2020-2021学年高二下学期物理3-2(人教版)第四章章末过关检测.docx

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1下列现象中，属于电磁感应现象的是()A小磁针在通电导线四周发生偏转B通电线圈在磁场中转动C因闭合线圈在磁场中转动而产生感应电流D磁体在高温或撞击时失去磁性解析：选C.因磁通量的转变而产生感应电流的现象是电磁感应现象故选C.2始终升机停在南半球的地磁极上空该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示假如忽视a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，即()AEfl2B，且a点电势低于b点电势BE2fl2B，且a点电势低于b点电势CEfl2B，且a点电势高于b点电势DE2fl2B，且a点电势高于b点电势解析：选A.由右手定则可知b点电势高于a点电势，且感应电动势的大小EBl2fl2B.故选A.3如图所示，一水平放置的通以恒定电流的圆形线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从线圈1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则线圈2从线圈1的正上方下落至线圈的正下方的过程中，从上往下看，线圈2中()A无感应电流B有顺时针方向的感应电流C有先是顺时针方向、后是逆时针方向的感应电流D有先是逆时针方向、后是顺时针方向的感应电流解析：选C.线圈1中恒定电流形成的磁场分布状况如图所示当线圈2从线圈1的正上方下落，并处于线圈1的上方时，磁感线向上，且磁通量增大，依据楞次定律知，线圈2中产生的感应电流的磁场方向向下，由右手螺旋定则知，俯视线圈2中感应电流应为顺时针方向；同理，线圈2落至线圈1的正下方时，磁通量向上且是减小的，由楞次定律和右手螺旋定则知，俯视线圈2中感应电流应为逆时针方向故选C.4如图所示，多匝线圈L的电阻和电池内阻不计，两个电阻的阻值都是R，开关S原来是断开的，电流I0，今合上开关S将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，该电动势()A有阻碍电流的作用，最终电流由I0减小到零B有阻碍电流的作用，最终电流总小于I0C有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持I0不变D有阻碍电流增大的作用，但电流最终还是增大到2I0解析：选D.开关S由断开到闭合，回路的电流要增大，因而在L上要产生自感电动势，依据楞次定律，自感电动势总是要阻碍引起它的电流的变化，这就是由于电流增加引起的自感电动势因此要阻碍原电流的增加，但阻碍不是阻挡，电流仍要增大，因而达到稳定后，其电流为2I0.选项D正确5如图甲所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直于纸面对里，abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l.t0时刻，bc边与磁场区域边界重合(如图)现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域取沿abcda的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是图乙中的()解析：选B.首先可排解C、D两选项，由于线圈在进入和离开磁场区域的两过程中感应电流方向确定相反；在进入过程中磁通量增大，由楞次定律和右手螺旋定则知，感应电流方向为adcba，与规定的正方向相反，可以排解A，故选B.6.(2022湖北仙桃高二检测)如图所示，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直取逆时针方向的电流为正若从图示位置开头，作出线框中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x之间的函数图象，则下面四个图中正确的是()解析：选B.依据楞次定律可得，开头时感应电流应为逆时针，故C错当线框两个边同时在磁场中切割磁感线时，形成同向电流，为顺时针电流，所以电流的峰值应为一个边切割的峰值的2倍，故A错依据公式EBL有效vsin 可知E与L有效成正比，由于L有效在分段线性变化，可得图象应为分段线性函数，故B正确D错误7图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕O轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，电阻两端分别接盘心O和盘边缘，则通过电阻R的电流强度的大小和方向是()A由c到d，IB由d到c，IC由c到d，ID由d到c，I解析：选C.由右手定则可推断出R中电流由c到d，电动势BrBr2，电路中电流I.二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)8(2022山东省试验中学高二质检)如图所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为m、边长为a、总电阻为R的单匝均匀正方形铜线框，线框从位置1开头以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场，到达位置2时线框刚好全部进入磁场，在位置3时线框开头离开匀强磁场，到达位置4时线框刚好全部离开磁场则下列说法正确的是()A在位置1时，线框右侧边MN两端的电压为Bav0B线框从位置1到位置2的过程与从位置3到位置4的过程产生的感应电流方向相反C线框从位置1到位置2的过程与从位置3到位置4的过程所受的安培力方向相同D从位置1到位置2的过程中流过线框某一截面的电荷量等于解析：选BCD.在位置1时，线框右侧边MN两端的电压为Bav0，故A错误由右手定则可得B正确由左手定则可判得C正确从位置1到位置2过程中流过线框某一截面的电荷量q，故D正确9(2022江西重点中学联考)如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以3v、v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()A导体框中产生的感应电流方向相同B导体框中产生的焦耳热相同C导体框ad边两端电势差大小相同D通过导体框截面的电荷量相同解析：选ACD.如题图所示，导体框分别朝两个方向以3v、v的速度匀速拉出磁场，磁通量皆削减，由楞次定律知，导体框中产生的感应电流方向相同，A正确；设导体框边长为L，每边电阻均为R，则产生的电动势EBLv0，感应电流为I，导体框中产生的焦耳热QI24Rt24R，因拉出磁场的速度不相同，故产生的焦耳热不相同，B错误；当导体框以3v的速度匀速拉出磁场时，则产生的电动势E13BLv，感应电流为I1，ad边两端电势差U1I1RBLv；当导体框以v的速度匀速拉出磁场时，则产生的电动势E2BLv，感应电流为I2，ad边两端电势差U2I23RBLv，故导体框ad边两端电势差大小相同，C正确；当导体框分别从两个方向移出磁场的过程中，通过导体框截面的电荷量q相同，故D正确故选ACD.10(2022长沙一中高二月考)如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可接受的方法有()A闭合电键SB闭合电键S后，把R的滑片右移C闭合电键S后，把P中的铁芯从左边抽出D闭合电键S后，把Q靠近P解析：选AD.依据安培定则可得：Q线圈中心轴线上感应电流磁场方向向左，与原磁场在该处方向相反，故线圈P中电流应增大，Q线圈中磁通量增大，所以正确选项为AD.11如图所示，固定于水平绝缘面上的很长的金属导轨，表面粗糙、电阻不计，导轨左端与一个定值电阻R相连，金属棒ab的质量为m，电阻不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面，则当棒ab在水平恒力F的作用下从静止向右滑动的过程中()A恒力F做的功等于电路中产生的电能B恒力F与摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C克服安培力做的功等于电路中产生的电能D恒力F与摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能与棒ab获得的动能之和解析：选CD.由动能定理可得：恒力、安培力与摩擦力的合力做的功等于棒获得的动能，而安培力做功导致电路中消耗电能，产生内能，故A、B错误，C、D正确12在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，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以下说法正确的是()A在时间05 s内，I的最大值为0.1 AB在4 s时，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：选BC.05 s时间内，在0时刻时最大为0.1 T/s，依据I，此时的I最大为0.01 A，A错误；4 s时，磁感应强度减小，依据楞次定律，感应电流的方向为逆时针，B正确；前2秒，通过线圈某截面的总电荷量依据I和qIt可得为0.01 C，C正确；第3 s内，磁感应强度不变，线圈中没有感应电流，D错误三、非选择题(本题共4小题，共42分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位)13(8分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，磁场中有正方形线框abcd，线框的总电阻为R，边长为L，每边质量为m，磁场方向水平向右，开头时线框处于水平位置且bc边与磁场垂直，把线框由静止释放使它以bc为轴在t秒内由水平位置转到竖直位置刚好停下来，则在该过程中线框中产生的热量为多大？线框中产生的平均感应电动势为多少？解析：En(4分)由能量关系知转动过程中产生的热量等于重力势能的削减量，QmgL2mg2mgL(4分)答案：2mgL14(10分)如图所示，电阻为R、质量为m的矩形导线框ABCD自某一高度自由落下，通过一有界的匀强磁场若线框恰好以恒定速度通过磁场，在不计空气阻力的状况下，线框中产生的焦耳热是多少？已知AB、CD边长均为l，AD、BC边长均为h，磁场区域宽度为h.解析：法一：以矩形导线框为争辩对象设线框匀速运动的速度为v，则线框穿过磁场的时间t.(2分)由平衡条件可知，线框匀速穿过磁场时，所受重力与安培力大小相等设线框中的电流为I，则有BIlmg.(2分)由闭合电路欧姆定律，有I(2分)由焦耳定律，可知线框中产生的热量QI2RtR2Blh2BIlh2mgh.(4分)法二：由能量转化与守恒定律可知，线框匀速通过磁场时，重力做的功全部转化为焦耳热，因线框重心下降的距离是2h，所以Qmg2h.(10分)答案：2mgh15(12分)如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L1 m，上端接有电阻R3 ，虚线OO下方是垂直于导轨平面的匀强磁场，现将质量m0.1 kg、电阻r1 的金属杆ab，从OO上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v t图象如图乙所示(取g10 m/s2)求：(1)磁感应强度B的大小；(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量解析：(1)由图象知，杆自由下落0.1 s进入磁场以v1.0 m/s做匀速运动产生的电动势EBLv(1分)杆中的电流I(1分)杆所受安培力F安BIL(1分)由平衡条件得mgF安(1分)联立，并代入数据得 B2 T(3分)(2)由可知电阻R产生的热量QI2Rt2Rt0.075 J(5分)答案：(1)2 T(2)0.075 J16(2022高考广东卷)(12分)如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上，导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面对上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻(1)调整RxR，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v；(2)转变Rx，待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Rx.解析：(1)设导体棒运动速度为v，通过回路电流为I，导体棒受安培力为F，对导体棒进行受力分析可得：FBIlMgsin (2分)又知：E0Blv，(1分)I(1分)联立三式可解得：I，v.(2分)(2)设平行板电容器两端电压为U，平行板电容器内部电场强度为E，通过回路电流为I，由(1)可知I，(1分)又知：UIRx，(1分)E(1分)带电粒子匀速通过平行板电容器：Eqmg(1分)联立四式可解得：Rx.(2分)答案：(1)(2)