鲁科版高中物理选修3-2《第1章 电磁感应》章末检测试卷（含答案）

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1、章末检测章末检测 (时间：60 分钟 满分：100 分) 一、选择题(共 9 小题，每小题 6 分，共 54 分。16 题为单项选择题，79 题为 多项选择题) 1.(2018 遵义高二检测)一平面线圈用细杆悬于 P 点，开始时细杆处于水平位置， 释放后让它在如图 1 所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直，当 线圈由水平位置第一次到达位置 I 的过程中，穿过线圈的磁通量( ) 图 1 A.向右逐渐增加 B.向左逐渐减少 C.向右先增加后减少 D.向左先减少后增加 解析 开始时细杆处于水平位置，穿过线圈的磁通量为零，转到细杆和磁场相垂 直时磁通量最大，此后穿过线圈的磁通量开始减少，所

2、以在线圈由水平位置第一 次到达位置 I 的过程中，穿过线圈的磁通量向右先增加后减少，选项 C 正确。 答案 C 2.如图 2 所示是电磁炉的工作原理示意图，炉子的内部有一个金属线圈，当变化 的电流通过线圈时，会产生变化的磁场，使铁质锅底产生电磁感应，从而能起到 加热食物的作用。这种加热方式，能减少热量传递的中间环节，可大大提升制热 效率，比传统炉具(电炉、气炉)节省能源一半以上，且炉面无明火，无烟、无废 气， 电磁火力强劲， 安全可靠。 以下关于电磁炉工作原理的说法中正确的是( ) 图 2 A.变化的电流通过线圈，会产生变化的磁场，这属于电磁感应现象 B.电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，铁质锅

3、底迅速升温，进而对锅内食物加热 的 C.电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热 D.电磁炉工作过程中是将电能直接转化为食物的内能 解析 电磁炉的工作原理是利用电流通过线圈产生磁场(这是电流的磁效应)，变 化的磁场在铁质锅底会产生感应电流，所产生的涡流会使锅底产生热效应，从而 起到加热食物的作用。可以看出，在电磁炉工作过程中能量的转化为电能磁能 电能内能。综上所述，选项 B 正确。 答案 B 3.如图 3 所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列四种情况下，线框中 会产生感应电流的是( ) 图 3 A.线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动 B.线框平面始终与磁感线平行，线

4、框在磁场中上下运动 C.线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线 AB 转动 D.线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线 CD 转动 解析 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，线框按 A、B、D 三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感 应电流。C 项中线框转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电 流，C 项正确。 答案 C 4.如图 4 所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进 入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半。设磁场宽度大于线圈宽 度，那么( ) 图 4 A.线圈恰好在刚离开磁场的地方停下 B.

5、线圈在磁场中某位置停下 C.线圈在未完全离开磁场时即已停下 D.线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来 解析 线圈冲入匀强磁场中，产生感应电流，线圈受安培力作用做减速运动，动 能减少。同理，线圈冲出匀强磁场时，动能也减少，进出磁场时减少的动能都等 于安培力做的功。由于进入时的速度大，故感应电流大，安培力大，安培力做的 功多，减少的动能多；冲出时速度小，故感应电流小，安培力小，安培力做的功 少，减少的动能少。所以，出磁场时仍然有动能，线圈离开磁场后将继续运动， 不会停下来，只有 D 正确。 答案 D 5.(2018 合肥高二检测)如图 5 所示，通电螺线管水平固定，OO为其轴线，a、b、

6、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 Ba、Bb、Bc的大小关系及穿过三个小圆环 的磁通量 a、b、c的大小关系，下列判断正确的是( ) 图 5 A.BaBbBc，abc B.BaBbBc，abBbBc，abc D.BaBbBc，abc 解析 靠近螺线管的地方磁场强， 由图知，a、b、c 三点的磁感应强度 Ba、Bb、 Bc的大小关系为 BaBbBc；三个小圆环的面积相同，根据磁通量的定义 BS 可知，abc所以 A、B、D 错，C 正确。 答案 C 6.(2017 温州高二检测)如图6所示， 螺线管匝数n1 000匝，

7、 横截面积S10 cm2， 螺线管导线电阻 r1 ，电阻 R9 ，磁感应强度 B 的 Bt 图象如图所示(以向 右为正方向)，则( ) 图 6 A.感应电动势为 0.6 V B.感应电流为 0.06 A C.电阻 R 两端的电压为 5.4 V D.电阻 R 两端的电压为 6 V 解析 由图象可知 B t 6 T/s， 根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势 为 En t n B t S1 000 6 10 10 4 V6 V，故选项 A 错误；感应电流为 I E Rr 6 91 A0.6 A，故选项 B 错误；电阻 R 两端的电压为 UIR0.6 9 V 5.4 V，故选项 C 正确，D

8、错误。 答案 C 7.某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量 随时间的变化规律可用如图 7 表示，那么在图中( ) 图 7 A.t1和 t3时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大 B.t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零 C.t3时刻，线圈中的感应电动势为零 D.t4时刻，线圈中的感应电动势达到最大值 解析 t1、 t3两个时刻是穿过线圈磁通量最大的时刻， 该时刻磁通量的变化率为零， 即线圈中的感应电动势为零，所以选项 A 错误，C 正确；t2、t4两个时刻是穿过 线圈的磁通量为零却是变化率最大的时刻，即线圈中感应电动势最大，选项 B 错 误，D 正确。 答案 CD 8.如图 8 所示，虚线框内

9、是磁感应强度为 B 的匀强磁场，导线框的三条竖直边的 电阻均为 r，长均为 l，两横边电阻不计，线框平面与磁场方向垂直。当导线框以 恒定速度 v 水平向右运动，ab 边进入磁场时，ab 两端的电势差为 U1，当 cd 边进 入磁场时，ab 两端的电势差为 U2，则( ) 图 8 A.U1Blv B.U11 3Blv C.U2Blv D.U22 3Blv 解析 ab 边进入磁场时，EBlv，cd 与 ef 并联，并联电阻为r 2，所以，ab 两端电 势差 U1 E r 2 r 2r 1 3Blv， B 正确， A 错误； cd 边进入磁场时， ab、 cd 两个电源并联， EBlv， 并联后内阻

10、为r 2， 所以 ab 两端电势差 U2 Er r 2r 2 3Blv， C 错误， D 正确。 答案 BD 9.如图 9 所示，一光滑水平桌面的左半部分处于竖直向下的匀强磁场内， 当一电 阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时，下列说法正确 的是( ) 图 9 A.若整个线圈在磁场内，线圈一定做匀速运动 B.线圈从磁场内滑到磁场外的过程，必做加速运动 C.线圈从磁场内滑到磁场外的过程，必做减速运动 D.线圈从磁场内滑到磁场外的过程，必定放热 解析 整个线圈在磁场内时，无感应电流，故不受安培力，线圈做匀速运动，A 正确；线圈滑出磁场过程中，产生感应电流，受到阻碍它运动的安培力

11、，故线圈 做减速运动，机械能转化为内能，B 错误，C、D 正确。 答案 ACD 二、非选择题(共 4 小题，共 46 分。解答题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) 10.(8 分)在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图 10 所示。它们是： 电流计 直流电源 带铁芯的线圈 A 线圈 B 电键 滑动变阻器 图 10 (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？试举出三种方法。 _； _； _。 解析 (1)使线圈 A 与电键、直流电源、滑动变阻器串联

12、，线圈 B 与电流计连成闭 合回路。 (2)只要能使穿过线圈 B 的磁通量发生变化，就可以使线圈 B 中产生感应电流。 答案 (1)如图所示 (2)闭合开关 断开开关 开关闭合后移动滑动变阻器滑片 11.(12 分)如图 11 所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的 电阻为 r00.10 ，导轨的端点 P、Q 用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的 距离 l0.20 m。 有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面。 已知磁感应强度 B 与时间 t 的关系为 Bkt，比例系数 k0.020 T/s。一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩 擦地滑动， 在滑动过程中保持与导轨垂直。 在 t0 时刻，

13、 金属杆紧靠在 P、 Q 端， 在外力作用下， 杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动， 求在 t6.0 s 时金属杆所受的安培力。 图 11 解析 以 a 表示金属杆运动的加速度，在 t 时刻，金属杆与初始位置的距离 L 1 2at 2，此时杆的速度 vat，这时，杆与导轨构成的回路的面积 SLl，回路中的 感应电动势 ESB t Blv 因 Bkt，故B t k 回路的总电阻 R2Lr0 回路中的感应电流 IE R 作用于杆的安培力 FBlI 解得 F3k 2l2 2r0 t， 代入数据为 F1.44 10 3 N。 答案 1.44 10 3 N 12.(12 分)如图 12 所示，

14、在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，设导体棒 Oa 以点 O 为中心转动，而另一端 a 刚好搭在光滑的半圆形金属导轨上，Oa 长为 l 且以角速 度 匀速转动，在 Ob 间接入一阻值为 R 的电阻，不计其他电阻。试求： 图 12 (1)Oa 中产生的感应电动势； (2)流过 R 的电流； (3)所需外力的功率。 解析 (1)Oa 中产生的感应电动势为 EBlvBl 0l 2 Bl 2 2 。 (2)回路中的电流为 IE R Bl2 2R 。 (3)回路中消耗的功率等于外力做功的功率，为 PE 2 R B 2l42 4R 。 答案 (1)Bl 2 2 (2)Bl 2 2R (3)B 2l42 4R

15、 13.(14 分)如图 13 甲所示， 固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨， 间距 d0.5 m，导轨右端连接一阻值为 R4 的小灯泡 L。在 CDEF 矩形区域内有竖直向上 的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象如图乙所示，CF 长为 2 m。在 t 0 时刻，电阻为 r1 的金属棒 ab 在水平恒力 F0.2 N 作用下，由静止开始 沿导轨向右运动，t4 s 时进入磁场，并恰好能够匀速运动。求： 图 13 (1)04 s 内通过小灯泡的电流强度； (2)金属棒在磁场中匀速运动的速度； (3)金属棒的质量。 解析 (1)金属棒未进入磁场时，电路总电阻 R总Rr5 回路中感应电动势为 E1 t BS t 0.5 V 灯泡中的电流强度为 IE1 R总0.1 A。 (2)因金属棒在磁场中匀速运动，则 FF安BId 又 I E Rr， EBdv 解得 v1 m/s。 (3)金属棒未进入磁场的加速度为 av t0.25 m/s 2 金属棒的质量 mF a0.8 kg。 答案 (1)0.1 A (2)1 m/s (3)0.8 kg