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2019年高中物理 第一章 電磁感應綜合檢測 魯科版選修3-2 一、選擇題(本大題共7個小題，每小題6分，共42分．每小題至少有一個答案是正確的，把正確答案的字母填在題后的括號內(nèi)．) 1．(xx咸寧高二檢測)電磁感應現(xiàn)象揭示了電和磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，發(fā)明了許多電器設備．下列用電器中，沒有利用電磁感應原理的是 (　　) A．動圈式話筒　　　　　 B．自動取款機 C．磁帶錄音機 D．白熾燈泡 【解析】　自動取款機和磁帶錄音機都是應用材料的磁化和電磁感應原理來存取信息的，所以不選B和C.動圈式話筒是利用電磁感應將聲音信號轉化為電信號的，故A也不選．白熾燈泡是利用了電流的熱效應，與電磁感應無關，故選D. 【答案】　D 2．關于磁通量的概念，下列說法中正確的有(　　) A．磁感應強度越大的地方，穿過線圈的磁通量也越大 B．磁感應強度越大的地方，線圈面積越大，則穿過線圈的磁通量也越大 C．穿過線圈的磁通量為零時，磁通量的變化率不一定為零 D．磁通量的變化率為零時，穿過線圈的磁通量一定為零 【解析】　磁通量與磁感應強度、線圈面積及它們之間的夾角都有關，只有一個或兩個量大，第三個量不確定，得不出磁通量大，所以A、B均錯．某一時刻的磁通量為零，磁通量變化率可以不為零，也可以為零，所以C正確．磁通量的變化率為零，穿過線圈的磁通量可能很大，所以D錯誤． 【答案】　C 3．如圖1所示，ab是閉合電路的一部分，處在垂直于紙面向外的勻強磁場中(　　) 圖1 A．當ab垂直于紙面向外平動時，ab中有感應電流 B．當ab垂直于紙面向里平動時，ab中有感應電流 C．當ab垂直于磁感線向右平動時，ab中有感應電流 D．當ab垂直于磁感線向左平動時，ab中無感應電流 【解析】　當ab垂直于磁感線向右平動時，閉合電路的一部分切割磁感線，ab中有感應電流．故C對． 【答案】　C 4．(xx銀川高二檢測)圖2乙中A、B為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置，A線圈中通有如圖甲所示的電流，則(　　) 圖2 A．在t1到t2時間內(nèi)，B中有感應電流產(chǎn)生 B．在t1到t2和t2到t3兩段時間內(nèi)B中平均感應電流相等 C．t1時刻，B中感應電流最大 D．t2時刻，B中感應電流最大 【解析】　t1到t2，A中電流變化，引起B(yǎng)磁通量變化產(chǎn)生感應電流，A對．t1到t2和t2到t3，A中電流變化引起B(yǎng)磁通量變化大小相等，平均感應電流相等，B對．t1時刻，A中電流變化最慢，B中感應電流最小，t2時刻A中電流變化最快，B中感應電流最大，C錯，D對． 【答案】　ABD 5．(xx珠海高二檢測)電磁爐是應用電磁感應原理進行加熱工作的，是現(xiàn)代家庭烹飪食物的先進電子炊具．其工作過程如下：電流電壓經(jīng)過整流器轉換為直流電，又經(jīng)高頻電力轉換裝置使直流電變?yōu)槌^音頻的高頻交流電，將高頻交流電加在扁平空心螺旋狀的感應加熱線圈上，由此產(chǎn)生高頻交變磁場．其磁力線穿透灶臺的陶瓷臺板而作用于金屬鍋．在烹飪鍋體內(nèi)因電磁感應就有強大的渦流產(chǎn)生．渦流克服鍋體的內(nèi)阻流動時完成電能向熱能的轉換，所產(chǎn)生的焦耳熱就是烹調(diào)的熱源．下列敘述中正確的是(　　) 圖3 A．電磁爐加熱食物的過程中涉及的原理有電磁感應、電流的磁效應和熱效應等 B．被加熱的鍋體不能是陶瓷鍋，但鋁鍋、銅鍋是可以的 C．被加熱的鍋體必須是鐵質(zhì)等電阻率較大鍋體 D．若在鍋底和電磁爐中間放一紙板，電磁爐將不能起到加熱作用 【解析】　鋁鍋、銅鍋的電阻率小、電熱少、效率低，選項B錯誤；線圈產(chǎn)生的磁場能穿透紙板到達鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應電流，利用電流的熱效應仍起到加熱的作用，選項D錯誤，正確答案為A、C. 【答案】　AC 圖4 6．(xx無錫高二檢測)如圖4所示，閉合導線框abcd的質(zhì)量可以忽略不計，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強磁場．若第一次用0.3 s時間拉出，拉動過程中導線ab所受安培力為F1，通過導線橫截面的電量為q1；第二次用0.9 s時間拉出，拉動過程中導線ab所受安培力為F2，通過導線橫截面的電量為q2，則 (　　) A．F1F2，q1＝q2 【解析】　兩次拉出過程， 穿過線框的磁通量變化相等，ΔΦ1＝ΔΦ2，而通過導線橫面的電量q＝n，故q1＝q2，據(jù)E＝n，又Δt1<Δt2，因此電動勢E1>E2，閉合回路電流I1>I2再據(jù)F＝BIl知：F1>F2，故選項D正確． 【答案】　D 7．如圖5所示，閉合線圈放在勻強磁場中，線圈平面和磁感線方向成30角，磁感應強度隨時間均勻變化．用下述哪一種方法可使線圈中的感應電流增加一倍(　　) 圖5 A．使線圈的匝數(shù)增加一倍 B．使線圈的面積增加一倍 C．使線圈的半徑增加一倍 D．改變線圈平面的取向，使之與磁場方向垂直 【解析】　磁感應強度的變化率是一定的，由E＝nS(S為垂直于B方向上的投影面積)；匝數(shù)增加一倍，E增加一倍，電阻R也增加一倍，I不變；面積增加一倍，E增加一倍，但R增加倍，電流增加倍；半徑R增加一倍，面積變?yōu)樵瓉淼?倍，E變?yōu)樵瓉淼?倍，電阻R變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流I增加一倍；使線圈與磁場方向垂直，E增加一倍，R不變，電流增加一倍． 【答案】　CD 二、非選擇題(本題共5個小題，共58分．計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位．) 8．(8分)某同學在探究感應電流產(chǎn)生的條件時，做了如下實驗： 探究Ⅰ：如圖6甲所示，先將水平導軌、導體棒AB放置在磁場中，并與電流表組成一閉合回路．然后進行如下操作： ①AB與磁場保持相對靜止； ②讓導軌與AB一起平行于磁感線(上、下)運動； ③讓AB在水平方向上運動(切割磁感線)． 甲 乙　　　　　　　　　　丙 圖6 探究Ⅱ：如圖6乙所示，將螺線管與電流表組成閉合回路．然后進行如下操作： ①把條形磁鐵放在螺線管內(nèi)不動； ②把條形磁鐵插入螺線管； ③把條形磁鐵拔出螺線管． 探究Ⅲ：如圖6丙所示，螺線管A、滑動變阻器、電源、開關組成一個回路；A放在螺線管B內(nèi)，B與電流表組成一個閉合回路．然后進行如下操作： ①閉合和斷開開關瞬時； ②閉合開關，A中電流穩(wěn)定后； ③閉合開關，A中電流穩(wěn)定后，再快速改變滑動變阻器的阻值． 可以觀察到：(請在(1)(2)(3)中填寫探究中的序號) (1)在探究Ⅰ中，________閉合回路會產(chǎn)生感應電流； (2)在探究Ⅱ中，________閉合回路會產(chǎn)生感應電流； (3)在探究Ⅲ中，________閉合回路會產(chǎn)生感應電流； (4)從以上探究中可以得到的結論是：當________時，閉合回路中就會產(chǎn)生感應電流． 【解析】　在探究Ⅰ中，③會產(chǎn)生感應電流，在探究Ⅱ中，②③會產(chǎn)生感應電流，在探究Ⅲ中，①③會產(chǎn)生感應電流．由以上可知，穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應電流的條件． 【答案】　(1)③　(2)②③　(3)①③　(4)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化 9．(8分)有一面積為S＝100 cm2的金屬環(huán)如圖7甲所示，電阻為R＝0.1 Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖乙所示，且磁場方向垂直環(huán)面向里，在t1到t2時間內(nèi)，通過金屬環(huán)的電荷量為多少？ 甲　　　　　　　　　　乙 圖7 【解析】　q＝Δt＝Δt＝nΔt＝n＝nS＝10010－4 C＝0.01 C. 【答案】　0.01 C 10．(12分)(xx深圳檢測)在光滑絕緣水平面上，電阻為0.1 Ω、質(zhì)量為0.05 kg的長方形金屬框abcd，以10 m/s的初速度向磁感應強度B＝0.5 T、方向垂直紙面向內(nèi)、范圍足夠大的勻強磁場滑去．當金屬框進入磁場到達如圖8所示位置時，已產(chǎn)生1.6 J的熱量．求圖示位置時金屬框中的感應電動勢及感應電流的大小．(已知ab邊長L＝0.1 m) 圖8 【解析】　設圖示位置線圈的速度為v，由動能定理，－1.6＝mv2－mv，解得v＝6 m/s，此位置時框中的感應電動勢E＝Blv＝0.50.16 V＝0.3 V，I＝＝ A＝3 A. 【答案】　0.3 V　3 A 11．(15分)把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，如圖9所示，一長度為2a，電阻等于R，粗細均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求： 圖9 (1)棒上電流的大小及棒兩端的電壓UMN； (2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率． 【解析】　(1)把切割磁感線的金屬棒看成一個具有內(nèi)阻為R，感應電動勢為E的電源，兩個半圓環(huán)看成兩個并聯(lián)電阻，畫出等效電路如圖所示． 等效電源電動勢為E＝Blv＝2Bav. 外電路的總電阻為R外＝＝R， 棒上電流大小為I＝＝＝， 根據(jù)分壓原理，棒兩端的電壓為UMN＝IR外＝Bav. (2)圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為P＝IE＝. 【答案】　(1)　Bav　(2) 12．(15分)(xx寧波高二期末)李海是我市某校高二的一名理科生，他對物理很有興趣，學習了電磁感應后，他設想了一個測量勻強磁場的磁感應強度的方法：如圖10，質(zhì)量為m的導體棒ab從距磁場上邊界高為h處沿導軌自由下落，并始終與軌道接觸良好，反復調(diào)節(jié)h的大小，直到棒在進入磁場后恰好做勻速運動．已知與導軌相接的電阻為R，其余電阻不計，若h已知，導軌的寬度為L，空氣阻力不計，重力加速度的大小為g，試求： 圖10 (1)棒ab進入磁場瞬間的速度大??； (2)磁感應強度B的大小； (3)在棒穿過勻強磁場過程中，通過電阻R的電量． 【解析】　(1)設棒進入磁場瞬間的速度為v，則由機械能守恒得mgh＝mv2① 解得v＝.② (2)棒進入磁場后做切割磁感線運動，產(chǎn)生的電動勢E＝BLv③ 而I＝E/R④ 棒所受的安培力F＝BIL⑤ 棒勻速運動時安培力和重力平衡F＝mg⑥ 由②③④⑤⑥B＝ /L.⑦ (3)通過R的電量q＝It⑧ 而t＝H/v⑨ 由②③④⑧⑨q＝BLH/R＝ .⑩ 【答案】　(1)　(2) 　(3)