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2019年高中物理 第一章 電磁感應(yīng)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(yīng)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(shè)備．下列用電器中，沒有利用電磁感應(yīng)原理的是 (　　) A．動圈式話筒　　　　　 B．自動取款機(jī) C．磁帶錄音機(jī) D．白熾燈泡 【解析】　自動取款機(jī)和磁帶錄音機(jī)都是應(yīng)用材料的磁化和電磁感應(yīng)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(yīng)將聲音信號轉(zhuǎn)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(yīng)，與電磁感應(yīng)無關(guān)，故選D. 【答案】　D 2．關(guān)于磁通量的概念，下列說法中正確的有(　　) A．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，穿過線圈的磁通量也越大 B．磁感應(yīng)強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)度、線圈面積及它們之間的夾角都有關(guān)，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(qiáng)磁場中(　　) 圖1 A．當(dāng)ab垂直于紙面向外平動時，ab中有感應(yīng)電流 B．當(dāng)ab垂直于紙面向里平動時，ab中有感應(yīng)電流 C．當(dāng)ab垂直于磁感線向右平動時，ab中有感應(yīng)電流 D．當(dāng)ab垂直于磁感線向左平動時，ab中無感應(yīng)電流 【解析】　當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)電流相等 C．t1時刻，B中感應(yīng)電流最大 D．t2時刻，B中感應(yīng)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(yīng)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(yīng)電流相等，B對．t1時刻，A中電流變化最慢，B中感應(yīng)電流最小，t2時刻A中電流變化最快，B中感應(yīng)電流最大，C錯，D對． 【答案】　ABD 5．(xx珠海高二檢測)電磁爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行加熱工作的，是現(xiàn)代家庭烹飪食物的先進(jìn)電子炊具．其工作過程如下：電流電壓經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，又經(jīng)高頻電力轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)就有強(qiáng)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(zhuǎn)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(yīng)、電流的磁效應(yīng)和熱效應(yīng)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(xiàng)B錯誤；線圈產(chǎn)生的磁場能穿透紙板到達(dá)鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用電流的熱效應(yīng)仍起到加熱的作用，選項(xiàng)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(dǎo)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(qiáng)磁場．若第一次用0.3 s時間拉出，拉動過程中導(dǎo)線ab所受安培力為F1，通過導(dǎo)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(dǎo)線ab所受安培力為F2，通過導(dǎo)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(dǎo)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(xiàng)D正確． 【答案】　D 7．如圖5所示，閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中，線圈平面和磁感線方向成30角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化．用下述哪一種方法可使線圈中的感應(yīng)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(yīng)強(qiáng)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(xué)在探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件時，做了如下實(shí)驗(yàn)： 探究Ⅰ：如圖6甲所示，先將水平導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒AB放置在磁場中，并與電流表組成一閉合回路．然后進(jìn)行如下操作： ①AB與磁場保持相對靜止； ②讓導(dǎo)軌與AB一起平行于磁感線(上、下)運(yùn)動； ③讓AB在水平方向上運(yùn)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(jìn)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(guān)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(jìn)行如下操作： ①閉合和斷開開關(guān)瞬時； ②閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后； ③閉合開關(guān)，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(yīng)電流； (2)在探究Ⅱ中，________閉合回路會產(chǎn)生感應(yīng)電流； (3)在探究Ⅲ中，________閉合回路會產(chǎn)生感應(yīng)電流； (4)從以上探究中可以得到的結(jié)論是：當(dāng)________時，閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流． 【解析】　在探究Ⅰ中，③會產(chǎn)生感應(yīng)電流，在探究Ⅱ中，②③會產(chǎn)生感應(yīng)電流，在探究Ⅲ中，①③會產(chǎn)生感應(yīng)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(yīng)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(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T、方向垂直紙面向內(nèi)、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場滑去．當(dāng)金屬框進(jìn)入磁場到達(dá)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(yīng)電動勢及感應(yīng)電流的大?。?已知ab邊長L＝0.1 m) 圖8 【解析】　設(shè)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(yīng)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(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖9所示，一長度為2a，電阻等于R，粗細(xì)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(dāng)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(yīng)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(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)后，他設(shè)想了一個測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方法：如圖10，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab從距磁場上邊界高為h處沿導(dǎo)軌自由下落，并始終與軌道接觸良好，反復(fù)調(diào)節(jié)h的大小，直到棒在進(jìn)入磁場后恰好做勻速運(yùn)動．已知與導(dǎo)軌相接的電阻為R，其余電阻不計，若h已知，導(dǎo)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(jìn)入磁場瞬間的速度大??； (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??； (3)在棒穿過勻強(qiáng)磁場過程中，通過電阻R的電量． 【解析】　(1)設(shè)棒進(jìn)入磁場瞬間的速度為v，則由機(jī)械能守恒得mgh＝mv2① 解得v＝.② (2)棒進(jìn)入磁場后做切割磁感線運(yùn)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(yùn)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)