高中同步測試卷·人教物理選修3－2：高中同步測試卷（一）word版含解析

高中同步測試卷(一)第一單元感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和楞次定律(時間：90分鐘，滿分：100分)一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確．)1．自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn)．下列說法不正確的是()A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系B．歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系C．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系D．焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量給出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系2.如圖所示，線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下．在磁鐵的N極向下靠近線圈的過程中()A．通過電阻的感應(yīng)電流方向由a到b，線圈與磁鐵相互排斥B．通過電阻的感應(yīng)電流方向由b到a，線圈與磁鐵相互排斥C．通過電阻的感應(yīng)電流方向由a到b，線圈與磁鐵相互吸引D．通過電阻的感應(yīng)電流方向由b到a，線圈與磁鐵相互吸引3．如圖所示，勻強磁場與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速運動時()A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)上無感應(yīng)電流產(chǎn)生B．整個環(huán)中有順時針方向的電流C．整個環(huán)中有逆時針方向的電流D．環(huán)的右側(cè)有逆時針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時針方向的電流4.英國物理學(xué)家保羅·狄拉克在1931年利用數(shù)學(xué)公式預(yù)言磁單極子存在．如圖所示，如果有一個磁單極子(單N極)從a點開始運動穿過線圈后從b點飛過．那么()A．線圈中感應(yīng)電流的方向是沿PMQ方向B．線圈中感應(yīng)電流的方向是沿QMP方向C．線圈中感應(yīng)電流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向D．線圈中感應(yīng)電流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向5.如圖所示，一條形磁鐵從靜止開始穿過采用雙線繞成的閉合線圈，條形磁鐵在穿過線圈過程中做()A．減速運動B．勻速運動C．自由落體運動D．非勻變速運動6．如圖所示，假定圓柱形鐵塊或磁鐵的形狀完全相同，外徑比管子的內(nèi)徑略小、接觸面足夠光滑且不計空氣阻力，四根管子的外形完全一樣，讓鐵塊或磁鐵從管口同一高度處由靜止釋放．(1)為銅管，上面是一塊鐵塊，穿過管子的時間為t1(2)也為銅管，上面是一塊磁鐵，穿過管子的時間為t2(3)是塑料管，上面是一塊磁鐵，穿過管子的時間為t3(4)是半邊銅、半邊塑料組成的管，上面是一塊磁鐵，穿過管子的時間為t4則以下說法正確的是()A．t3＜t1＜t4＜t2 B．t1＝t3＜t4＜t2C．t1＝t3＝t4＜t2 D．t1＝t2＝t3＝t47．如圖所示，兩個相同的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上，當(dāng)一條形磁鐵向左運動靠近兩環(huán)時，兩環(huán)的運動情況是()A．同時向左運動，間距變大 B．同時向左運動，間距變小C．同時向右運動，間距變小 D．同時向右運動，間距變大二、多項選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題意．)8．如圖所示，在一豎直平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線上串有兩個電阻R1和R2，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線均接觸良好，勻強磁場的方向垂直紙面向里，導(dǎo)體棒的電阻可忽略．若導(dǎo)體棒向左加速運動，則()A．流經(jīng)R1的電流方向向上 B．流經(jīng)R2的電流方向向下C．流經(jīng)R1的電流方向向下 D．流經(jīng)R2的電流方向向上9．相距較近的a、b線圈，要使b線圈中產(chǎn)生圖示I方向的電流，可采用的辦法有()A．閉合K瞬間 B．閉合K后把R的滑動片向右移動C．閉合K后把b向a靠近 D．閉合K后把a中鐵芯從左邊抽出10．如圖，在水平光滑桌面上，兩相同的矩形剛性小線圈分別疊放在固定的絕緣矩形金屬框的左右兩邊上，且每個小線圈都各有一半面積在金屬框內(nèi)．在金屬框接通逆時針方向電流的瞬間()A．兩小線圈會有相互靠攏的趨勢B．兩小線圈會有相互遠(yuǎn)離的趨勢C．兩小線圈中感應(yīng)電流都沿順時針方向D．左邊小線圈中感應(yīng)電流沿順時針方向，右邊小線圈中感應(yīng)電流沿逆時針方向11．如圖甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同的線圈Q，P和Q共軸，Q中通有變化的電流，電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為FN，則()A．t1時刻，F(xiàn)N>G B．t2時刻，F(xiàn)N>GC．t3時刻，F(xiàn)N<G D．t4時刻，F(xiàn)N＝G12.如圖所示，鋁質(zhì)的圓筒形管豎直立在水平桌面上，一條形磁鐵從鋁管的正上方由靜止開始下落，然后從管內(nèi)下落到水平桌面上．已知磁鐵下落過程中不與管壁接觸，不計空氣阻力，下列判斷正確的是()A．磁鐵在整個下落過程中做自由落體運動B．磁鐵在管內(nèi)下落過程中機械能守恒C．磁鐵在管內(nèi)下落過程中，鋁管對桌面的壓力大于鋁管的重力D．磁鐵在下落過程中動能的增加量小于其重力勢能的減少量題號123456789101112答案三、計算題(本題共4小題，共42分．解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．)13．(10分)如圖所示，邊長為L的正方形線圈一半處在有右邊界的無限大的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B.線圈平面與磁場垂直．現(xiàn)使線圈以左邊為軸轉(zhuǎn)動，求分別轉(zhuǎn)過60°、90°、180°、360°時磁通量的變化．14．(10分)如圖所示，有一個100匝的線圈，其橫截面是邊長為L＝0.20m的正方形，放在磁感應(yīng)強度B＝0.50T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直．若將這個線圈橫截面的形狀由正方形改變成圓形(橫截面的周長不變)，則在這一過程中穿過線圈的磁通量改變了多少？15．(10分)閉合金屬圓環(huán)半徑r＝1m，放在勻強磁場中，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直，如圖甲所示，當(dāng)磁感應(yīng)強度按圖乙變化時，求Δt＝2s內(nèi)穿過圓環(huán)磁通量的變化量ΔΦ與時間Δt的比值eq\f(ΔΦ,Δt)是多少？感應(yīng)電流的方向如何？16．(12分)固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動．t＝0時，磁感應(yīng)強度為B0，此時MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t＝0開始，磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間t變化？請推導(dǎo)這種情況下B與t的關(guān)系式．參考答案與解析1．[導(dǎo)學(xué)號26020001]【解析】選B.奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)表明了電能生磁，A正確．歐姆定律描述了電流與電阻、電壓或電動勢之間的關(guān)系，焦耳定律才揭示了熱現(xiàn)象與電現(xiàn)象間的聯(lián)系，B錯誤、D正確．法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象表明了磁能生電，C正確．故選B.2．[導(dǎo)學(xué)號26020002]【解析】選B.根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向總是阻礙磁通量的變化，因此阻礙條形磁鐵的下落，即來拒去留，同名磁極相互排斥，所以線圈上端為N極，根據(jù)安培定則判斷線圈電流方向向下，線圈下端為正極，上端為負(fù)極，電流方向從下端經(jīng)b經(jīng)電阻經(jīng)過a回到線圈負(fù)極，B對．3．[導(dǎo)學(xué)號26020003]【解析】選D.由右手定則知ef上的電流由e→f，故右側(cè)的電流方向為逆時針，左側(cè)的電流方向為順時針，選D.4．[導(dǎo)學(xué)號26020004]【解析】選B.將磁單極子(單N極)，理解為其磁感線都是向外的，根據(jù)楞次定律和安培定則可知選項B正確．5．[導(dǎo)學(xué)號26020005]【解析】選C.因為線圈采用雙線繞成，所以當(dāng)條形磁鐵在穿過線圈過程中，線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以磁鐵下落過程中不受磁場力的作用，故磁鐵做自由落體運動，選項C正確．6．[導(dǎo)學(xué)號26020006]【解析】選B.磁鐵在銅管中下落穿過銅管的磁通量發(fā)生變化，在銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁鐵和銅管的相對運動，磁鐵在半銅半塑料管中下落也會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁鐵和管的相對運動，但由于一半是塑料，感應(yīng)電流要比銅管中的感應(yīng)電流小，所以t4＜t2，鐵塊在銅管中和磁鐵在塑料管中下落均不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以為自由落體運動，因此t1＝t3＜t4＜t2，B正確．7．[導(dǎo)學(xué)號26020007]【解析】選B.當(dāng)條形磁鐵向左運動靠近兩環(huán)時，兩環(huán)中的磁通量都增加，根據(jù)楞次定律，兩環(huán)的運動都要阻礙磁鐵相對環(huán)的運動，即阻礙“靠近”，那么兩環(huán)都向左運動，又由于兩環(huán)中的感應(yīng)電流方向相同，兩平行的同向電流間有相互吸引的磁場力，因而兩環(huán)間的距離要減?。蔬xB.8．[導(dǎo)學(xué)號26020008]【解析】選AD.導(dǎo)體棒PQ向左切割磁感線運動時，由右手定則可判斷出導(dǎo)體棒與R1組成的回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是順時針方向，即流經(jīng)R1的電流方向向上，選項A正確；導(dǎo)體棒與電阻R2組成的回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是逆時針方向，即流經(jīng)R2的電流方向向上，選項D正確．9．[導(dǎo)學(xué)號26020009]【解析】選AC.由流經(jīng)a螺線管的電流方向，用右手螺旋定則判定出a螺線管左邊為S極，右邊為N極，a螺線管內(nèi)的磁場方向向右，由b螺線管的電流方向判斷出感應(yīng)電流的磁場方向向左，原磁場方向與感應(yīng)電流的磁場方向相反，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向總是阻礙引起感應(yīng)的磁場方向，即“增反減同”，可知a中的電流增加，使a螺線管的磁性增強，為了使a中電流增加，則閉合K瞬間a中電流增加，故A選項正確；閉合K后把R的滑動片向右移動a中電流減少，故B選項錯誤；閉合K后把b向a靠近，則磁場增強，故C選項正確；閉合K后把a中鐵芯從左邊抽出則磁性減弱，故D選項錯誤．10．[導(dǎo)學(xué)號26020010]【解析】選BC.對于左側(cè)小線圈，左側(cè)豎直導(dǎo)線在小線圈內(nèi)的磁通量始終為零，上側(cè)水平導(dǎo)線和下側(cè)水平導(dǎo)線在小線圈中的磁場方向均向外，則金屬框接通逆時針方向電流的瞬間，左側(cè)小線圈為了阻礙磁通量的增加而有向左運動的趨勢；同理可知右側(cè)小線圈有向右運動的趨勢，所以兩小線圈會有相互遠(yuǎn)離的趨勢，A錯誤，B正確；由楞次定律可知，兩側(cè)小線圈中感應(yīng)電流都為順時針方向，C正確，D錯誤．11．[導(dǎo)學(xué)號26020011]【解析】選AD.t1時刻線圈Q中電流在增大，電流的磁場增強，穿過線圈P的磁通量增加，P有遠(yuǎn)離Q的趨勢，受到Q的排斥作用，設(shè)這個力大小為F，則有FN＝F＋G，即FN>G，A選項正確．t2時刻Q中電流恒定，線圈P中磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，P只受重力G與桌面支持力FN作用而平衡，有FN＝G，故B選項錯．同理在t4時刻Q中電流恒定，有FN＝G，D選項正確．t3時刻Q中電流變化，P中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，但Q中I＝0，對P無磁場力作用，仍是FN＝G，故C選項錯．故選AD.12．[導(dǎo)學(xué)號26020012]【解析】選CD.磁鐵在下落過程中由于電磁感應(yīng)，磁鐵受到向上的磁場力，所以A、B選項錯誤；據(jù)相互作用力原理，磁鐵受到向上的磁場力，鋁管也將受到向下的磁場力，所以，鋁管對桌面的壓力將大于自身的重力，C選項正確；據(jù)動能定理有：mgh－W阻＝Ek2－Ek1，由此式可知磁鐵在下落過程中動能的增加量小于重力勢能的減少量，所以D選項正確．13．[導(dǎo)學(xué)號26020013]【解析】設(shè)原磁通量為正值，則有Φ0＝BS＝eq\f(1,2)BL2 (2分)當(dāng)轉(zhuǎn)過60°、90°、180°、360°時，磁通量分別為Φ1＝eq\f(1,2)BL2 (1分)Φ2＝0 (1分)Φ3＝－BL2 (1分)Φ4＝eq\f(1,2)BL2 (1分)故ΔΦ1＝Φ1－Φ0＝0 (1分)ΔΦ2＝Φ2－Φ0＝－eq\f(1,2)BL2 (1分)ΔΦ3＝－BL2－eq\f(1,2)BL2＝－eq\f(3,2)BL2 (1分)ΔΦ4＝eq\f(1,2)BL2－eq\f(1,2)BL2＝0. (1分)【答案】0－eq\f(1,2)BL2－eq\f(3,2)BL2014．[導(dǎo)學(xué)號26020014]【解析】線圈橫截面為正方形時的面積：S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2 (2分)穿過線圈的磁通量：Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb. (2分)截面形狀為圓形時，其半徑r＝eq\f(4L,2π)＝eq\f(2L,π) (1分)截面積大小S2＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2L,π)))eq\s\up12(2)＝eq\f(4,25π)m2 (2分)穿過線圈的磁通量：Φ2＝BS2＝0.50×eq\f(4,25π)Wb≈2.55×10－2Wb (2分)所以這一過程中穿過線圈的磁通量改變量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝5.5×10－3Wb. (1分)【答案】5.5×10－3Wb15．[導(dǎo)學(xué)號26020015]【解析】Φ1＝B1S＝B1πr2 (2分)Φ2＝B2S＝B2πr2 (2分)ΔΦ＝(B2－B1)·πr2 (2分)eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(B2－B1,Δ