2024-2025學(xué)年高中物理第1章電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活測(cè)評(píng)A含解析滬科版選修3-2

PAGE7-第1章測(cè)評(píng)A(基礎(chǔ)過(guò)關(guān)卷)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有錯(cuò)選的得0分)1.如圖,通電導(dǎo)線(xiàn)MN與單匝矩形線(xiàn)圈abcd共面,位置靠近ab且相互絕緣。當(dāng)MN中電流突然減小時(shí),線(xiàn)圈所受安培力的合力方向()A.向左 B.向右C.垂直紙面對(duì)外 D.垂直紙面對(duì)里解析:當(dāng)MN中電流突然減小時(shí),單匝矩形線(xiàn)圈abcd垂直紙面對(duì)里的磁通量減小,依據(jù)楞次定律,單匝矩形線(xiàn)圈abcd中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?由左手定則可知,線(xiàn)圈所受安培力的合力方向向右,選項(xiàng)B正確。答案:B2.如圖所示,同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線(xiàn)串有兩個(gè)電阻R和r,導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線(xiàn)接觸良好;勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面對(duì)里。導(dǎo)體棒的電阻可忽視。當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.流過(guò)R的電流為由d到c,流過(guò)r的電流為由b到aB.流過(guò)R的電流為由c到d,流過(guò)r的電流為由b到aC.流過(guò)R的電流為由d到c,流過(guò)r的電流為由a到bD.流過(guò)R的電流為由c到d,流過(guò)r的電流為由a到b解析:PQ與cd組成一個(gè)閉合回路,PQ與ab也組成一個(gè)閉合回路。當(dāng)PQ向左滑動(dòng)時(shí),PQcd回路的磁通量增加,由楞次定律可判得通過(guò)R的電流為由c→d;PQab回路的磁通量減小,也由楞次定律判得通過(guò)r的電流為由b→a,所以選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。答案:B3.如圖所示的圓形線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所做的各種運(yùn)動(dòng),能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析:圖A所示線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)框的磁感線(xiàn)條數(shù)不變,即磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;圖B所示線(xiàn)框在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量發(fā)生改變,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B正確;圖C所示線(xiàn)框繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C錯(cuò)誤;圖D所示線(xiàn)框與磁場(chǎng)平行,穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量為零,當(dāng)線(xiàn)框繞OO'軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),磁通量保持為零,沒(méi)有改變,所以沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D錯(cuò)誤。答案:B4.如圖所示的電路中,A1和A2是兩個(gè)完全相同的燈泡,其額定電壓在數(shù)值上約等于電源的電動(dòng)勢(shì),電源內(nèi)阻可以忽視不計(jì),L是一個(gè)自身電阻可以忽視不計(jì)而自感系數(shù)足夠大的線(xiàn)圈,將開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)、S1閉合,兩個(gè)燈泡都發(fā)出較暗的光。若突然閉合S2,兩個(gè)燈的亮度改變狀況是()①A1漸漸變亮,后來(lái)亮度穩(wěn)定②A1漸漸變暗,后來(lái)熄滅③A2漸漸變亮,后來(lái)亮度穩(wěn)定④A2漸漸變暗,后來(lái)熄滅A.①③ B.①④ C.②③ D.②④解析:S2突然閉合時(shí),線(xiàn)圈由于自感作用,使線(xiàn)圈本身內(nèi)部的電流漸漸增大,最終將燈A1短路,從而使回路中總電阻減小,流經(jīng)A2的電流增大,所以選項(xiàng)C正確。答案:C5.電磁感應(yīng)現(xiàn)象揭示了電和磁之間的內(nèi)在聯(lián)系,依據(jù)這一發(fā)覺(jué),獨(dú)創(chuàng)了很多電器設(shè)備。下列用電器中,哪個(gè)沒(méi)有利用電磁感應(yīng)原理()A.動(dòng)圈式話(huà)筒 B.白熾燈泡C.磁帶錄音機(jī) D.日光燈鎮(zhèn)流器解析:動(dòng)圈式話(huà)筒里的音圈在永磁鐵的磁場(chǎng)里振動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流;磁帶錄音機(jī)錄音時(shí)聲音引起振動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流,放音時(shí)磁帶上改變的磁場(chǎng)使放音磁頭線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流;日光燈是由于自感產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)。只有選項(xiàng)B中白熾燈泡沒(méi)有利用電磁感應(yīng)原理。答案:B6.如圖,磁場(chǎng)垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向勻稱(chēng)分布。水平方向非勻稱(chēng)分布。一銅制圓環(huán)用絲線(xiàn)懸掛于O點(diǎn),將圓環(huán)拉至位置a后無(wú)初速釋放,在圓環(huán)從a擺向b的過(guò)程中()A.感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針B.感應(yīng)電流方向始終是逆時(shí)針C.安培力方向始終與速度方向相反D.安培力方向始終沿水平方向解析:在由a到b的過(guò)程中,穿過(guò)圓環(huán)的磁通量先增加后減小至零,再反向并減小,由楞次定律可判知,感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向勻稱(chēng)分布,在水平方向非勻稱(chēng)分布,安培力總是阻礙圓環(huán)水平方向的運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。答案:AD7.如圖所示,一磁鐵用細(xì)線(xiàn)懸掛,一閉合銅環(huán)用手拿著靜止在和磁鐵上端面相平處,松手后銅環(huán)下落,在下落到和下端面相平的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是()A.環(huán)中感應(yīng)電流方向從上向下俯視為先順時(shí)針后逆時(shí)針B.環(huán)中感應(yīng)電流方向從上向下俯視為先逆時(shí)針后順時(shí)針C.懸線(xiàn)上拉力先增大后減小D.懸線(xiàn)上拉力始終大于磁鐵重力解析:穿過(guò)環(huán)的磁場(chǎng)向上且磁通量先增加后減小,由楞次定律可判出從上向下看電流先順時(shí)針后逆時(shí)針;同時(shí)環(huán)受到阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)向上的阻力,由牛頓第三定律知:磁鐵受到向下的反作用力,故懸線(xiàn)上拉力大于磁鐵重力。答案:AD8.如圖所示,在線(xiàn)圈上端放置一盛有冷水的金屬杯,現(xiàn)接通溝通電源,過(guò)了幾分鐘,杯內(nèi)的水沸騰起來(lái)。若要縮短上述加熱時(shí)間,下列措施可行的有()A.增加線(xiàn)圈的匝數(shù)B.提高溝通電源的頻率C.將金屬杯換為瓷杯D.取走線(xiàn)圈中的鐵心解析:依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔΦΔt知,增加線(xiàn)圈的匝數(shù)n,提高溝通電源的頻率即縮短溝通電源的周期(相當(dāng)于減小Δt答案:AB二、填空題(本題共2小題,共16分。把答案填在題中的橫線(xiàn)上)9.(8分)由于國(guó)際空間站的運(yùn)行軌道上各處的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向均有所不同,所以在運(yùn)行過(guò)程中,穿過(guò)其外殼地磁場(chǎng)的磁通量將不斷改變,這樣將會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)象發(fā)生,從而消耗空間站的能量。為了削減這類(lèi)損耗,國(guó)際空間站的外殼材料的電阻率應(yīng)盡可能選用(填“大”或“小”)一些的。

解析:穿過(guò)空間站外殼的磁通量發(fā)生改變,金屬材料的外殼中將自成回路,產(chǎn)生感應(yīng)電流。為了降低這個(gè)損耗,應(yīng)讓產(chǎn)生的感應(yīng)電流越小越好,也就是說(shuō),材料的電阻率越大越好。答案:電磁感應(yīng)大10.(8分)如圖,金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上,在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面對(duì)下。在ef左側(cè)的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場(chǎng)左邊界ef處由靜止起先向右運(yùn)動(dòng)后,圓環(huán)L有(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢(shì),圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流(填“變大”“變小”或“不變”)。

解析:由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng),則abcd回路中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面對(duì)外的磁場(chǎng),隨著金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng),圓環(huán)的磁通量增大,依據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì)以阻礙圓環(huán)的磁通量增大;又由于金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的加速度減小,單位時(shí)間內(nèi)磁通量的改變率減小,所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小。答案:收縮變小三、計(jì)算題(本題共3小題,共36分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必需明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)11.(10分)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,金屬棒ab垂直在相互平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ上向右做切割磁感線(xiàn)的勻速運(yùn)動(dòng),速度大小為v=5m/s。導(dǎo)軌間距L=40cm,磁場(chǎng)方向垂直軌道平面,電阻R=0.5Ω,其余電阻不計(jì),摩擦也不計(jì),試求:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小;(2)感應(yīng)電流的大小和方向;(3)使金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)所需的拉力。解析:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小E=BLv=0.2×0.4×5V=0.4V。(2)依據(jù)閉合電路的歐姆定律,回路中感應(yīng)電流大小為:I=ER=0.40.5A(3)當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力F拉與安培力F平衡,所以F拉=F=BIL=0.2×0.8×0.4N=0.064N,用左手定則可判定安培力方向向左,因此拉力方向向右。答案:(1)0.4V(2)0.8Ab→a(3)0.064N右12.(12分)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一個(gè)“日”字形線(xiàn)框,線(xiàn)框總質(zhì)量為m,每條短邊長(zhǎng)度均為l。線(xiàn)框橫邊的電阻均為r,豎直邊的電阻不計(jì)。在線(xiàn)框的下部有一個(gè)垂直“日”字平面方向向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的高度也為l。讓線(xiàn)框自空中肯定高處自由落下,當(dāng)線(xiàn)框下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)馬上做勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。求:(1)“日”字形線(xiàn)框做勻速運(yùn)動(dòng)的速度v的大小。(2)“日”字形線(xiàn)框從起先下落起,至線(xiàn)框上邊離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間t。解析:(1)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,據(jù)題意有:IBl=mg,I=Blv3r2=(2)線(xiàn)框下邊進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域前做自由落體運(yùn)動(dòng),設(shè)下落的時(shí)間為t1,從線(xiàn)框下邊進(jìn)入磁場(chǎng)到上邊離開(kāi)磁場(chǎng)下邊界做勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)此過(guò)程的下落時(shí)間為t2,據(jù)題意有:v=gt1t1=3mr2B2解得t2=2由兩式解得全過(guò)程所用時(shí)間t=t1+t2=3mr答案:(1)3gmr2B13.(14分)如圖,兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置,導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng),電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P,電阻均為R的小燈泡。整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m,電阻可以忽視的金屬棒MN從圖示位置由靜止起先釋放。金屬棒下落過(guò)程中保持水平,且與導(dǎo)軌接觸良好。已知某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;(2)燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的