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1、第四章 检测试题
(时间:60分钟 满分:100分)
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知识点
题号
1.物理学史
1
2.法拉第电磁感应定律
2、6、11
3.楞次定律
3
4.感生电场的理解
4
5.自感现象
5
6.电磁感应现象的实验
9
7.电磁感应现象中的电路问题
8
8.电磁感应现象中的力学问题
10
9.电磁感应现象中的图象问题
12
10.电磁感应现象中的功能问题
7
一、选择题(每小题6分,共48分)
1.(2012年浙江省衢州一中高二第一学期期末)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多
2、物理学家为寻找它们之间的联系作出了贡献.下列说法中不正确的是( B )
A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系
B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系
C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系
D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系
解析:欧姆定律说明了纯电阻电路中电流大小的决定因素,选项B说法不正确,选项A、C、D说法是正确的.
2.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( B )
3、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==,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,B项正确,C、D错误.减小电容器两极板间距离可使Q增大,A错误.
3.如图所示,线圈内有条形磁铁,将磁铁从线圈中拔出来时( BD )
A.φa>φb
B.φa<φb
C.电阻中电流方向由a到b
D.电阻中电流方向由b到a
解析:磁铁从线圈中拔出时,线圈中磁场方向向右,磁通量减少,根据楞次定律,线圈中产生感应电动势,右端为正极,左端
4、为负极,所以电阻中电流方向由b到a,故φb>φa.B、D项正确.
4.如图所示的是一个水平放置的玻璃圆环形小槽,槽内光滑,槽宽度和深度处处相同,现将一直径略小于槽宽的带正电的绝缘小球放在槽中,它的初速度为v0,磁感应强度的大小随时间均匀增大,(已知均匀变化的磁场将产生恒定的感生电场)则( B )
A.小球受到的向心力大小不变
B.小球受到的向心力大小不断增大
C.磁场力对小球做了功
D.小球受到的磁场力大小与时间成正比
解析:由楞次定律可知,此电场与小球初速度方向相同,由于小球带正电,电场力对小球做正功,小球的速度应该逐渐增大,向心力也会随着增大,故A错B对.另外洛伦兹力对运动
5、电荷永远不做功,故C错.带电小球所受洛伦兹力F=qvB,随着速率的增大而增大,同时,B也正比于时间t,则F与t不成正比,故D错误.
5.如图所示,a、b、c为三只相同的灯泡,额定电压稍大于电源的电动势,电源内阻可以忽略.L是一个本身电阻可忽略的电感线圈.开关S闭合着,现突然断开,已知在这一过程中灯泡都不会被烧坏,则下列关于c灯的说法中正确的是( C )
A.亮度保持不变
B.将闪亮一下,而后逐渐熄灭
C.将闪亮一下,而后逐渐恢复到原来的亮度
D.将变暗一下,而后逐渐恢复到原来的亮度
解析:S闭合,a灯短路,加在c灯两端电压为电源电压,流过c灯电流是流过L电流的一半,当S断开的瞬
6、时,L上的电流要减小,则L产生自感电动势阻碍电流的减小,所以开始时,通过c的电流变大,比原来亮得多,随后电流逐渐减小,达到稳定后,c两端的电压又等于电源电压,亮度跟原来一样,C正确.
6.(2012年吉林省长春二中高二上学期期末)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( B )
A. B.1 C.2 D.4
解析:由法拉第电磁感应定律E=ΔΦ/Δt,在第一个过程中,线框的面积S不变
7、,磁感应强度在1 s时间内由B变成2B,产生的感应电动势大小E1=BS;在第二个过程中,磁感应强度为2B保持不变,在1 s时间内,线框的面积由S变为S/2,产生的感应电动势大小E2=BS,所以先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为1,选项B正确.
7.如图,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s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0.9 s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( C )
A.W1W2,q1=q2 D.W1>W2,
8、q1>q2
解析:设拉出磁场的位移为x,因匀速拉出,则F=F安
外力做功:W=Fx=F安x=BIlx=x=v
通过导线截面电荷量:
q=IΔt=Δt=Blx/R
因为v1>v2,所以W1>W2,q1=q2.故C项正确.
8.如图所示,粗细均匀、电阻为r的金属圆环放在匀强磁场中,磁感应强度为B,圆环直径为l,另一长为l,电阻为r/2的金属棒ab放在圆环上,接触电阻不计.当ab棒以v0向左运动到图示虚线位置时,金属棒两端电势差为( C )
A.Blv0 B.Blv0
C.Blv0 D.Blv0
解析:当ab运动到题图中虚线位置时,其等效电路图如图所示,此时产生的感应电动
9、势E=Blv0,由闭合电路欧姆定律得干路中的电流I===,则等效电路中的路端电压U=IR外==,所以选项C正确.
二、实验题(10分)
9.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置.
(1)将图中所缺的导线补接完整.
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:
A.将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将 .
B.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将 .
解析:(1)电源、开关、滑动变阻器、原线圈应组成闭合回路;副线圈与灵敏电流计组成闭合回路.
(2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向
10、与流过它的电流方向的关系来判定.
答案:(1)如图所示.
(2)A.向右偏转一下 B.向左偏转一下
三、计算题(共42分)
10.(12分)如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一半径r=10 cm、电阻R=0.01 Ω、质量m=0.02 kg的金属圆环以v0=10 m/s的速度向一足够大、磁感应强度B=0.3 T的匀强磁场滑去,当圆环刚好有一半进入磁场时,圆环的加速度为a=158.4 m/s2.求此过程圆环增加的内能.
解析:设圆环一半进入磁场时的速度为v,则
I=E/R=
环的加速度a===
所以v==8.8 m/s
环增加的内能ΔE=m-mv2≈0.23 J.
答案
11、:0.23 J
11.(14分)如图所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动.此时adeb构成一个边长为l的正方形.棒的电阻为r,其余部分电阻不计.开始时磁感应强度为B0.
(1)若从t=0时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒增加k,同时保持棒静止,求棒中的感应电流大小和方向.
(2)在上述(1)情况中,始终保持棒静止,当t=t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大?
解析:(1)由题意知:=k,根据法拉第电磁感应定律得:
E==S=kl2,再根据欧姆定律得:I==
根据楞次定律判断,回路中的电流方向为逆时针方向,或棒上
12、电流从b到a.
(2)要保持棒静止,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,棒中电流方向由b到a (2)(B0+kt1)kl3/r
12.(2012年河北省衡水中学高二第二学期一调)(16分)如图(a)所示,平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长,固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.25 m,电阻R=0.5 Ω,导轨上停放一质量m=0.1 kg、电阻r=0.1 Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使其由
13、静止开始运动,理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(b)所示.
(1)分析证明金属杆做匀加速直线运动;
(2)求金属杆运动的加速度大小;
(3)写出外力F随时间变化的表达式;
(4)求第2.5 s末外力F的瞬时功率.
解析:(1)U=E=,U∝v,因U随时间均匀变化,故v也随时间均匀变化,金属杆做匀加速直线运动.
(2)由图象k===a,则金属杆运动的加速度a== m/s2=2.4 m/s2.
(3)由牛顿第二定律F=F安+ma=BIL+ma=+ma=0.04 t+0.24(N).
(4)第2.5 s末外力F的瞬间功率P=Fv=(0.04t+0.24)at=2.04 W
14、.
答案:(1)见解析 (2)2.4 m/s2
(3)F=0.04t+0.24(N) (4)2.04 W
自我补偿区
考查点一:法拉第电磁感应定律(对应检测试题第6题)
1.(2012年海南省海南中学高二第一学期期中)如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律,以下哪些认识是正确的( AB )
A.第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 V
B.第0.9 s末线圈中的瞬时感应电动势比0.2 s末的大
C.第1 s末线圈的瞬时感应电动势为零
D.第0.2 s末和0.4 s末的瞬时感应电动势的方向相同
解析:由法拉第电磁感应定律,线圈中感应电动势E=ΔΦ/Δt
15、,第0.2 s末线圈中的感应电动势大小E1=8/0.3 V=27 V,第0.6 s末线圈中的感应电动势大小E2=(8-6)/(0.8-0.3) V=4 V,第0.9 s末和第1 s末线圈中的瞬时感应电动势均为E3=6/(1-0.8) V=30 V,故选项A、B均正确,C错误;第0.2 s末和0.4 s末穿过闭合线圈的磁通量的方向相同,但大小变化情况相反,故产生的瞬时感应电动势的方向不相同,选项D错误.
考查点二:自感现象(对应检测试题第5题)
2.如图所示,L是自感系数很大、直流电阻很小的线圈,电表的零刻度都在表盘的中央,且量程均较大,闭合开关S,各表的指针都偏向零刻度的右边,则在断开
16、开关的瞬间,指针偏向零刻度左边的表有( CD )
A.○A1 表 B.○A2 表 C.○A3 表 D.○V 表
解析:断开开关的瞬间,线圈产生自感电动势,与○A3 和○V 表原来的电流方向相反,则○A3 和○V 表的指针向零刻度左边偏转.
考查点三:电磁感应现象中的图象问题(对应检测试题第12题)
3.如图所示,平行于y轴的导体棒以速度v向右做匀速直线运动,经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,能正确表示导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x的关系的图象是( A )
解析:当导体棒位置坐标为x时,
导体棒中感应电动势E=Blv=Bv2=2Bv,
故A正确.
7
人教版物理选修3-2试题 第四章 检测试题
