高中物理-第四章《电磁感应》单元检测-新人教版.doc

高三物理一轮复习
选修3-2第四章《电磁感应》单元检测
一、单项选择题：本题共5小题，
1．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是（ ）
A．0～2s B．2～4s
C．4～5s D．5～10s
2．如图所示，两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆上，将一条行磁铁向左插入铝环（未穿出）的过程中，两环的运动情况是( )
A．同时向左运动，距离增大
B．同时向左运动，距离不变
C．同时向左运动，距离变小
D．同时向右运动，距离增大
3．竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，B＝0.5T，导体捧ab与cd长均为0.2m，电阻均为0.lΩ，重均为0.1N，现用力向上拉导体棒ab，使之匀速向上(与导轨接触良好,导轨足够长)，此时，导体棒cd恰好静止，那么导体棒ab上升时，下列说法中正确的是( )
A．导体棒ab受到的拉力大小为2N
B．导体棒ab向上的速度为0.2m/s
C．在2s内，拉力做功转化电能的是0.4J
D．在2s内，拉力做功为0.6J
4．如图所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。图2为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图3中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是 （ ）
图1
图2

图3
5．如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡，S是控制电路的开关。对于这个电路，下列说法不正确的是 ( )
A．刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等
B．刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不等
C．闭合S待电路达到稳定后，D1熄灭，D2比S刚闭合时亮
D．闭合S待电路达到稳定后，再将S断开瞬间，D1不立即熄灭，D2立即熄灭
二、多项选择题：本题共5小题，
v
t
o
v
t
o
v
t
o
v
t
o
A
B
C
D
6．如图所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，其一部分处于方向垂直导轨所在平面且有上下水平边界的匀强磁场中，一根金属杆MN保持水平沿导轨滑下，导轨电阻不计。当金属杆MN进入磁场区后，其速度图线可能的是（ ）

7．如图所示，欲使原来静止的ab杆向右移动，cd杆应( )
A．向右匀速运动
B．向右加速运动
C．向左加速运动
D．向左减速运动
8．如图所示，一根长导线弯曲成“п”，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内，在电流I增大的过程中，下列叙述正确的是（ ）
A．金属环中无感应电流产生
B．金属环中有逆时针方向的感应电流
C．悬挂金属环C的竖直线中拉力变大
D．金属环C一定仍保持静止状态
9．如图（a），线圈A中加有（b）图所示的电流，则在t = 0到t = t0的时间内，线圈B中感应电流I的方向及线圈B受安培力F的方向情况是（ ）
A．I的方向不变
B．I的方向改变
C．F的方向不变
D．F的方向改变
10．如图，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回到原处，运动过程中线圈平面保持在竖直面内，不计空气阻力（ 　 　）
A．上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功
B．上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功
C．上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
D．上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率

选修3-2第四章《电磁感应》单元检测
班级_________学号_________姓名__________得分___________
一、二单项、多项选择题：
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案

三、计算题或推导题：本题共7 题，共计85分．解答时请写出必要的文字说明．
11．如图所示，为某一装置的俯视图，PQ、MN为竖直放置的很长的平行金属薄板，两板间有匀强磁场，它的磁感应强度大小为B，方向竖直向下，金属棒AB搁置在两板上缘，并与两板垂直，现有质量为m、带电量大小为q，其重力不计的粒子，以初速度v0水平射入两板问．问：
①金属棒AB应朝什么方向、以多大的速度运动，可以使带电粒子做匀速运动?
②若金属棒运动停止，带电粒子在磁场中继续运动时，位移第一次到达时的时间间隔是多少？

12．在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场．操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈．假设该线圈可简化为水平长为L，上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R．磁场的磁感应强度为B，如图所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐．若转动手摇轮轴A．在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场．求此过程中．
(1)流过线圈中每匝导线横截面的电量是多少?
(2)在转动轮轴时，人至少需做多少功?(不考虑摩擦影响)．

13．如图所示，两根金属导轨平行放置在倾角为30°的斜面上，导轨左端接有电阻 ，导轨自身电阻不计．匀强磁场垂直于斜面向上，磁感应强度为．质量为 ，电阻为的金属棒ab由静止释放，沿导轨下滑，如图所示．设导轨足够长，导轨宽度，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑的高度为时，恰好达到最大速度vm=2m/s，求此过程中：
(1)金属棒受到的摩擦阻力；
(2)电阻R中产生的热量；
(3)通过电阻R的电量．

14．(2009届苏北十校期末联考高三物理试题)一有界匀强磁场区域如图甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感应强度为B。，t。＝0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动，v-t图像如图乙，图中斜向虚线为过O点速度图线的切线，数据由图中给出，不考虑重力影响，求：(1)磁场磁感应强度的变化率．(2)t2时刻回路的电功率

15．如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为θ= 370 ，导轨间距为 lm ，电阻不计，导轨足够长．两根金属棒 ab 和 a ' b ' 的质量都是0.2kg ，电阻都是 1Ω ，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25 ，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度 B 的大小相同．让a ' b ' 固定不动，将金属棒ab 由静止释放，当 ab 下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为 8W 。求：
(1)ab 达到的最大速度多大？
(2)ab 下落了 30m 高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量 Q 多大？
(3)如果将 ab 与 a ' b ' 同时由静止释放，当 ab 下落了 30m 高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量 Q' 为多大？ ( g =10m / s2 , sin370 =0.6 ,cos370 =0 . 8 )

17．(江苏省盐城中学2009届高三物理试卷)一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端（金属框上边与AA′重合），自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端（金属框下边与BB′重合），设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为s，那么v2—s图象如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上.试问：
（1）根据v2—s图象所提供的信息，计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d.
（2）匀强磁场的磁感强度多大？金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少？
（3）现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB′（金属框下边与BB′重合）由静止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后到达斜面顶端（金属框上边与AA′重合）.试计算恒力F做功的最小值.

选修3-2第四章《电磁感应》单元检测参考答案
一、二选择题(1～５为单选题，６～10为多选题)
题号
１
２
３
４
５
６
７
８
９
10
答案
D
C
C
B
B
AB
BD
BCD
AD
AC
三、计算题或推导题：
11．解：(1)不管粒子带何种电荷，匀速运动必有 ①，
即MN板带正电，棒AB向左运动，
设AB棒以速度v向左运动，产生感应电动势为 ②，
∴ 　③
得 v=v0
（2）当AB棒停止运动后，两扳通过AB放电板间电场消失，仅受磁场力作圆周运动，位移为时转过圆心角60o。
∴ ④
12．解：(1)在匀速提升过程中线圈运动速度 =，
线圈中感应电动势 E=nBL，
产生的感应电流I=，
流过导线横截面的电量q=I·t，
联立得q= 。
(2)匀速提拉过程中，要克服重力和安培力做功，
即 W= WG + WB ，
又WG =Mgd， WB = nBILd ，
联立得 W=Mgd+ 。
13.解析：(1)当金属棒速度恰好达到最大速度时，加速度为零, 则
据法拉笫电磁感应定律,E=BL, 据闭合电路欧姆定律，, 解得，=O．3 N .
(2)下滑过程，据能量守恒, 解得电路中产生的总电热为Q=1J , 此过程中电阻R中产生的热量,
(3)设通过电阻R的电量为q，由
得 .
14．解： (1)由v-t图可知道，刚开始，t＝0时刻．线圈加速度为a＝v0/t1
此时感应电动势ε=ΔФ/Δt=ΔBL2/Δt，I=ε/R=ΔBL2/(ΔtR)
线圈此刻所受安培力为F＝BIL＝BΔBL3/(ΔtR)＝ma，得到ΔB/Δt＝mv0R/(B0t1L3)
(2)线圈t2时刻开始做匀速直线运动，有两种可能：
a．线圈没有完全进入磁场，磁场就消失，所以没有感应电流，回路电功率P＝0．(3分)
b．磁场没有消失，但线圈完全进入磁场，尽管有感应电流．所受合力为零，同样做匀速直线运动P=ε2/R=(2ΔBL2/Δt)2/R=4m2v20R/(B02t12L2)
15．解： (1) ab棒相当于电源,当其下滑速度最大时有：，

对ab棒受力分析,当其速度最大时,加速度为0,因此有：mgsinθ= BIL +μmgcosθ，
即mgsinθ= B2L2v ／2R +μmgcosθ 得 v=10m/s 。
(2)由能量守恒关系得 mgh = +μmgcosθ+ Q ，代入数据得 Q=30J 。
(3)由对称性可知,当ab下落30m稳定时其速度为v′, a′b′也下落30m，其速度也为v′,ab和a′b′都切割磁感应线产生电动势，总电动势等于两者之和。
对ab棒受力分析，得mgsinθ= BI′L +μmgcosθ，可得 v′=5m/s 。
由能量守恒 2mgh = +Q′，代入数据得 Q′=75 J 。

16. ⑴ s＝0到s＝16 m由公式v2＝2as，∴该段图线斜率就是线框的加速度。
∴ a＝0.5 m/s2
根据牛顿第二定律 mgsinθ＝ma
θ=arcsin0.05
由图象可以看出，从线框下边进磁场到上边出磁场，线框均做匀速运动。
∴ Δs=2L=2d=26-16=10m, d=L=5m
⑵线框通过磁场时，

由v2-s图可知，s1=16 m v0=0 a1=gsinθ 匀加速运动
s2=10 m v1=4 m/s 匀速运动 s3=8 m 初速v1=4 m/s a3=gsinθ 匀加速运动
因此，金属框从斜面顶端滑至底端所用的时间为

⑶ 进入磁场前 F－mgsinθ＝ma4 在磁场中运动 F＝mgsinθ＋F安，
由上式得 F安＝ma4
m/s

所以， a=0.25 m/s2
F安=ma4=0.1×0.25 N=0.025 N
∴ 最小功WF=F安×2d+mg(s1+s2+s3)sinθ =1.95 J

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