高中物理 第四章 电磁感应 章末检测同步课时检测 新人教版选修3-2

第四章电磁感应
(时间：90分钟满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)
1.如图1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( )
①当磁感应强度增大时，线框中的感应电流可能减小
②当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大图1
③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
A．只有②④正确
B．只有①③正确
C．只有②③正确
D．只有①④正确
2．(2018·北京理综·19)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图2，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是( )
图2
A．线圈接在了直流电源上
B．电源电压过高
C．所选线圈的匝数过多
D．所用套环的材料与老师的不同
3．铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置．能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图3甲所示(俯视图)．当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收．当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车在做( )
图3
A．匀速直线运动
B．匀加速直线运动
C．匀减速直线运动
D．加速度逐渐增大的变加速直线运动
4．如图4所示，闭合线圈abcd从高处自由下落一段时间后垂直于磁
场方向进入一有界磁场，从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的
这段时间内，下列说法正确的是 ( )
A．a端的电势高于b端
B．ab边所受安培力方向为水平向左
C．线圈可能一直做匀速运动图4 D．线圈可能一直做匀加速直线运动
5.如图5所示，水平放置的两平行导轨左侧连接电阻R，其他电阻不计，
导体杆MN放在导轨上，在水平恒力F的作用下，沿导轨向右运动，
并将穿过方向竖直向下的有界匀强磁场，磁场边界PQ与MN平行，从
MN进入磁场开始计时，通过MN的感应电流i随时间t变化的图象可
能是图中的( ) 图5
6．如图6所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M和P，线圈P与
电流表构成闭合回路．若在t1至t2这段时间内，观察到通过电
流表的电流方向自上向下(即为由c经电流表至d)，则可以判断
出线圈M两端的电势差U ab随时间t的变化情况可能是图中的
( ) 图6
7．单匝线圈所围的面积为0.1 m2，线圈电阻为1 Ω.规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图7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7
A．在时间0～5 s内，I的最大值为0.01 A
B．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 C
D．第3 s内，线圈的发热功率最大
8.边长为L的正方形线框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图8
所示的有界匀强磁场区域．磁场区域的宽度为d(d>L)．已知ab边
进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场的过程和从
磁场另一侧穿出的过程相比较，有( )
A．产生的感应电流方向相反图8
B．所受的安培力方向相同
C．进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间
D．进入磁场过程和穿出磁场过程中通过线框内某一截面的电荷量相等
9.在如图9所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，
E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正
确的是
( )
A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭
B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭图9
C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭
D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭
10.两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左
端
接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，
磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在
沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图10所示．在这过程中( ) 图10
A作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
二、填空题(本题共2小题，共14分)
11．(8分)图11是做“探究电磁感应的产生条件”实验的器材示意图．
图11
(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路．
(2)由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转？
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
(3)假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过
程中，灵敏电流计的指针向________偏转．(填“左”或“右” )
12.(6分)如图12所示，两根平行光滑长直金属导轨，其电阻不计，导体
棒
ab和cd跨放在导轨上，ab电阻大于cd电阻．当cd在外力F2作用下
匀速向右滑动时，ab在外力F1作用下保持静止，则ab两端电压U ab和
cd两端电压U cd相比，U ab________U cd，外力F1和F2相比，F1________F2(填“>”、“＝”
或“<”)．图12
三、计算题(本题共4小题，共46分)
13.(8分)如图13所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，
框架宽为L，右端接有电阻R，磁感应强度为B，一根质量为m、电
阻不计的金属棒以v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦
因数为μ，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电荷量为q，求：图13
(1)棒运动的距离；
(2)R上产生的热量．
14．(12分)如图14所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接
一个电阻R.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨
上．在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于导
轨平面向下，磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行
于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动．不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力．求：图14
(1)导轨对杆ab的阻力大小F f；
(2)杆ab中通过的电流及其方向；
(3)导轨左端所接电阻R的阻值．
15．(12分)如图15所示，质量m1＝0.1 kg、电阻R1＝0.3 Ω、长度l＝0.4 m的导体棒ab 横
放在U形金属框架上．框架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，相距0.4 m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝0.1 Ω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B＝0.5 T．垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，使ab
从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触．当
ab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速度v的大小；
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝0.1 J，求该过程ab
位移x的大小．
16．(14分)(2018·广东理综·35)如图16所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上，导轨平面与水平面的夹角为θ.ab处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，R 和R x分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．
图16
(1)调节R x＝R，释放导体棒，当导体棒沿导轨匀速下滑时，求通过导体棒的电流I及导体棒的速率v.
(2)改变R x，待导体棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电荷量为＋q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的R x.
答案
1．D 2．D 3．B 4．C 5．ACD 6．CD 7．ABC 8．ABD 9．C 10．ACD
11．(1)
(2)①将开关K 闭合(或者断开) ②将螺线管A 插入(或拔出)螺线管B
(3)右
12．＝ ＝
13．(1)qR BL (2)12mv 20－μmgqR BL
14．(1)F －mv 22d (2)mv 2
2Bld
方向由a →b (3)2B 2l 2
d mv
－r 15．(1)6 m/s (2)1.1 m
16．(1)
Mg sin θBl 2MgR sin θB 2l 2 (2)mBld Mq sin θ。