2022年高中物理 第4章 電磁感應(yīng)章末綜合檢測(cè) 新人教版選修3-2

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1、2022年高中物理 第4章 電磁感應(yīng)章末綜合檢測(cè) 新人教版選修3-2 一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60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5分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．(xx年惠陽(yáng)高二檢測(cè))關(guān)于磁通量的概念，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，穿過(guò)閉合回路的磁通量也越大 B．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，則磁通量也越大 C．穿過(guò)線圈的磁通量為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 D．磁通量發(fā)生變化，一定是磁場(chǎng)發(fā)生變化引起的 解析：選C.穿過(guò)閉合回路的磁通量大小取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度、回路所圍

2、面積以及兩者夾角三個(gè)因素，所以只了解其中一個(gè)或兩個(gè)因素?zé)o法確定磁通量的變化情況，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；同樣由磁通量的特點(diǎn)，也無(wú)法判斷其中一個(gè)因素的情況，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 圖4－9 2．如圖4－9所示，若套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈Ⅰ突然縮小為線圈Ⅱ，則關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向(從上往下看)是(　　) A．有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B．有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 C．先逆時(shí)針后順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 D．無(wú)感應(yīng)電流 解析：選A.穿過(guò)線圈的磁通量包括磁體內(nèi)和磁體外的一部分，合磁通量是向上的．當(dāng)線圈突然縮小時(shí)合磁通量增加，原因是磁體外向下穿過(guò)線圈的磁通量減少．故由楞次定律判斷，感應(yīng)電流的方向?yàn)?/p>

3、順時(shí)針?lè)较?從上往下看)． 圖4－10 3.如圖4－10所示是電表中的指針和電磁阻器，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．2是磁鐵，在1中產(chǎn)生渦流 B．1是磁鐵，在2中產(chǎn)生渦流 C．該裝置的作用是使指針能夠轉(zhuǎn)動(dòng) D．該裝置的作用是使指針能很快地穩(wěn)定 解析：選AD.1在2中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流受到安培力作用阻礙1的轉(zhuǎn)動(dòng)，A、D對(duì)． 圖4－11 4．(xx年高考廣東卷)如圖4－11所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運(yùn)動(dòng)到M′N(xiāo)′的過(guò)程中，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間t變化的圖示，可能正確的是(　　) 圖4－12 解析：選A.由E＝B

4、lv可以直接判斷選項(xiàng)A正確． 圖4－13 5.穿過(guò)某線圈的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖4－13所示，在下列幾段時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小的是(　　) A．0～2 s B．2 s～4 s C．4 s～5 s D．5 s～10 s 解析：選D.圖象斜率越小，表明磁通量的變化率越小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就越?。? 圖4－14 6. (xx年高考江蘇卷)如圖4－14所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行．線框由靜止釋放，在下落過(guò)程中(　　) A．穿過(guò)線框的磁通量保持不變 B．線框中感應(yīng)電流方向保持不變 C．線框所受安培力的

5、合力為零 D．線框的機(jī)械能不斷增大 解析：選B.直線電流的磁場(chǎng)離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁感線越稀，故線圈在下落過(guò)程中磁通量一直減小，A錯(cuò)；由于上、下兩邊電流相等，上邊磁場(chǎng)較強(qiáng)，線框所受合力不為零，C錯(cuò)；由于電磁感應(yīng)，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，機(jī)械能減小，D錯(cuò)．故B對(duì)． 7．(xx年高考江蘇卷)一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直．先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍．接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來(lái)的一半．先后兩個(gè)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為(　　) A.　　　　　　　　 B．1 C．2 D．4

6、解析：選B.在相同時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)過(guò)程中磁通量的變化量相同，由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝可以判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小也相同，即兩次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為1，選項(xiàng)B正確． 圖4－15 8.如圖4－15所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌PP′和QQ′都處于同一水平面內(nèi)，P和Q之間連接一電阻R，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)在垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，用一水平向右的力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒MN，以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力的方向的說(shuō)法正確的是(　　) A．感應(yīng)電流方向是N→M B．感應(yīng)電流方向是M→N C．安培力水平向左 D．安培力水平向右 解析：選AC.磁場(chǎng)方向向下，導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)方

7、向向右，由右手定則，感應(yīng)電流方向是N→M，再由左手定則，安培力水平向左，所以A、C正確． 圖4－16 9．(xx年廈門(mén)高二檢測(cè))如圖4－16所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，線圈L的電阻不計(jì)．以下判斷正確的是(　　) A．閉合S，穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為E B．閉合S，穩(wěn)定后，電容器的a極帶正電 C．?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間，電容器的a極板將帶正電D．?dāng)嚅_(kāi)S的瞬間，電容器的a極板將帶負(fù)電 解析：選C.閉合S，穩(wěn)定后，由于線圈L的直流電阻為零，所以線圈兩端電壓為零，又因?yàn)殡娙萜髋c線圈并聯(lián)，所以電容器兩端電壓也為零，A、B錯(cuò)誤；斷開(kāi)S的瞬間，線圈L中電流減小，線圈中產(chǎn)生與原電流方向相同的自感電

8、動(dòng)勢(shì)，并作用在電容器上，所以，此時(shí)電容器a極板將帶正電，b極板將帶負(fù)電，C正確、D錯(cuò)誤． 圖4－17 10．(xx年深圳高二檢測(cè))如圖4－17所示，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，有一位于紙面的、電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd，現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個(gè)方向以v、3v速度勻速拉出磁場(chǎng)，則導(dǎo)體框從兩個(gè)方向移出磁場(chǎng)的兩個(gè)過(guò)程中(　　) A．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同 B．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同 C．導(dǎo)體框ad邊兩端電勢(shì)差相同 D．通過(guò)導(dǎo)體框截面的電量相同 解析：選AD.由楞次定律，從兩個(gè)方向移出磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流方向都是a→d→c→b→a，A項(xiàng)正確； 以v拉出磁場(chǎng)時(shí)，cd邊等效

9、為電源 E1＝Blv，I1＝＝，t＝， 所以產(chǎn)生的焦耳熱Q1＝IRt＝， ad邊電勢(shì)差Uad＝I1×＝ 通過(guò)的電量q1＝I1t＝ 以3v拉出磁場(chǎng)時(shí)，ad邊等效為電源 Q2＝，Uad＝，q2＝， 故B、C錯(cuò)，D對(duì)． 圖4－18 11.如圖4－18所示，通有恒定電流的螺線管豎直放置，一銅環(huán)R沿螺線管的軸線加速下落，在下落過(guò)程中，環(huán)面始終保持水平．銅環(huán)先后經(jīng)過(guò)軸上1、2、3位置時(shí)的加速度分別為a1、a2、a3.位置2處于螺線管的中心，位置1、3與位置2等距，則(　　) A．a(chǎn)1

10、解析：選ABD.圓環(huán)落入螺線管及從螺線管飛出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流所受安培力向上，故a1

11、的動(dòng)能增加量 C．棒的重力勢(shì)能增加量 D．電阻R上放出的熱量 解析：選A.棒加速上升時(shí)受到重力、拉力F及安培力．根據(jù)機(jī)械能守恒的條件可知力F與安培力做的功的代數(shù)和等于棒的機(jī)械能的增加量，A選項(xiàng)正確． 二、計(jì)算題(本題共4小題，共40分．解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位) 圖4－20 13.(8分)如圖4－20所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，質(zhì)量為m，電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，金屬框的上半部處于磁場(chǎng)內(nèi)，下半部處于磁場(chǎng)外．磁場(chǎng)隨時(shí)間變化規(guī)律為B＝kt(k>0)，已知細(xì)線

12、所能承受的最大拉力為2mg，求從t＝0開(kāi)始，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線會(huì)被拉斷？ 解析：由題意知＝k (1分) 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知E＝·S＝k· (2分) 當(dāng)細(xì)線剛要斷時(shí)：mg＝F安＝BIL. (2分) I＝＝，B＝kt，(2分) 聯(lián)立以上各式解得：t＝. (1分) 答案： 圖4－21 14．(8分)如圖4－21所示，線圈abcd每邊長(zhǎng)l＝0.20 m，線圈質(zhì)量m1＝0.10 kg，電阻R＝0.10 Ω ，砝碼質(zhì)量m2＝0.14 kg.線圈上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，方向垂直線圈平面向里，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h＝l＝0.20 m．砝碼從某一位置下降，使ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)

13、開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)．求線圈做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小. 解析：該題的研究對(duì)象為線圈，線圈在勻速上升時(shí)受到的安培力F安、繩子的拉力F和重力m1g相互平衡， 即F＝F安＋m1g (2分) 砝碼受力也平衡F＝m2g (1分) 線圈勻速上升，在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流 I＝Blv/R (1分) 因此線圈受到向下的安培力F安＝BIl (1分) 聯(lián)立解得v＝(m2－m1)gR/(B2l2)， (2分) 代入數(shù)據(jù)得v＝4 m/s. (1分) 答案：4 m/s 圖4－22 15．(12分)(xx年高考江蘇卷)如圖4－22所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L(zhǎng)，一理想電流表與兩導(dǎo)軌

14、相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直．一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋放．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．求： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B； (2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v； (3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im. 解析：(1)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，則有 BIL＝mg ①(2分) 解得B＝. ②(1分) (2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv ③(1分) 感應(yīng)電流I＝ ④(1分) 由②③④式解得v＝. (1分) (3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng) 時(shí)的速度

15、最大，設(shè)為vm 由機(jī)械能守恒定律得mv＝mgh (2分) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝BLvm， (2分) 感應(yīng)電流的最大值Im＝ (1分) 解得Im＝. (1分) 答案：(1)　(2)　(3) 圖4－23 16．(12分)(xx年高考天津理綜卷)如圖4－23所示，質(zhì)量m1＝0.1 kg，電阻R1＝0.3 Ω，長(zhǎng)度l＝0.4 m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上．框架質(zhì)量m2＝0.2 kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行，電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)，電阻R2＝0.1 Ω的MN垂直于MM′.整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁

16、感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T．垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，ab從靜止開(kāi)始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，始終與MM′、NN′保持良好接觸．當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí)，框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2. (1)求框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大?。? (2)從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q＝0.1 J，求該過(guò)程ab位移x的大?。? 解析：(1)ab對(duì)框架的壓力F1＝m1g (1分) 框架受水平面的支持力FN＝m2g＋F1 (1分) 依題意，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則框架受到最大靜摩擦力F2＝μFN(1分) ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv (1分) MN中電流I＝ (1分) MN受到的安培力F安＝IlB (1分) 框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)F安＝F2(1分) 由上述各式代入數(shù)據(jù)解得v＝6 m/s. (1分) (2)閉合回路中產(chǎn)生的總熱量Q總＝Q (1分) 由能量守恒定律，得Fx＝m1v2＋Q總 (2分) 代入數(shù)據(jù)解得x＝1.1 m． (1分) 答案：(1)6 m/s　(2)1.1 m