1、章末检测章末检测(A) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分.在每小题给出的四个选项 中，只有一个选项符合题目要求，选对的得 4 分，选错或不答的得 0 分) 1.如图 1 所示是描述电磁炉工作原理的示意图.炉子的内部有一个金属线圈，当电 流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的 磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流，由于锅底有 电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加热物体的作用从 而煮食.因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不 是
2、所有的锅或器具都适用.以下说法正确的是( ) 图 1 A.最好使用铝锅或铜锅 B.最好使用平底不锈钢锅或铁锅 C.最好使用陶瓷锅或耐热玻璃锅 D.在电磁炉与铁锅之间放一层白纸后无法加热 答案 B 解析 选用陶瓷锅或耐热玻璃锅无法形成涡流，选项 C 错误；选项 A、B 中均能 形成涡流，铜和铝的电阻率小，电热少，效率低，相对来说选用平底不锈钢锅或 铁锅为最佳，选项 A 错误，B 正确；由于线圈产生的磁场能穿透白纸到达锅底， 在铁锅中产生涡流，能够加热，选项 D 错误. 2.如图 2，直角三角形金属框 abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向 平行于 ab 边向上.当金属框绕 ab 边
3、以角速度 逆时针转动时，a、b、c 三点的电 势分别为 Ua、Ub、Uc.已知 bc 边的长度为 l.下列判断正确的是( ) 图 2 A.UaUc，金属框中无电流 B.UbUc，金属框中电流方向沿 abca C.Ubc1 2Bl 2，金属框中无电流 D.Uac1 2Bl 2，金属框中电流方向沿 acba 答案 C 解析 金属框 abc 平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电 流产生，选项 B、D 错误；转动过程中 bc 边和 ac 边均切割磁感线，产生感应电 动势，由右手定则判断 UaUc，UbUc，选项 A 错误；由转动切割产生感应电动 势的公式得 Ubc1 2Bl 2，选项
4、 C 正确. 3.如图 3 所示， 先后以恒定的速度 v1和 v2把一个正方形金属线框水平拉出有界匀 强磁场区域，且 v12v2，则在先后两种情况( ) 图 3 A.线框中的感应电动势之比 E1E221 B.线框中的感应电流之比 I1I212 C.线框中产生的热量之比 Q1Q214 D.通过线框某截面的电荷量之比 q1q221 答案 A 解析 根据 EBLvv 以及 v12v2可知， 选项 A 正确； 因为 IE RE， 所以 I1I2 21，选项 B 错误；线框中产生的热量 QI2RtE 2 R tB 2L2v2 R L v B2L3v R v，所 以 Q1Q221，选项 C 错误；根据 q
5、 R BS R ，q1q211 可知，选项 D 错误. 4.如图 4 甲所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向 为其正方向.螺线管与导线框 abcd 相连， 导线框内有一小金属圆环 L， 圆环与导线 框在同一平面内.当螺线管内的磁感应强度 B 随时间按图 4 乙所示规律变化时 ( ) 图 4 A.在 t1t2时间内，L 有收缩趋势 B.在 t2t3时间内，L 有扩张趋势 C.在 t2t3时间内，L 内有逆时针方向的感应电流 D.在 t3t4时间内，L 内有逆时针方向的感应电流 答案 A 解析 据题意，在 t1t2时间内，外加磁场方向向上、磁感应强度增大，且斜率 在增大，
6、则在导线框中产生沿顺时针方向增大的电流， 该电流激发出增强的磁场， 该磁场通过 L，在 L 内产生感应电流，根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收 缩趋势，故选项 A 正确；在 t2t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生 稳定电流，该电流激发出稳定磁场，该磁场通过 L 时，L 中没有感应电流，故选 项 B、C 错误；在 t3t4时间内，外加磁场方向向下、磁感应强度减小，且斜率也 减小， 在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流， 该电流激发出向内减弱的磁场， 故 L 内产生顺时针方向的电流，选项 D 错误. 5.如图 5 所示， 有一个边界为等腰直角三角形的匀强磁场区域， 其直角边长为 L，
7、磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B.边长为 L、总电阻为 R 的正方形导 线框 abcd，从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁场区域.取沿 abcda 的感应电流方向为正，则表示线框中电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的图象正确 的是( ) 图 5 答案 C 解析 线框没有进入磁场时，不产生感应电流和感应电动势.当线圈 bc 边进入磁 场后，bc 边切割磁感线，产生感应电动势，因为线框以速度 v 匀速运动，有效切 割磁感线的导体长度是均匀增加的，则产生的感应电动势也是均匀增加的，直到 bc 边到达 x2L 处，切割磁感线的长度达到最大值，即为 L，产生的感应电动
8、势 达到最大值，EBLv，线圈中的感应电流为 IBLv R ；此时线框 ad 边刚刚进入到 磁场，线框继续向右运动，ad 边切割磁感线，重复上述 bc 边的过程，只是产生 的感应电流的方向相反.选项 C 正确. 6.如图 6 所示，在长载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨 A、B，导轨与导线平 行且在同一水平面内，在导轨上有两根可自由滑动的导体棒 ab 和 cd.当载流直导 线中的电流逐渐减弱时，导体棒 ab 和 cd 的运动情况是( ) 图 6 A.一起向左运动 B.一起向右运动 C.相向运动，相互靠近 D.相背运动，相互远离 答案 D 解析 根据右手螺旋定则知，直流电流下方的磁场方向垂直纸面
9、向里，电流减小 时，磁场减弱，根据楞次定律得，回路中的感应电流为 acdb，根据左手定则知， ab 所受安培力方向向左，cd 所受安培力向右，即 ab 和 cd 相背运动，相互远离， 故 D 正确，A、B、C 错误. 二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分.在每小题给出的四个选项 中，有多个选项符合题目要求，全部选对得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错 或不答的得 0 分) 7.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的 联系做出了贡献.下列说法正确的是( ) 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
10、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.奥斯特发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系 答案 AC 8.如图 7 所示的电路中， 电感 L 的自感系数很大， 电阻可忽略， D 为理想二极管， 则下列说法正确的有( ) 图 7 A.当 S 闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮 B.当 S 闭合时，L1一直不亮，L2逐渐变亮 C.当 S 断开时，L2立即熄灭 D.当 S 断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 答案 BD 解析 当 S 闭合时，因二极管加上了反向电压，故二极管截止，L1一直不亮，通 过线圈的电流增加，
11、感应电动势阻碍电流增加，故使得 L2逐渐变亮，选项 B 正 确，A 错误；当 S 断开时，由于线圈自感电动势阻碍电流的减小，故通过 L1的电 流要在 LL2L1D 之中形成新的回路， 故 L1突然变亮， 然后逐渐变暗至熄灭， 选项 C 错误，D 正确. 9.如图 8 所示是测量通电螺线管内部磁感应强度的一种装置：把一个很小的测量 线圈放在待测处(测量线圈平面与螺线管轴线垂直)，将线圈与可以测量电荷量的 冲击电流计 G 串联，当将双刀双掷开关 S 由位置 1 拨到位置 2 时，测得通过测量 线圈的电荷量为 q.已知测量线圈的匝数为 n，面积为 S，测量线圈和 G 串联回路 的总电阻为 R.下列判
12、断正确的是( ) 图 8 A.在此过程中，穿过测量线圈的磁通量的变化量qR B.在此过程中，穿过测量线圈的磁通量的变化量 qR n C.待测处的磁感应强度的大小为 BqR nS D.待测处的磁感应强度的大小为 B qR 2nS 答案 BD 解析 由 En t ， EIR， qIt， 得 qn R ， 得 qR n ， B 正确； 2BS， 得 B qR 2nS，D 正确. 10.如图 9 所示，足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨 MN、PQ 竖直放置，间 距为 L0.5 m，一匀强磁场磁感应强度 B0.2 T 垂直穿过导轨平面，导轨的上端 M 与 P 间连接阻值为 R0.4 的电阻，质量为 m
13、0.01 kg、电阻不计的金属棒 ab 垂直紧贴在导轨上.现使金属棒 ab 由静止开始下滑，经过一段时间金属棒达到 稳定状态，这段时间内通过 R 的电荷量为 0.3 C，则在这一过程中(g 10 m/s2)( ) 图 9 A.安培力最大值为 0.05 N B.这段时间内下降的高度 1.2 m C.重力最大功率为 0.1 W D.电阻产生的焦耳热为 0.04 J 答案 BD 解析 安培力的最大值应该等于重力为 0.1 N，故 A 错误；由法拉第电磁感应定 律和闭合电路欧姆定律可知 qI tBS R BLs R ，解得 s1.2 m，故 B 正确；当安培 力等于重力时，速度最大，mgB 2L2vm
14、 R ，解得 vm4 m/s，重力最大功率 Pm 0.4 W， 故 C 错误； 由能量守恒定律， 电阻产生的焦耳热 Qmgs1 2mv 2 m0.04 J， 故 D 正确. 三、填空题(本题共 2 小题，共 10 分) 11.(4 分)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计 G 与线圈 L 连接，如图 10 所示.已知 线圈由 a 端开始绕至 b 端：当电流从电流计 G 的左端流入时，指针向左偏转. 图 10 (1)将磁铁的 N 极向下从线圈上方竖直插入线圈 L 时，发现电流计的指针向左偏 转.俯视线圈，其绕向为_(选填“顺时针”或“逆时针”). (2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离线圈 L 时，
15、 发现电流计的指针向右偏转. 俯视线圈，其绕向为_(选填“顺时针”或“逆时针”). 答案 (1)顺时针 (2)逆时针 解析 (1)由题可知在线圈 L 内电流从 b 流向 a，而根据楞次定律(增反减同)知， 线圈 L 中产生的磁场与原磁场方向相反(向上)，再根据右手螺旋定则可知，电流 方向为逆时针方向(俯视线圈)，因此线圈绕向为顺时针方向(俯视线圈). (2)由题意可知在线圈 L 内电流从 a 流向 b， 而根据楞次定律(增反减同)知， 线圈 L 中产生的磁场与原磁场方向相同(向上)，再根据右手螺旋定则可知，感应电流方 向与(1)问相同，而电流的流向与(1)问相反，因此线圈绕向一定与(1)问相反
16、，为逆 时针方向(俯视线圈). 12.(6 分)如图 11 所示为“研究电磁感应现象”的实验装置. 图 11 (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转一下，那么合上开关后可能 出现的情况有： A.将线圈 A 迅速插入线圈 B 时，灵敏电流计指针将_. B.线圈 A 插入线圈 B 后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针 _. 答案 (1)见解析图 (2)向右偏转一下 向左偏转一下 解析 (1)如图所示 (2)根据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判 定，则 A.向右偏转一下；B.向左偏转一下. 四、解答题(本题共
17、4 小题，共 46 分.解答应写出必要的文字说明、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.(10 分)如图 12 所示，水平面(纸面)内间距为 l 的平行金属导轨间接一电阻，质 量为 m、长度为 l 的金属杆置于导轨上.t0 时，金属杆在水平向右、大小为 F 的 恒定拉力作用下由静止开始运动.t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 B，方向 垂直于纸面向里的匀强磁场区域， 且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电 阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为 .重力 加速度大小为 g.求 图 12 (1)金属杆在磁场中运动时产生的电
18、动势的大小； (2)电阻的阻值. 答案 (1)EBlt0 m ()Fmg (2)RB 2l2t0 m 解析 (1)由题意可知 0t0时间内受力如下图所示 F合Ff fmg 物体做匀加速直线运动 F合ma 物体匀加进入磁场瞬间的速度为 v，则 vat0 由法拉第电磁感应定律可知 EBlv 由可得 EBlt0 m ()Fmg (2)金属杆在磁场中运动时受力如下图 由杆在磁场中做匀速直线运动可知 FF安f0 由安培力公式可知 F安BIl 由欧姆定律可知 IE R 由可得 RB 2l2t0 m 14. (12 分)如图 13 所示，在光滑水平面上有一长为 L1、宽为 L2的单匝矩形闭合导 线框 abc
19、d，处于磁感应强度为 B 的有界匀强磁场中，其 ab 边与磁场的边界重合. 线框由粗细均匀的同种导线制成， 总电阻为 R.现用垂直于线框 ab 边的水平拉力， 将线框以速度 v 向右沿水平方向匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线 垂直，且 ab 边与磁场边界平行.求线框被拉出磁场的过程中 图 13 (1)通过线框的电流； (2)线框中产生的焦耳热； (3)线框中 a、b 两点间的电压大小. 答案 (1)BL2v R (2)B 2L1L2 2v R (3) BL22v 2（L1L2） 解析 (1)线框产生的感应电动势 EBL2v 通过线框的电流 IE R BL2v R (2)线框被拉出磁场
20、所需时间 tL1 v 此过程线框中产生的焦耳热 QI2RtB 2L1L2 2v R (3)线框 ab 边的电阻 Rab L2 2（L1L2）R 线框中 a、b 两点间电压的大小 UIRab BL22v 2（L1L2） 15.(12 分)如图 14 所示，两根足够长的光滑金属导轨 MN、PQ 间距为 L0.5 m， 其电阻不计， 两导轨及其构成的平面均与水平面成30 角.完全相同的两金属棒ab、 cd分别垂直导轨放置， 每棒两端都与导轨始终良好接触， 已知两棒的质量均为0.02 kg，电阻均为 R0.1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁 感应强度 B0.2 T，棒 ab 在平行于
21、导轨向上的力 F 作用下，沿导轨向上匀速运 动，而棒 cd 恰好能保持静止.g 取 10 m/s2，问： 图 14 (1)通过 cd 棒的电流 I 是多少？方向如何？ (2)棒 ab 受到的力 F 多大？ (3)棒 cd 每产生 Q0.1 J 的热量，力 F 做的功 W 是多少？ 答案 (1)1 A 方向由 d 到 c (2)0.2 N (3)0.4 J 解析 (1)棒 cd 受到的安培力 FcdILB 棒 cd 在共点力作用下平衡，则 Fcdmgsin 30 由式代入数据解得 I1 A 方向由右手定则可知由 d 到 c. (2)棒 ab 与棒 cd 受到的安培力大小相等，FabFcd 对棒
22、ab 由共点力平衡有 Fmgsin 30 ILB 代入数据解得 F0.2 N. (3)设在时间 t 内棒 cd 产生 Q0.1 J 的热量，由焦耳定律可知 QI2Rt 设 ab 棒匀速运动的速度大小为 v， 则产生的感应电动势 EBLv 由闭合电路欧姆定律知 I E 2R 由运动学公式知，在时间 t 内，棒 ab 沿导轨的位移 svt 力 F 做的功 WFs 综合上述各式，代入数据解得 W0.4 J. 16.(12 分)如图 15 所示，质量 m10.1 kg、电阻 R10.3 、长度 L0.4 m 的导体 棒 ab 横放在 U 型金属框架上.框架质量 m20.2 kg，放在绝缘水平面上，与水
23、平 面间的动摩擦因数0.2.相距 0.4 m 的 MM、NN相互平行，电阻不计且足够长. 电阻 R20.1 的 MN 垂直于 MM.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应 强度 B0.5 T.垂直于 ab 棒施加 F2 N 的水平向右的恒力， ab 棒从静止开始无摩 擦地运动，始终与 MM、NN保持良好接触，当 ab 棒运动到某处时，框架开始运 动.设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取 10 m/s2. 图 15 (1)求框架开始运动时 ab 棒的速度 v 的大小； (2)从 ab 棒开始运动到框架开始运动的过程中，MN 上产生的热量 Q0.1 J，求该 过程 ab 的位移 s 的大小. 答案 (1)6 m/s (2)1.1 m 解析 (1)ab 对框架的压力 F1m1g 框架受水平面的支持力 FNm2gF1 依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到的最大静摩擦力 fFN.设框 架开始运动时 ab 棒的速度为 v，则 ab 中的感应电动势 EBLv MN 中电流 I E R1R2 MN 受到的安培力 F安BIL 框架开始运动时 F安f 由上述各式代入数据解得 v6 m/s (2)闭合回路中产生的总热量 Q总R 1R2 R2 Q 由能量守恒定律得 Fs1 2m1v 2Q 总 代入数据解得 s1.1 m.
浙公网安备33030202001339号