2022-2022学年高中物理第4章电磁感应章末质量评估卷含解析新人教版选修3-2.doc

章末质量评估卷(一)电磁感应(时间：90分钟总分值：100分)一、单项选择题(此题共8小题，每题3分，共24分)1电磁炉具有无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等优势电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物以下相关说法中正确的选项是()A锅体可以用不导电的陶瓷制成B锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的C恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好D提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果解析：选D锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，故A、B、C错误；提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果，故D正确2如下图，A为多匝线圈，与电键、滑动变阻器相连之后，接入M、N间的恒定直流电源，B为一接有灵敏电流计的闭合多匝线圈，以下说法正确的选项是()A保持电键闭合，灵敏电流计会一直有读数B断开电键后，在将B线圈靠近A线圈的过程中，灵敏电流计会发生偏转C闭合电键瞬间，灵敏电流计会发生偏转D保持电键闭合，将滑动变阻器的滑片左右移动过程中，灵敏电流计不会偏转解析：选CM、N间接恒定直流电源，保持电键闭合，电流恒定，B线圈的磁通量不变，B中没有感应电流，灵敏电流计指针不发生偏转，A选项错误；断开电键后，在将B线圈靠近A线圈的过程中，磁通量没有变化，没有感应电流，灵敏电流计不会发生偏转，B选项错误；闭合电键的瞬间，A线圈中的电流增大，B线圈中的磁通量增大，产生感应电流，灵敏电流计指针发生偏转，C选项正确；保持电键闭合，将滑动变阻器的滑片左右移动过程中，电流发生变化，B线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，灵敏电流计会发生偏转，D选项错误3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，那么通过电阻R的电流的大小和方向是()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由右手定那么可判断出R中电流由c到d，电动势BrBr2，电路中电流I，C正确4如下图，用两根相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈A和B，两线圈所在平面与匀强磁场垂直当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比IAIB为()ABCD解析：选B由题意知线圈A和B的长度、横截面积和材料(电阻率)都相同，所以电阻相同，由LAn12r1LBn22r2得，两线圈中的感应电流之比等于两线圈感应电动势之比：，所以B正确5(2022全国卷)如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心轨道的电阻忽略不计OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B(过程)在过程、中，流过OM的电荷量相等，那么等于()ABCD2解析：选B由qt、n，解得qn.过程中流过OM的电荷量q1；过程中流过OM的电荷量q2.而q1q2，即，解得.6(2022济南外国语学校模拟)如图甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB边受安培力向右且变化规律如图乙所示，那么磁场的变化情况可能是()解析：选D线圈AB边受到的安培力向右，根据楞次定律的推广含义增缩减扩可知，垂直纸面向外的磁场逐渐增大，B选项错误；根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律可知，安培力的表达式FBL，安培力的大小不变，由于B的增加，那么应当减小，图线是斜率不断减小的曲线，D选项正确7一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如下图，那么()A假设线圈进入磁场过程是匀速运动，那么离开磁场过程一定是匀速运动B假设线圈进入磁场过程是加速运动，那么离开磁场过程一定是加速运动C假设线圈进入磁场过程是减速运动，那么离开磁场过程一定是减速运动D假设线圈进入磁场过程是减速运动，那么离开磁场过程一定是加速运动解析：选C由于磁场区域宽度大于线圈宽度，故线圈进入磁场过程中假设匀速运动，那么mg0，全部进入后加速向下运动，穿出时mg，故做减速运动，选项A错误；假设线圈进入磁场时加速，全部进入后仍然加速，穿出时重力与安培力关系不能确定，选项B错误；线圈减速进入磁场，那么mg，全部进入后加速运动，穿出磁场时mgmg才能保证金属杆做减速运动，化简得h，选项D错误15水平面上固定相距为d的光滑直轨道MN和PQ，在N、Q之间连接不计电阻的电感线圈L和电阻R.匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直导轨平面向上，在导轨上垂直导轨放置一质量为m，电阻不计的金属杆ab，在直导轨右侧有两个固定挡块C、D，CD连线与导轨垂直现给金属杆ab沿轨道向右的初速度v0，当ab即将撞上CD时速度为v，撞后速度立即变为零但不与挡块粘连以下说法正确的选项是()Aab向右做匀变速直线运动B当ab撞上CD后，将会向左运动Cab在整个运动过程中受到的最大安培力为D从ab开始运动到撞上CD时，电阻R上产生的热量小于mv02mv2解析：选BDab向右运动时受到向左的安培力而做减速运动，产生的感应电动势和感应电流减小，安培力随之减小，加速度减小，所以ab做非匀变速直线运动，故A错误；当ab撞上CD后，ab中产生的感应电动势为零，电路中电流要减小，线框将产生自感电动势，根据楞次定律可知自感电动势方向与原来电流方向相同，沿ba，根据左手定那么可知ab受到向左的安培力，故当ab撞上CD后，将会向左运动，故B正确；开始时，ab的速度最大，产生的感应电动势最大，由于线圈中产生自感电动势，此自感电动势与ab感应电动势方向相反，电路中的电流小于，最大安培力将小于BdI，故C错误；从ab开始运动到撞上CD时，由于线圈中有磁场能，所以电阻R上产生的热量小于mv02mv2，故D正确三、非选择题(此题共5小题，共55分)16.(8分)如下图，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为B0.5 T，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab的长度与导轨宽度均为L0.2 m，电阻R1.0 .导轨电阻不计，当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，均标有“6 V3W字样的两小灯泡恰好正常发光，求：(1)通过ab的电流的大小和方向；(2)ab运动速度的大小；(3)电路的总功率解析：(1)每个小灯泡中的电流为I10.5 A那么ab中的电流为I2I11 A由右手定那么知通过ab棒的电流方向为由b到a.(2)ab产生的感应电动势：EU1IR6 V11.0 V7 V由EBLv，知ab的运动速度v70 m/s.(3)电路的总功率PIE7 W.答案：(1)1 A由b到a(2)70 m/s(3)7 W17(10分)如下图，有一夹角为的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，方向与角架所在平面垂直，一段直导线ab，从顶角c贴着角架以速度v，向右匀速运动求：(1)t时刻角架的瞬时感应电动势；(2)t时间内角架的平均感应电动势解析：(1)ab杆向右运动的过程中切割磁感线，构成回路的长度不断变大，感应电动势的大小不断变化在t时间内设位移为x，那么xvt切割长度Lxtan EBLv联立得EBv2ttan .(2)由法接第电磁感应定律得SBxLB联立得Bv2ttan .答案：(1)Bv2ttan (2)Bv2ttan 18(12分)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图一个半径为R0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上转轴的左端有一个半径为r的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m0.5 kg的铝块在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B0.5 Ta点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度铝块由静止释放，下落h0.3 m时，测得U0.15 V(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g10 m/s2)(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极还是“负极？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失解析：(1)根据右手定那么可知，测U时，与a点相接的是电压表的“正极(2)由电磁感应定律得UEBR2，线速度vrR，所以铝块的速度v2 m/s.(3)根据能量守恒定律可知，铝块机械能的损失等于重力势能的减少量与动能增加量的差值，即Emghmv2，代入数据解得，E0.5 J.答案：(1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J19(12分)两根相距l1 m的平行光滑长金属导轨(电阻不计)被固定在绝缘水平面上，左端接有R2 的电阻，导轨间区域加上与导轨垂直、方向垂直纸面的磁场，磁场方向分布如下图，磁场宽度相同且其宽度d0.6 m，磁感应强度B1 T、B20.8 T现有电阻r1 的导体棒ab(长为l)垂直导轨放置且接触良好，当导体棒ab以v5 m/s的速度从边界MN进入磁场后始终做匀速运动，求：(1)导体棒ab进入磁场B1区域时拉力的功率；(2)导体棒ab经过任意一个磁场B2区域过程中通过电阻R的电荷量解析：(1)导体棒ab在磁场B1区域中运动时，产生的感应电动势为E1B1lv，感应电流为I1，所受安培力F安B1I1l，导体棒ab做匀速运动，那么F拉F安，拉力的功率为PF拉v，代入数据解得P W0.67 W.(2)经过任意一个磁场B2区域过程中，通过电阻R的电荷量为qI2t2，由题意得I2，位移为dvt2，联立解得q0.16 C.答案：(1)0.67 W(2)0.16 C20(13分)(2022江苏卷)如下图，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为，间距为d.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g.求下滑到底端的过程中，金属棒(1)末速度的大小v；(2)通过的电流大小I；(3)通过的电荷量Q.解析：(1)金属棒做匀加速直线运动，有v22as，解得v.(2)安培力F安IdB，金属棒所受合力Fmgsin F安由牛顿第二定律Fma解得I.(3)运动时间t，电荷量QIt解得Q.答案：(1)(2)(3)