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1、章末檢測(cè) 一、單項(xiàng)選擇題 1.(2019揚(yáng)州中學(xué)月考)物理學(xué)的基本原理在生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用。下面列舉的四種器件中,在工作時(shí)利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(　　) A.回旋加速器 B.交流發(fā)電機(jī) C.質(zhì)譜儀 D.電動(dòng)機(jī) 答案　B　回旋加速器利用磁場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn),電場(chǎng)使粒子加速,不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;交流發(fā)電機(jī)是通過線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故B正確;質(zhì)譜儀是利用電場(chǎng)加速、磁場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn),不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)是通電線圈在磁場(chǎng)中受安培力作用轉(zhuǎn)動(dòng)的,不屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。 2.如圖所示,導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線幾乎在同一平面內(nèi),直導(dǎo)

2、線中通有恒定電流I,當(dāng)導(dǎo)線框由左向右勻速通過直導(dǎo)線時(shí),線框中感應(yīng)電流的方向是(　　) A.先abcd,后dcba,再abcd B.始終dcba C.先dcba,后abcd,再dcba D.先abcd,后dcba 答案　C　當(dāng)導(dǎo)線框從直導(dǎo)線左邊向直導(dǎo)線靠近時(shí),穿過導(dǎo)線框的磁感線是向外的且磁通量增加,由楞次定律可判斷導(dǎo)線框中電流方向是dcba,當(dāng)導(dǎo)線框在直導(dǎo)線右邊遠(yuǎn)離直導(dǎo)線時(shí),穿過導(dǎo)線框的磁感線是向里的且磁通量減小,由楞次定律可判斷導(dǎo)線框中電流方向還是dcba。在導(dǎo)線框跨越直導(dǎo)線的過程中,導(dǎo)線框的ab邊和dc邊均切割磁感線,由右手定則可得ab邊感應(yīng)電流的方向從a到b,cd邊感應(yīng)電流的方向

3、從c到d,而ad、bc邊不切割磁感線,因此,回路中相當(dāng)于有兩個(gè)電源串聯(lián),回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcd。選項(xiàng)C正確。 3.一直升機(jī)停在南半球的地磁極上空,該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若直升機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為l,近軸端為a,遠(yuǎn)軸端為b,轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f,順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳,螺旋槳沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離,用E表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),則(　　) A.E=πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) B.E=2πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) C.E=πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) D.E=2πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) 答案　A　直升機(jī)螺

4、旋槳每個(gè)葉片都切割磁感線,沿地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳,螺旋槳沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)右手定則可知,a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì);電動(dòng)勢(shì)大小為E=12Blv=12Bl·lω=12Bl·2πfl= πl(wèi)2fB,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 4.(2017課標(biāo)Ⅰ)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測(cè)樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的干擾,在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板,并施加磁場(chǎng)來快速衰減其微小振動(dòng),如圖所示。無擾動(dòng)時(shí),按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng);出現(xiàn)擾動(dòng)后,對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是(　　) 答案　A　施加磁場(chǎng)來快速衰減STM的微小振動(dòng),

5、其原理是電磁阻尼,在振動(dòng)時(shí)通過紫銅薄板的磁通量發(fā)生變化,紫銅薄板中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,則其受到安培力作用,該作用阻礙紫銅薄板振動(dòng),即促使其振動(dòng)衰減。方案A中,無論紫銅薄板上下振動(dòng)還是左右振動(dòng),通過它的磁通量都發(fā)生變化;方案B中,當(dāng)紫銅薄板上下振動(dòng)時(shí),通過它的磁通量可能不變,當(dāng)紫銅薄板向右振動(dòng)時(shí),通過它的磁通量改變;方案C中,紫銅薄板上下振動(dòng)、左右振動(dòng)時(shí),通過它的磁通量可能不變;方案D中,當(dāng)紫銅薄板上下振動(dòng)時(shí),通過它的磁通量可能不變。綜上可知,對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是A。 5.(2017揚(yáng)州調(diào)研)如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻正方形金屬框abcd在豎直面內(nèi)下落,ab邊以速

6、度v進(jìn)入下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ab邊兩端的電勢(shì)差Uab為(　　) A.BLv B.14BLv C.34BLv D.-14BLv 答案　C　ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv,ab兩端的電勢(shì)差Uab=34E=34BLv,故A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。 6.(2019泰興中學(xué)月考)如圖所示,一直角三角形金屬框向左勻速地穿過一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)僅限于虛線邊界所圍的區(qū)域內(nèi),該區(qū)域的形狀和大小與金屬框完全相同;且金屬框的下邊與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界在一條直線上。若取順時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?則金屬框穿過磁場(chǎng)的過程中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化

7、的圖像是下圖中的(　　) 答案　C　根據(jù)楞次定律可以判斷出金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;在金屬框出磁場(chǎng)的過程中,感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,金屬框切割磁感線的有效長(zhǎng)度線性減小,故D項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。 二、多項(xiàng)選擇題 7.(2018南京三校聯(lián)考)關(guān)于靜電現(xiàn)象和渦流,下列說法中正確的是(　　) A.減小鐵芯材料的電阻率可以減小變壓器鐵芯中渦流所引起的能損 B.可以利用渦流冶煉高質(zhì)量的合金 C.飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電橡膠制成是為了避免靜電的危害 D.探測(cè)金屬制地雷所用的探測(cè)器是利用靜電現(xiàn)象來工作的 答案　BC　增大鐵芯材料的電阻率可以減小渦流,以減小變壓

8、器鐵芯中渦流所引起的能損,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤;真空冶煉爐利用渦流冶煉金屬,可防止空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入金屬,故可以利用渦流冶煉高質(zhì)量的合金,所以B項(xiàng)正確;飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電橡膠制成,可將產(chǎn)生的電荷導(dǎo)走,避免靜電的危害,所以C項(xiàng)正確;探測(cè)金屬制地雷所用的探測(cè)器是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來工作的,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.(2017如東高級(jí)中學(xué)四校聯(lián)考)如圖所示是法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖;銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸,圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí),下列說法正確的是(　　) A.實(shí)驗(yàn)中流過電阻R的電流是由于圓盤內(nèi)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象而形成的 B.若從上往下看,圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

9、,則圓盤中心電勢(shì)比邊緣要高 C.實(shí)驗(yàn)過程中,穿過圓盤的磁通量發(fā)生了變化,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D.若從上向下看,圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則有電流沿a到b的方向流經(jīng)電阻R 答案　BD　圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)可等效成無數(shù)徑向?qū)w切割磁感線,因此是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;根據(jù)右手定則,從上往下看,圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生由圓盤邊緣指向圓盤中心的電流,故圓盤中心電勢(shì)比邊緣高,電流沿a到b的方向流經(jīng)電阻R,故B、D項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)過程中,穿過圓盤的磁通量沒有發(fā)生變化,而是導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 9.(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市一調(diào))如圖所示,a、b、c為三只完全相同的燈泡,L為電阻不計(jì)的純電感,電源內(nèi)阻不計(jì)。下列判斷

10、正確的是(　　) A.S閉合的瞬間,b、c兩燈亮度相同 B.S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后,b、c兩燈亮度相同 C.S斷開的瞬間,a、c兩燈立即熄滅 D.S斷開后,b燈先突然閃亮后再逐漸變暗熄滅 答案　AD　S閉合的瞬間,L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加,此時(shí)可認(rèn)為b、c兩燈串聯(lián),則此時(shí)b、c兩燈亮度相同,選項(xiàng)A正確;由于L的電阻不計(jì),則S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后,b燈被L短路,則b燈熄滅,c燈變得更亮,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;S斷開的瞬間,通過各個(gè)燈原來的電流立即消失,而通過L的電流要通過三盞燈形成新的回路,則a、c兩燈將逐漸熄滅,b燈中因?yàn)樵瓉黼娏鳛榱?所以b燈先突然閃亮后再逐漸變暗熄滅,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。

11、 10.(2017南京、鹽城一模)如圖所示,均勻?qū)w圍成等腰閉合三角形線圈abc,底邊與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界平行,磁場(chǎng)的寬度大于三角形的高度;線圈從磁場(chǎng)上方某一高度處由靜止開始豎直下落,穿過該磁場(chǎng)區(qū)域,不計(jì)空氣阻力。則下列說法中正確的是　(　　) A.線圈進(jìn)磁場(chǎng)的過程中,可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.線圈底邊進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí)線圈的加速度可能相同 C.線圈出磁場(chǎng)的過程中,可能做先減速后加速的直線運(yùn)動(dòng) D.線圈底邊進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí),線圈所受安培力可能大小相等,方向不同 答案　BC　線圈進(jìn)磁場(chǎng)的過程中,因?yàn)橛行懈铋L(zhǎng)度越來越小,安培力會(huì)越來越小,不可能勻速運(yùn)動(dòng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;如果線圈釋放位置比較高,底邊進(jìn)

12、入磁場(chǎng)后先減速后加速,可能導(dǎo)致線圈底邊進(jìn)磁場(chǎng)的速度和出磁場(chǎng)的速度是相同的,安培力F安=B2L2vR,速度相同,安培力相同,根據(jù)牛頓第二定律,mg-F安=ma,加速度相同,故B項(xiàng)正確;如果出磁場(chǎng)時(shí),安培力比重力大,那么線圈先減速,但是在減速的過程中,有效切割長(zhǎng)度越來越小,安培力會(huì)越來越小,故C項(xiàng)正確;線圈進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)的速度可能相等,根據(jù)F安=B2L2vR,安培力大小可能相等,但安培力都是阻礙線圈向下運(yùn)動(dòng),所以安培力方向相同,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 11.(2018蘇州模擬)如圖所示,水平放置的粗糙U形金屬框架上接一個(gè)阻值為R0的電阻,放在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一個(gè)半徑為l、質(zhì)量為m

13、的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平恒力F作用下,由靜止開始運(yùn)動(dòng)距離d后速度達(dá)到v,半圓形導(dǎo)體AC的電阻為r,其余電阻不計(jì),下列說法正確的是(　　) A.UAC=2Blv B.UAC=2R0BlvR0+r C.電路中產(chǎn)生的電熱Q=Fd-12mv2 D.通過R0的電荷量q=2BldR0+r 答案　BD　AC產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=2Blv,則UAC=ER0R0+r=2R0BlvR0+r,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;由功能關(guān)系得Fd=12mv2+Q+Qμ,C項(xiàng)錯(cuò)誤;此過程中通過R0的電荷量為q=IΔt=ER0+r·Δt=ΔΦR0+r=2BldR0+r,D項(xiàng)正確。 三、非選擇題 12.(2018鹽城三模)如圖所示

14、,在豎直平面內(nèi),水平且平行的Ⅰ、Ⅱ虛線間距為L(zhǎng),其間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;一長(zhǎng)為2L、寬為L(zhǎng)矩形線框質(zhì)量為m,電阻為R;開始時(shí),線框下邊緣正好與虛線Ⅱ重合,由靜止釋放,線框上邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)后線框一直做減速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間后,線框上邊緣經(jīng)過虛線Ⅱ瞬間加速度恰為0,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。求矩形線框穿過磁場(chǎng)過程中: (1)上邊緣經(jīng)過虛線Ⅱ瞬間,線框中的電流; (2)磁通量變化率的最大值; (3)線框中產(chǎn)生的焦耳熱。 答案　(1)mgBL　(2)BL2gL　(3)2mgL-m3g2R22B4L4 解析　(1)BIL=mg 得I=mgBL (2)線框上邊剛進(jìn)

15、磁場(chǎng)時(shí)磁通量的變化率最大 ΔΦΔt=BLv1 mgL=12mv12 得ΔΦΔt=BL2gL (3)設(shè)線框上邊緣通過虛線Ⅱ瞬間線框速度為v2,則 BLv2=IR 設(shè)線框穿過磁場(chǎng)過程中克服安培力做的功為W,根據(jù)動(dòng)能定理 mgL-W=12mv22-12mv12 解得W=2mgL-m3g2R22B4L4。 13.(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)一種測(cè)量物體質(zhì)量的裝置,其結(jié)構(gòu)如圖甲、乙所示,磁極間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng);邊長(zhǎng)L=0.1m、匝數(shù)n=100匝的正方形線圈abcd套于中心磁極并固定在托盤骨架上,總質(zhì)量m0=1kg;線圈左右兩邊處于磁場(chǎng)中,與一數(shù)字式電量表(圖

16、上未畫出)連接成一個(gè)回路,回路總電阻為R=10Ω;托盤下方和磁極之間固定一勁度系數(shù)為k=10N/cm的輕彈簧;在某次測(cè)量中,一物體從輕放到托盤上到最終靜止的過程中流過電量表的凈電量為q=0.02C,不計(jì)摩擦和空氣阻力,g取10m/s2。 (1)當(dāng)托盤向下運(yùn)動(dòng)的速度為v=0.1m/s時(shí),求此時(shí)線圈中感應(yīng)電流的大小和方向; (2)求該物體的質(zhì)量; (3)測(cè)量中彈簧增加的彈性勢(shì)能為ΔEP=0.2J,求回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。 答案　(1)0.1A,沿順時(shí)針方向　(2)2kg　(3)0.4J 解析　(1)E=BLv E=2nBLv=1V I=ER I=2nBLvR=0.1A 方向在圖乙中沿順時(shí)針方向 (2)q=It(或q=nΔΦR同樣得分) q=∑2nBLvΔtR=2nBLxR x=0.02m kx=mg m=kqR2nBLg=2kg (3)ΔE重=(m+m0)gx (m+m0)gx=ΔEP+Q Q=0.4J 9