高中物理 新人教版 选修3-2 第四 章 电磁感应单元检测题(附详解答案)

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名称 高中物理 新人教版 选修3-2 第四 章 电磁感应单元检测题(附详解答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2012-09-27 16:47:57

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电磁感应单元检测题
命题人:赵波 学号________. 姓名________.
第Ⅰ卷(选择题)
一.选择题 (请将你认为正确的答案代号填在Ⅱ卷的答题栏中,本题共16小题)
1. 质量为m、电量为q的带电粒子以速率v垂直磁感线射入磁感应强度为(2)的匀强磁场中,在磁场力作用下做匀速圆周运动,带电粒子在圆周轨道上运动相当于一环形电流,则
(1).环形电流的电流强度跟q成正比 (2).环形电流的电流强度跟v成正比
(3).环形电流的电流强度跟B成正比 (4).环形电流的电流强度跟m成反比
A.(1)(2) B.(3)(4) C.(1)(3) D.(2)(4)
2. 北半球某处的地磁场水平含量为B1,竖直含量为B2,且B1>B2,在该处自南向北以初速度v0水平抛出一根东西向放置的长为L的导体棒,在导体棒平行下落的过程中,当导体棒运动方向与水平方向成45°角时,导体棒两端的电势差为
A.(B1-B2)Lv0 B.(B1+B2)Lv0 C.(B1-B2)Lv0 D.
3. 如图所示在闭合铁芯上绕有一组线圈,与滑动变阻器、电池构成闭合电路,a、b、c为三个闭合金属环,假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,在滑动变阻器的滑片左右滑动时,能产生感应电流的圆环是
A.a、b、c三环 B.b、c两环
C.a、b两环 D.a、c两环
4. 在彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器,其电路图如下图所示。主要元件是两个电感线圈L1、L2,它们的自感系数很大,F是保险丝,R是灵敏电阻(正常情况下阻值很大,但电压超过设定值时,阻值会迅速变小,可以保护与其并联的元件),C1、C2是电容器,S为电视机开关。某一次用户没有先关电视(即没断开S)就拔掉电源插头,结果烧坏了图中电路元件,可能被烧坏的元件是: ①C2 ②C1 ③L1或L2 ④F
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
5. 下列物理学史实,叙述不正确的是
A.司南勺是根据磁石指向南北而发明的 B.奥斯特最早发现了电流的磁效应
C.安培确定了磁场对电流的作用力的规律 D.麦克斯韦首先发现了电磁感应规律
6. 如图所示,两条柔软的导线与两根金属棒相连,组成闭合电路,且上端
金属棒固定,下端金属棒自由悬垂.如果穿过回路的磁场逐渐增强,下面金
属棒可能的运动情况是
A.向左摆动 B.向右摆动
C.向上运动 D.不动
7. 一个长直螺线管通有交变电流,把一个带电粒子沿管轴射入管中,如不计粒子的重力和空气的阻力,粒子将在管中
A.做圆周运动 B.沿轴线来回运动 C.做匀加速直线运动 D.做匀速直线运动
8. 由交流电动势瞬时值表达式e=10sin4πt(V),可知
A.此交流电的频率是4π(Hz) B.此交流电的周期是0.5s
C.当t=0.5s时,此交流电动势有最大值 D.当t=0时,产生此交流电的线圈平面与中性面重合
9. 如图虚线上方空间有匀强磁场,扇形导线框绕垂直于框面的轴O以角速度ω匀速转动,线框中感应电流方向以逆时针为正,那么,能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是下列图中的哪一个
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10. 如图所示,带电金属小球用绝缘丝线系住,丝线上端固定,形成一
个单摆.如果在摆球经过的区域加上如图所示的磁场,不计摩擦及空气阻
力,下列说法中正确的是
A.单摆周期不变B.单摆周期变大
C.单摆的振幅逐渐减小D.摆球在最大位移处所受丝线的拉力大小不变
11. 如图甲所示,一个闭合矩形金属线圈abcd从一定高度释放,且在下落过程中线圈平面始终在竖直平面上。在它进入一个有直线边界的足够大的匀强磁场的过程中,取线圈dc边刚进磁场时t=0,则描述其运动情况的图线可能是图乙中的
12. 如图所示,在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相接,导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触,磁感线垂直于导轨所在平面。到导体棒向右做切割磁感线运动的过程中,M所包围的闭合线圈N内产生的电磁感应现象是
A.产生顺时针方向的感应电流
B.没有感应电流
C.产生逆时针方向的感应电流
D.以上三种情况都有可能
13. 如图所示,a、b是两个用同样金属导线制成的圆环,它们的半径比,连接两环的直导线c、d的电阻忽略不计。现有磁感应强度变化率恒定的变化磁场,第一次将a环放入变化的磁场中,测得c、d两导线间的电压为。第二次将b环放入变化的磁场中,测得c、d两导线间的电压为。两次圆环所在平面均与磁感线垂直,则
A. B.
C. D.
15. 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的象如图甲所示,则下列说法中的正确的是
A.t=0时刻,线圈平面与中性面垂直
B.t=0.01s时刻,磁通量的的变化率最大
C.t=0.02s时刻,交流电电动势达到最大
D.该线圈产生的交流电电动势的图象如图乙所示
16. 下面关于交变电流的说法中正确的是
A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值
B.用交流电表测定的读数值是交流电的瞬时值
C.给定的交变电流数值,在没有特别说明的情况下都是指有效值
D.跟交变电流有相同热效应的直流电的数值是交变电流的有效值
=二.简答题 (共6小题)
18. 一个面积为S的单匝矩形圈,在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动,磁场方向与轴垂直,线圈中感应电动势e随时间变化关系如图14-9所示,感应电动势最大值和周期可由图读出,则磁感强度B=______________;在时刻,线圈平面与磁感强度的夹角等于____________.
19. 一根长为l的直导线,在垂直于匀强磁场的平面内,绕轴O以角速度ω逆时针匀速转动,如图所示,以O为圆心,l/2为半径的圆形区域内磁场方向垂直纸面向里,这个圆形区域以外的磁场方向垂直纸面向外,两个磁场的磁感应强度大小均为B,导线在旋转过程中aO间的电势差UaO=_____________.
20. 英国物理学家____________通过实验首先发现了电磁感应现象.
21. 如图甲所示,一正方形金属线框位于有界
匀强磁场区域内,线框的右边紧贴着磁场
边界,t=O时刻对线框施加一水平向右的
外力F,让线框从静止开始做匀加速直线
运动,在t0时刻穿出磁场;图乙为外力F
随时间变化的图象,若线框质量为m、电
阻为R,图象中的F。、t0 也为已知量,
则在穿出磁场时的速度V=___________,
匀强磁场的磁感强度B=______________。
22. 如图9所示,磁场的方向垂直于xy平面向里,磁感强度B沿y方向没有变化,沿x方向均匀增加,每经过1cm增加量为1.0×10-4T,即=1.0×10-4T/cm,有一个长L=20cm,宽h=10cm的不变形的矩形金属线圈,以v=20cm/s的速度沿x方向运动.则线圈中感应电动势E为 ,若线圈电阻R=0.02,为保持线圈的匀速运动,需要外力大小为 。
三.实验题 (共2小题)
24. 电流表指针偏转方向与电流流入方向的关系如图甲所示,现将此电流表与竖直放置的线圈连成乙图电路,并将磁铁从上方插入线圈,请在图乙的表头内画出磁铁插入线圈过程中指针的大体位置。
四.计算题 (共6小题)
25. 有一个电热器,工作时的电阻为50Ω,将其接在家庭电路中,已知我国电网的交变电流的周期是0.02s,家庭电路的电压是220V。试求:
(1)该电热器1min所产生的焦耳热。(2)通过该电热器电流的峰值是多大。(计算结果保留两位有效数字)
27. 正方形的导线框,质量m=60g,边长=12cm,电阻R=0.06Ω,在竖直平面内自由下落H=5m后,下框边进入水平方向的匀强磁场中,磁场方向与线框垂直,如图所示,匀强磁场沿竖直方向的宽度h=,线框通过匀强磁场区域时恰好匀速直线运动,g=10m/s2,求:
(1)匀强磁场的磁感强度多大?
(2)线框通过磁场区域时产生了多少热量?
29. 30. 如图12所示,水平面上固定有间距为1m的平行光滑导轨,磁感应强度为1T的匀强磁场方向竖直向下。导体棒ab的质量为1kg、电阻为2Ω;cd 的质量为2kg、电阻为1Ω。开始时ab静止,cd棒以6m/s的初速度向右运动,经过t=1s,棒ab、cd的运动开始稳定。运动过程中两棒始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,其它电阻不计。求:
(1)整个过程回路中产生的焦耳热;
(2)在t时间内通过ab棒的电量;
(3)在t时间内通过ab棒电流的有效值。
电磁感应单元检测题参考答案(仅供参考)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
B C C A D C D BD A AD ABC D A AB B
16
CD
二.简答题答案:
17. (1)TC2/4π2成本 (2)(3)略
18.
19. Blω2
20. 法拉弟
21. ;
22. 4×10-5 v , 4×10-7 N
三.实验题答案:
23. (1),,(2)B=1.2510-3 I,(3)A、B
24. 如图所示(3分)
四.计算题答案:
25. (1)由焦耳定律,因家庭电路的电压所指电路的有效值,所以该电热器1min中内产生的焦耳热为J=5.8×104J。
(2)由欧姆定律得通过电热器电流的有效值为=4.4A
根据峰值与有效值间的关系得峰值为=6.2A
26. RACO′O与RBDO′O的比值5∶3.周期T=2π/ω=0.314(s).
0→T时,OBDO′是内电路,那幺由右手定律可知:UO′>UO.e1=BωBD·OB·sinθ=2sinθ(V).
T→T时段,内电路变了,此时UO>UO′∴e2=BωAC·OA·sinθ =4sinθ(V) UOOm=BωAC·OA·
27. (1)框的下边进入磁场的速度为:
(3分)
线框进入磁场后做匀速直线运动,则所受磁场力与线框的重力构成一对平衡力,则:
(3分)
由此可求得匀强磁场的磁感强度:
(2分)
(2)线框通过磁场区域的时间,(2分)
在这段时间里线框中都有感应电流,其值为I=Blv/R,(2分)
根据焦耳定律,全过程产生的热量为:
J(2分)
28. (1)E=Bd(v1+v2)=0.06v ,, F=BId=4.8×10-3N (5分)
(2)mv1-mv2=2mv ∴v=0.25m/s
∴ (4分)
(3)BId△t=mv2 ∴ (3分)
∵ ∴ (3分)
29. (1)ab运动后切割磁感线,产生感应电流,而后受到安培力,当受力平衡时,加速度为0,速度达到最大,受力情况如图所示.则:
mgsinα=F安cosα(1分)
又F安=BIL(1分)
I=E感/2R(1分)
E感=BLvmcosα (1分)
联立上式解得 (1分)
(2)若将ab、a'b'同时释放,因两边情况相同,所以达到的最大速度大小相等,这时ab、a'b'都产生感应电动势而且是串联.
∴mgsinα=F安‘cosα(1分)
F安‘=BI‘L(1分)
(2分)
∴(2分)。
30. (1)对导体棒ab和cd:由动量守恒定律得  mcdV0 =(mab+mcd)V    (1分)
代入数据解得V=4m/s         (1分)
由能量守恒得:Q=-         (2分)
代入数据解得Q=12J                 (1分)
(2)对导体棒ab,                    (1分)
由动量定理得   (2分) 又q=   (1分)
代入数据解得q=4C                 (1分)
(3)设整个过程回路中电流有有效值为I,则有 I2(R1+R2)t=Q       (3分)
代入数据解得I=2A                 (2分)
B
×
×
×
×
×
×
v
v
v
t
o
v
t
D
A
BB
o
o
o
t
t
C
×
×
×
×
×
×
×
×
×


M
N
B
a
b
t/10-2s
3
1
0
Ф
3
1
0
t/10-2s
e
甲 
乙 
图9
H
h
B
a d
b c
图12
F安
mg
θ
FN