 灯，方向为c →dD ．有电流通过A 灯，方向为b →a解析：选AD 当断开S 2而只闭合S 1时，A 、B 两灯一样亮，可知线圈L 的电阻也是R ，在S 1、S 2闭合时，I A ＝I L ，故当S 2闭合、S 1突然断开时，流过A 灯的电流只是方向变为b →a ，但其大小不突然增大，A 灯不出现更亮一下再熄灭的现象，故D 项正确，B 项错误；由于固定电阻R 几乎没有自感作用，故断开S 1时，B 灯电流迅速变为零，立即熄灭，故A 项正确，C 项错误．12.(2017·海南卷)如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面(纸面)垂直，磁场的上、下边界(虚线)均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd ，其上、下两边均与磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距．若线框自由下落，从ab 边进入磁场时开始，直至ab 边到达磁场下边界为止，线框下落的速度大小可能( )A ．始终减小B ．始终不变C ．始终增加D ．先减小后增大解析：选CD 线框自由落体，ab 边进入磁场时，线框具有一定的速度，ab 边切割磁感线，受到安培力作用，当B 2L 2v R＝mg 时，线框先做匀速运动，当完全进入磁场后，线框不再受安培力，做加速运动，速度增加；当B 2L 2v R>mg 时，线框先做减速运动，完全进入磁场后，做加速运动，故速度可能先减小后增大，D 选项正确；当B 2L 2v R<mg 时，线框先做加速运动，完全进入磁场后，继续做加速运动，故速度可能始终增加，C 选项正确．13.如图所示，平行的金属导轨与电路处在竖直向下的匀强磁场中，一金属杆放在金属导轨上，在恒定外力F的作用下做匀速运动，则在开关S() A．闭合瞬间通过金属杆的电流增大B．闭合瞬间通过金属杆的电流减小C．闭合后金属杆先减速后匀速D．闭合后金属杆先加速后匀速解析：选AC由题意可知金属杆所受恒定外力F和安培力是一对平衡力，在开关S闭合瞬间，感应电动势不变，电路中总电阻减小，由I＝ER总可知感应电流增大，所以A正确；感应电流增大，安培力增大，合外力方向和运动方向相反，金属杆开始做减速运动，由E ＝BL v可知，感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小，当安培力减小到和恒定外力F 相等时，金属杆又做匀速运动，所以C正确．14．如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，外力F向右为正．则以下能反映感应电动势E和外力F随时间变化规律的图象是()解析：选AD根据楞次定律判断可知，安培力阻碍导体与磁场间的相对运动，所以线框所受的安培力方向向左，由平衡条件得知外力方向一直向右，为正．在0～L v 时间内，线框通过左边的磁场，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿顺时针，为负值．产生的感应电动势为E 1＝BL v ，感应电流为I 1＝E 1R ＝BL v R，外力等于安培力，为F 1＝BI 1L ＝B 2L 2v R； 在L v ～2L v 时间内，线框从左边磁场进入中间磁场，线框的左边和右边都切割磁感线，产生感应电动势，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿逆时针，为正值．回路中总的感应电动势为E 2＝2BL v ，感应电流为I 2＝E 2R ＝2BL v R ，外力等于安培力，为F 2＝2BI 2L ＝4B 2L 2v R； 在2L v ～3L v 时间内，线框从中间磁场进入右边磁场，线框的左边和右边都切割磁感线，产生感应电动势，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿顺时针，为负值．回路中总的感应电动势为E 3＝2BL v ，感应电流为I 3＝2BL v R ，外力等于安培力，为F 2＝2BI 3L ＝4B 2L 2v R； 在3L v ～4L v 时间内，从右边磁场穿出，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿逆时针，为正值．产生的感应电动势为E 4＝BL v ，感应电流为I 4＝BL v R，外力等于安培力，为F 4＝BI 4L ＝B 2L 2v R.所以根据数学知识可知，A 、D 正确． 15．水平面上固定相距为d 的光滑直轨道MN 和PQ ，在N 、Q 之间连接不计电阻的电感线圈L 和电阻R ，匀强磁场磁感应强度为B ，方向垂直导轨平面向上，在导轨上垂直导轨放置一质量为m ，电阻不计的金属杆ab ，在直导轨右侧有两个固定挡块C 、D ，CD 连线与导轨垂直．现给金属杆ab 沿轨道向右的初速度v 0，当ab 即将撞上CD 时速度为v ，撞后速度立即变为零但不与挡块粘连．以下说法正确的是( )A ．ab 向右做匀变速直线运动B ．当ab 撞上CD 后，将会向左运动C ．ab 在整个运动过程中受到的最大安培力为B 2d 2v 0RD ．从ab 开始运动到撞上CD 时，电阻R 上产生的热量小于12m v 02－12m v 2解析：选BD ab 向右运动时受到向左的安培力而做减速运动，产生的感应电动势和感应电流减小，安培力随之减小，加速度减小，所以ab 做非匀变速直线运动，故A 错误；当ab 撞上CD 后，ab 中产生的感应电动势为零，电路中电流要减小，线框将产生自感电动势，根据楞次定律可知自感电动势方向与原来电流方向相同，沿b →a ，根据左手定则可知ab 受到向左的安培力，故当ab 撞上CD 后，将会向左运动，故B 正确；开始时，ab 的速度最大，产生的感应电动势最大，由于线圈中产生自感电动势，此自感电动势与ab 感应电动势方向相反，电路中的电流小于Bd v 0R ，最大安培力将小于BdI ＝B 2d 2v 0R，故C 错误；从ab 开始运动到撞上CD 时，由于线圈中有磁场能，所以电阻R 上产生的热量小于12m v 02－12m v 2，故D 正确．三、非选择题(本题共5小题，共55分)16．(8分)如图所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为B ＝0.5 T ，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab 的长度与导轨宽度均为L ＝0.2 m ，导体棒电阻R ＝1.0 Ω.导轨电阻不计，当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，均标有“6 V 3 W ”字样的两小灯泡恰好正常发光，求：(1)通过ab 的电流的大小和方向；(2)ab 运动速度的大小；(3)电路的总功率．解析：(1)每个小灯泡中的电流为I 1＝P 1U 1＝0.5 A 则ab 中的电流为I ＝2I 1＝1 A由右手定则知通过ab 棒的电流方向为由b 到a .(2)ab 产生的感应电动势：E ＝U 1＋IR ＝6 V ＋1×1.0 V ＝7 V由E ＝BL v ，知ab 的运动速度v ＝E BL＝70 m/s. (3)电路的总功率P ＝IE ＝7 W.答案：(1)1 A 由b 到a (2)70 m/s (3)7 W17．(10分)如图所示，有一夹角为θ的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场，磁场的磁感应强度为B ，方向与角架所在平面垂直向里，一段直导线ab ，从顶角c 贴着角架以速度v 向右匀速运动．求：(1)t 时刻角架的瞬时感应电动势； (2)t 时间内角架的平均感应电动势．解析：(1)ab 杆向右运动的过程中切割磁感线，构成回路的长度不断变大，感应电动势的大小不断变化．在t 时间内设位移为x ，则x ＝v t① 切割长度L ＝x tan θ ② E ＝BL v③ 联立①②③得E ＝B v 2t tan θ.④ (2)由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt⑤ ΔΦ＝ΔS ·B ＝12x ·L ·B⑥联立①②⑤⑥得E ＝12B v 2t tan θ.答案：(1)B v 2t tan θ (2)12B v 2t tan θ18．(10分)两根相距l ＝1 m 的平行光滑长金属导轨(电阻不计)被固定在绝缘水平面上，左端接有R ＝2 Ω的电阻，导轨间区域加上与导轨垂直、方向垂直纸面的磁场，磁场方向分布如图所示，磁场宽度相同且其宽度d ＝0.6 m ，磁感应强度B 1＝25T 、B 2＝0.8 T ．现有电阻r ＝1 Ω的导体棒ab (长为l )垂直导轨放置且接触良好，当导体棒ab 以v ＝5 m/s 的速度从边界MN 进入磁场后始终做匀速运动，求：(1)导体棒ab 进入磁场B 1区域时拉力的功率；(2)导体棒ab 经过任意一个磁场B 2区域过程中通过电阻R 的电荷量．解析：(1)导体棒ab 在磁场B 1区域中运动时，产生的感应电动势为E 1＝B 1l v ，感应电流为I 1＝E 1R ＋r，所受安培力F 安＝B 1I 1l ，导体棒ab 做匀速运动，则F 拉＝F 安，拉力的功率为P ＝F 拉·v ＝B 12l 2v 2R ＋r，代入数据解得P ＝23 W ＝0.67 W.(2)经过任意一个磁场B 2区域过程中，通过电阻R 的电荷量为q ＝I 2Δt 2，由题意得I 2＝B 2l vR ＋r ，位移为d ＝v Δt 2，联立解得q ＝B 2ldR ＋r＝0.16 C. 答案：(1)0.67 W (2)0.16 C19．(12分)如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置，其宽度L ＝1 m ，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 之间连接阻值R ＝0.40 Ω的电阻，质量m ＝0.01 kg 、电阻r ＝0.30 Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上．现使金属棒ab 由静止开始下滑，下滑过程中ab 始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x 与时间t 的关系如图乙所示，图象中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电阻不计，g ＝10 m/s 2，忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响，求：(1)磁感应强度B 的大小；(2)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，通过电阻R 的电荷量； (3)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，电阻R 上产生的热量． 解析：(1)金属棒在AB 段匀速运动，由题中图象乙得 v ＝ΔxΔt ＝7 m/sI ＝BL vr ＋R ，mg ＝BIL 解得B ＝0.1 T. (2)q ＝I Δt I ＝ΔΦ(R ＋r )ΔtΔΦ＝B ·ΔS 解得q ＝1 C.(3)Q ＝mgx －12m v 2解得Q ＝0.455 J从而，有Q R ＝Rr ＋R Q ≈0.26 J.答案：(1)0.1 T (2)1 C (3)0.26 J20．(15分)如图甲所示，竖直面内有一圆形小线圈，与绝缘均匀带正电圆环同心放置．带电圆环的带电量为Q ，绕圆心做圆周运动，其角速度ω随时间t 的变化关系如图乙所示(图中ω0、t 1、t 2为已知量)．线圈通过绝缘导线连接两根竖直的间距为L 的光滑平行金属长导轨，两导轨间的矩形区域内存在垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁场的上下边界间距为h ，磁感应强度大小恒为B .“工”字形构架由绝缘杆固连间距为H (H >h )的水平金属棒AB 、CD 组成，并与导轨紧密接触．初始时锁定“工”字形构架，使AB 棒位于磁场内的上边沿，t 1时刻解除锁定，t 2时刻开始运动．已知“工”字形构架的质量为m ，AB 棒和CD 棒离开磁场下边沿时的速度大小均为v ，金属棒AB 、CD 和圆形线圈的电阻均为R ，其余电阻不计，不考虑线圈的自感．求：(1)0～t 1时间内，带电圆环的等效电流；(2)t 1～t 2时间内，圆形线圈磁通量变化率的大小，并判断带电圆环圆周运动方向(顺时针还是逆时针方向？)(3)从0时刻到CD 棒离开磁场的全过程AB 棒上产生的焦耳热． 解析：(1)由电流的定义式可知，I ＝q t ＝Q T ＝Q 2πω0＝Qω02π.(2)t 1～t 2时间内，“工”字形构架处于平衡状态， 由平衡条件可知，mg ＝BIL 解得I ＝mgBL由欧姆定律可知，I ＝E R ＝ΔΦΔtR解得ΔΦΔt ＝mgR BL由AB 棒处于平衡可知，AB 棒中的电流方向由A 到B ，小圆形线圈中的电流方向为逆时针方向，由“楞次定律”中的增反减同可知，带电圆环圆周运动方向为逆时针方向． (3)由功能关系可知，mg (H ＋h )＝12m v 2＋Q由电路特点可知，Q AB ＝Q2由以上两式解得Q AB ＝mg (h ＋H )2－m v 24.答案：(1)Qω02π (2)mgRBL 运动方向为逆时针方向(3)mg (h ＋H )2－m v 24。
人教版高中物理选修3-2第四章 《电磁感应》单元测试题
人教版高中物理选修3-2第四章 《电磁感应》单元测试题一、单选题1. 如图所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内，两者有共同的中心轴线OO′，关于线圈中产生感应电流的下列说法)中，正确的是(A．当磁铁向纸面外平移时，线圈中产生感应电流B．当磁铁向上平移时，线圈中产生感应电流C．当磁铁向下平移时，线圈中产生感应电流D．当磁铁N极向纸外，S极向纸里绕OO′轴转动时，线圈中产生感应电流2. 如图所示，通电螺线管水平固定，OO′为其轴线，a、b、c三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于OO′)轴．则关于这三点的磁感应强度B a、B b、B c的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系，下列判断正确的是(A．B a＝B b＝B c，Φa＝Φb＝ΦcB ．，C．B a>B b>B c，Φa>Φb>ΦcD．B a>B b>B c，Φa＝Φb＝Φc3. 如图所示是研究通电自感实验的电路图，A 1、A 2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节滑动变阻器R 的滑动触头，使两个灯泡的亮度相同，调节滑动变阻器R 1的滑动触头，使他们都正常发光，然后断开电键S ．重新闭合电键S ，则（ ）A ．闭合瞬间，立刻变亮，逐渐变亮B ．闭合瞬间，、均立刻变亮C ．稳定后，L 和R 两端的电势差一定相同D ．稳定后，和两端电势差不相同4. 如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B .正方形金属框abcd 可绕光滑轴OO ′转动，边长为L ，总电阻为R ，ab 边质量为m ，其他三边质量不计，现将abcd 拉至水平位置，并由静止释放，经时间t 到达竖直位置，产生热量为Q ，若重力加速度为g ，则ab 边在最低位置所受安培力大小等于()A ．B ．C ．D ．5. 如图所示，L 为一根无限长的通电直导线，M 为一金属环，L 通过M 的圆心并与M 所在的平面垂直，且通以向上的电流I ，则()流C ．当M 保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电B ．当M 左右平移时，环中有感应电流A ．当L 中的I 发生变化时，环中有感应电流D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流6. 如图所示，一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场，运动过程中线框只受重力和安培力作用，线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v1、v2、v3和v4，则可以确定( )A．v1<v2B．v2<v3C．v3<v4D．v4<v17. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述不正确的是( )A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有收缩的趋势D．线圈a对水平桌面的压力F N将增大8. 如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线框abcd，线框平面与磁场垂直，O1O2是线框的对称轴，下列可使通过线框的磁通量发生变化的方式是( )A．向左或向右平动B ．向上或向下平动C ．绕O 1O 2转动D ．平行于纸面向里运动9. 一矩形线圈abcd 位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示)，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙所示．以I 表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则图中能正确表示线圈中电流I 随时间t 变化规律的是()A ．B ．C ．D ．10. 如图所示，导体棒ab 长为4L ，匀强磁场的磁感应强度为B ，导体绕过O 点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动，a 与O 的距离很近．则a 端和b 端的电势差Uab 的大小等于()A ．2BL 2ωB ．4BL 2ωC ．6BL 2ωD ．8BL 2ω11. 下列实验现象，属于电磁感应现象的是D ．金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转C ．通电线圈在磁场中转动B ．通电导线AB 在磁场中运动A ．导线通电后其下方的小磁针发生偏转二、多选题12. 如图所示，小螺线管与音乐播放器相连，大螺线管直接与音箱相连．当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，大小螺线管之间发生的物理现象是()A ．自感B ．静电感应C ．互感D ．直接导电13. 在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B ，方向相反的水平匀强磁场，如图，PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为a 、质量为m 、电阻为R 的金属正方形线框，以速度2v 垂直磁场方向从如图实线（I ）位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的如图（II ）位置时，线框的速度为v ，则下列说法正确的是A ．图（II ）时线框中的电功率为B ．此过程中回路产生的电能为C ．图（II）时线框的加速度为D ．此过程中通过线框截面的电量为14. 如图,静止的金属棒ab 、cd 与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好,匀强磁场竖直向下.ab 棒在恒力F 作用下向右运动,则()A ．安培力对ab 棒做正功B ．abdca 回路的磁通量先增加后减少C ．安培力对cd 棒做正功D ．F 做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和15. 如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,现在垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )A．感应电流方向是M→N B．感应电流方向是N→MC．安培力水平向左D．安培力水平向右16. 两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则( )A．A可能带正电且转速减小B．A可能带正电且转速增大C．A可能带负电且转速减小D．A可能带负电且转速增大17. 如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是( )A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的三、实验题18.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是：①电流计②直流电源③带铁芯（图中未画出）的线圈A④线圈B⑤电键⑥滑动变阻器（1）试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）．（2）怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法：①________________；②_____________．19. (1)实验装置如图(a)所示，合上电键S时发现电流表指针向右偏，填写下表空格：____________________________________________________________(2)如图(b)所示，A、B为原、副线圈的俯视图，已知副线圈中产生顺时针方向的感应电流，根据图(a)可判知可能的情况是____________________ A．原线圈中电流为顺时针方向，变阻器滑动片P在右移B．原线圈中电流为顺时针方向，正从副线圈中拔出铁芯C．原线圈中电流为逆时针方向，正把铁芯插入原线圈中D．原线圈中电流为逆时针方向，电键S正断开时四、解答题五、填空题20. 如图所示，足够长的平行光滑U 形导轨倾斜放置，所在平面倾角θ=37°，导轨间的距离L =1.0m ，下端连接R =1.6Ω的电阻，导轨电阻不计，所在空间均存在磁感应强度B =1.0T 、方向垂直于导轨平面的匀强磁场，质量m =0.5kg 、电阻r =0.4Ω的金属棒ab 垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒、大小F =5.0N 的恒力使金属棒ab 从静止起沿导轨向上滑行，当金属棒滑行2.8m 后速度保持不变．求：(sin37°=0.6，cos37°=0.8，g =10m/s 2)（1）金属棒匀速运动时的速度大小v ；（2）当金属棒沿导轨向上滑行的速度v ′=2m/s 时，其加速度的大小a 。
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高二物理选修3-2第四章综合测试卷
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60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5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)
1.如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后
无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中( )
A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针
B．感应电流方向一直是逆时针
C．安培力方向始终与速度方向相反
D．安培力方向始终沿水平方向
2.如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a 绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a( )
A．顺时针加速旋转
B．顺时针减速旋转
C．逆时针加速旋转
D．逆时针减速旋转
3.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( ) A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大
4.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是( )
A．利用线圈中电流产生的热量
B．利用线圈中电流产生的磁场
C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
D．给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电
5.在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，金属杆PQ在宽为l的平行金属导轨上以速度v0向右匀速滑动，PQ中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，所产生的感应电动势大小变
为E2，则E1与E2之比及通过电阻R的感应电流方向为( )
A．2∶1，b→a B．1∶2，b→a
C．2∶1，a→b D．1∶2，a→b
6.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( ) A. B．1 C．2 D．4
7.如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为( )
A. B. C. D．Ba v
8.如图甲所示，n＝50匝的圆形线圈M，它的两端点A、B与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则A、B两点的电势高低与电压表的读数为( )
A．φA＞φB，20 V B．φA＞φB，10 V
C．φA＜φB，20 V D．φA＜φB，10 V
9.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直．规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示．若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列i－t图中正确的是( )
如图所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距L＝0.1 m，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，磁感应强度B＝10 T，质量m＝0.1 kg、电阻为R＝2Ω的金属杆ab接在两导轨间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下落过程中、始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长且电阻不计，取g＝10 m/s2，当下落h＝0.8 m时，开关S闭合，若从开关S闭合时开始计时，则ab下滑的速度v随时间t变化的图象是下图中的( )
如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别以v、3v速度朝两个方向匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中( )
A．导体框所受安培力方向相同
B．导体框中产生的焦耳热相同
C．导体框ad边两端电势差相等
D．通过导体框截面的电荷量相同
如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2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R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，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R1消耗的热功率为
B．电阻R2消耗的热功率为
C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmg v cosθ
D．整个装置消耗的机械功率为(F＋μmg cosθ)v
二、计算题(本题共4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)
(8分)如图所示，线圈ABCD每边长l＝0.20 m，线圈质量m1＝0.10 kg、电阻R＝0.10 Ω，重物质量为m2＝0.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为h＝0.20 m．重物从某一位置下降，使AB边进入磁场开始做匀速运动，求线圈做匀速运动的速度(g取10 m/s2)．
(8分)如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场，现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图象如图乙所示(取g＝10 m/s2)．求：
(1)磁感应强度B的大小．
(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量．
(10分)在光滑绝缘水平面上，电阻为0.1 Ω、质量为0.05 kg的长方形金属框ABCD，以10 m/s的初速度向磁感应强度B＝0.5 T、方向垂直水平面向下、范围足够大的匀强磁场滑去．当金属框进入磁场到达如图所示位置时，已产生1.6 J的热量．
(1)在图中AB边上标出感应电流和安培力的方向，并求出在图示位置时金属框的动能．
(2)求图示位置时金属框中感应电流的功率．(已知AB边长L＝0.1 m)
(14分)如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：
(1)磁感应强度的大小；
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．。