2019年秋人教版物理选修3-2《第四章 电磁感应》章末质量评估试卷（含解析）

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1、章末质量评估（一）（时间：90 分钟 分值：100 分）一、单项选择题（本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.下列说法正确的是（ ）A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流C.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大D.涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律解析：由物理学史可知 A 正确； B 项中做切割磁感线运动且使磁通量变化才产生感应电流，故 B 错误；C 项中，感应电动势与磁通量变化率成正比，故 C 错误；涡流也是感应电流，也遵循法拉第电磁感应

2、定律，D 项错误.答案：A2.如图所示，一质量为 m 的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为 FT1 和 FT2，重力加速度大小为 g，则（ ）A.FT1mg，F T2mg B.FT1mg，F T2mg解析：当圆环经过磁铁上端时，磁通量增加，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推，又根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有 FT1mg.当圆环经过磁铁下端时，磁通量减少，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸，又根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有 FT2mg，所以

3、只有 A 正确.答案：A3.如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当开关 S 接通一瞬间，两铜环的运动情况是（ ）A.同时向两侧推开B.同时向螺线管靠拢C.一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断解析：通电前，穿过两个铜环的磁通量均为零，通电时，穿过两个铜环的磁通量突然增大，根据楞次定律，两铜环向两侧推开.答案：A4.如图所示，边长为 l 的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为 d，线框的速度为 v.若 ld，则线框中存在感应电流的时间为（ ）A. B.l

4、v 2lvC. D.dv 2dv解析：线框从开始进到完全进入，从开始出到完全出来的过程，线框中存在感应电流.所以线框中存在感应电流的时间 t ，故选项 B 正确.lv lv 2lv答案：B5.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化.下列说法正确的是（ ）当磁感应强度增大时，线框中的感应电流可能减小 当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大 当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变A.只有正确 B.只有正确C.只有正确 D.只有正确解析：I ，而由法拉第电磁感应定律 En 得 E与 B的增大还

5、是减小无关，而ER t与磁通量的变化率有关.答案：D6.材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成 ab、cd、ef 三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上，并与导轨垂直，如图所示，匀强磁场方向垂直导轨平面向内.外力使导线水平向右做匀速运动，且每次外力所做功的功率相同，已知三根导线在导轨间的长度关系是 LabIa，随电流逐渐增大至稳定过程，电感的阻碍作用越来越小，故合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；开关 S 断开后，由于电感 L产生自感电动势，灯 a、b 回路中电流要延迟一段时间再熄灭，且同时熄灭，故选 C.答案：C10.如图所示，用丝线悬挂一个金属环，金属环套在一个通电螺线管上，并处于

6、螺线管正中央位置.如通入螺线管中的电流突然增大，则（ ）A.圆环会受到沿半径向外拉伸的力B.圆环会受到沿半径向里挤压的力C.圆环会受到向右的力D.圆环会受到向左的力解析：无论通入螺线管的电流是从 a流向 b还是从 b流向 a，电流增大时，穿过金属环的磁通量必增加.由于穿过金属环的磁通量由螺线管内、外两部分方向相反的磁通量共同决定，其等效磁场方向由管内磁场方向决定.根据楞次定律，环内感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即要阻碍穿过环的磁通量的增加，因此有使环扩张的趋势，从而使环受到沿半径向外拉伸的力.答案：A二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分.在每小题给出

7、的四个选项中有多项符合题目要求，全部选对得 6 分，漏选得 3 分，错选或不选得 0 分）11.今将磁铁缓慢或者迅速地插入一闭合线圈中（始末位置相同） ，试对比在上述两个过程中，相同的物理量是（ ）A.磁通量的变化量B.磁通量的变化率C.线圈中产生的感应电流D.流过线圈导线截面的电荷量解析：由 2 1和题意知，A 选项正确.因 t1和 t2不等，故 不同，B 选t项错误，由 En 知，感应电动势不相等，故 C 选项错误；由 qn 知 D 选项正确.t R r答案：AD12.如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间，下列措施可

8、行的有 （ ）A.增加线圈的匝数B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯解析：当线圈上通交流电时，金属杯由于发生电磁感应现象，杯中有感应电流，对水加热，若要增大感应电流，则需要增大感应电动势或者减小杯体的电阻.增加线圈的匝数，使得穿过金属杯的磁场增强，感应电动势增大，选项 A 正确；提高交流电的频率，使得磁通量的变化率增大，感应电动势增大，选项 B 正确；若将金属杯换为瓷杯，则不会产生感应电流，选项 C 错误；取走线圈中的铁芯，磁场会大大减弱，感应电动势减小，选项 D 错误.答案：AB13.单匝线圈所围的面积为 0.1 m2，线圈电阻为 1 .规定线圈中感应电流 I 的正

9、方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示.磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所示.则以下说法正确的是（ ）图甲 图乙 A.在时间 05 s 内，I 的最大值为 0.01 AB.在第 4 s 时刻， I 的方向为逆时针C.前 2 s 内，通过线圈某截面的总电荷量为 0.01 CD.第 3 s 内，线圈的发热功率最大解析：En n S，由题图乙知，在 05 s 内，0 时刻 最大，此时 E0.01 t Bt BtV，所以 I 0.01 A，A 正确；在第 4 s 时刻，B 处于减少过程中，由楞次定律得 I的方ER向为逆时针，B 正确；前 2 s 内，qt t tn 0.01 C ，C

10、 正确；第 3 s 内，ER ntR RB不变，I 0， D 错误.答案：ABC14.如图所示，平行金属导轨光滑并且固定在水平面上，导轨一端连接电阻 R，其他电阻不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场，磁感应强度为 B，当一质量为 m 的金属棒 ab在水平恒力 F 作用下由静止向右滑动 （ ）A.棒从静止到最大速度过程中，棒的加速度不断增大B.棒从静止到最大速度过程中，棒克服安培力所做的功等于棒的动能的增加量和电路中产生的内能C.棒 ab 做匀速运动阶段，外力 F 做的功等于电路中产生的内能D.无论棒 ab 做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的内能解析：金属棒所受的安培力 F 安 ，又

11、a ，可知金属棒的速度增大时，B2L2vR F F安m安培力增大，则加速度减小，故选项 A 错误；根据能量转化和守恒定律，可知无论棒 ab做何运动，克服安培力做的功等于电路中产生的内能.棒从静止到最大速度过程中，外力 F做的功等于棒的动能的增加量和电路中产生的内能之和，故选项 B 错误，D 正确；当 ab棒匀速运动时，F 安 F，外力做的功全部转化为电路中的电能，则外力 F做的功等于电路中产生的内能.故选项 C 正确 .答案：CD三、实验题（10 分）15.在研究电磁感应现象的实验中，所需的实验器材如图所示.现已用导线连接了部分实验电路.（1）请画实线作为导线从箭头 1 和 2 处连接其余部分

12、电路.（2）实验时，将线圈 L1 插入线圈 L2 中，闭合开关的瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是_.（3）某同学设想使线圈 L1 中电流逆时针（俯视）流动，线圈 L2 中电流顺时针（俯视）流动，可行的实验操作是 .A.抽出线圈 L1B.插入软铁棒C.使变阻器滑片 P 左移D.断开开关解析：（1）将箭头 1、线圈 L1、箭头 2 依次连接起来组成闭合回路.线圈 L2与检流计连接起来组成闭合回路.（2）闭合开关的瞬间，流过线圈 L1的电流瞬间增大，产生的磁感应强度增大，穿过线圈 L2的磁通量增大，线圈 L2中产生感应电动势，有感应电流流过检流计；该实验表明“穿过闭合电路中的磁

13、通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流”.（3）要使两线圈中的电流方向相反，只需使线圈 L1产生的磁通量逐渐增大，可行的方法有插入软铁棒或增大线圈 L1中的电流（即使变阻器滑片 P左移） ，选项 B、C 正确.答案：（1）如图所示.（2）穿过闭合电路中的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流（3）BC四、计算题（本题共 3 小题，共 36 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）16.（10 分）如图所示，用同样导线制成的圆环 a 和 b 所包围的面积之比为 41，直导线的电阻可忽略，将 a 环放在垂直于环面且均匀变化的匀强磁场内，b 环放在磁场外，A、

14、B 两点间的电势差为 U1；若将 a 环与 b 环的位置互换， A、B 两点间的电势差为 U2，则 U1 与 U2 的比值为多大？解析：a、b 环的面积之比为 41，所以周长之比为 21，即电阻之比为 21，当 a环置于均匀变化的磁场中时，U 1 E感 aRbRa Rb BSaRbt（Ra Rb）当 b环置于均匀变化的磁场中时，U2 E感 bRaRa Rb BSbRat（Ra Rb）得 .U1U2 SaRbSbRa 21即 U1U221.17.（12 分）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框 abcd，每边长为 L，总电阻为 R，总质量为 m.将其置于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场上方 h 处，

15、如图所示.线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且 cd 边始终与水平的磁场边界平行.当 cd 边刚进入磁场时：（1）求线框中产生的感应电动势大小；（2）求 c、d 两点间的电势差大小；（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度 h.解析：（1）cd 边刚进入磁场时，线框速度 v ，2gh线框中产生的感应电动势 EBLvBL .2gh（2）此时线框中的电流 I .ERcd切割磁感线相当于电源，c、d 两点间的电势差即路端电压，为UI R BL .34 34 2gh（3）安培力 F 安 BIL ，B2L22ghR根据牛顿第二定律，得 mg F 安 ma ，由 a0，解得下落高度 h

16、 .m2gR22B4L418.（14 分）如图所示，MN、PQ 为间距 L0.5 m 足够长的平行导轨，NQMN.导轨平面与水平面间的夹角 37，NQ 间连接有一个 R5 的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B1 T.将一根质量为 m0.05 kg 的金属棒 ab 紧靠 NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计.现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与 NQ 平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数 0.5，当金属棒滑行至 cd 处时已经达到稳定速度， cd 距离 NQ 为 s2 m.试解答以下问题：（g 取 10 m/s2，sin 37 0.6，c

17、os 370.8）（1）当金属棒滑行至 cd 处时回路中的电流多大？（2）金属棒达到的稳定速度是多大？（3）当金属棒滑行至 cd 处时回路中产生的焦耳热是多少？（4）若将金属棒滑行至 cd 处的时刻记作 t0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度 B应怎样随时间 t 变化（写出 B与 t 的关系式）？解析：（1）达到稳定速度时，安培力 F 安 BIL，mgsin F 安 mg cos ，I 0.2 A.mg（sin cos ）BL（2）EBLv，I ，v 2 m/s.ER IRBL（3）根据能量守恒得，重力势能减小转化为动能、摩擦产生的内能和回路中产生的焦耳热.Qmgs sin mgs cos mv20.1 J.12（4）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流.此时金属棒将沿导轨做匀加速运动.mgsin mgcos ma，agsin gcos 2 m/s 2，BLsB L ，(s vt 12at2)B T.Bss vt 12at2 2t2 2t 2