學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精2020-2021學年物理人教版選修3-2單元質量檢測（一）第四章電磁感應含解析單元質量檢測（一)(第四章）(90分鐘100分）第Ⅰ卷（選擇題共56分)一、選擇題（本題共14小題，每小題4分,共56分.1～10為單選,11~14為多選）1．關于電磁感應現象，下列說法中正確的是（)A．導體在磁場中運動一定能產生感應電流B．閉合線圈整個放在變化磁場中一定能產生感應電流C．感應電流的磁場總跟原來的磁場方向相反D．感應電流的磁場總是阻礙原來的磁通量的變化2．如圖所示,一金屬圓環水平放置在豎直向上的勻強磁場中,若要使圓環中產生如箭頭所示方向的感應電流,下列方法可行的是（)A．使勻強磁場均勻增大B．使圓環繞水平軸ab如圖轉動30°C．使圓環繞水平軸cd如圖轉動30°D．保持圓環水平并使其繞過圓心的豎直軸轉動3．金屬線框在下列四種情況中能產生感應電流的是(）4.磁通量是研究電磁感應現象的一個重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的直導線MN與閉合線框共面,第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉到位置2，設前后兩次通過線框的磁通量的變化量分別為ΔΦ1和ΔΦ2則(）A．ΔΦ1〉ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．無法確定5．如圖所示，一平面線圈用細桿懸于P點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動．已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時，順著磁場的方向看去，線圈中感應電流的方向分別為()A．逆時針方向逆時針方向B．逆時針方向順時針方向C．順時針方向順時針方向D．順時針方向逆時針方向6．如圖所示，圓環形導體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是(）A．線圈a中將產生俯視順時針方向的感應電流B．穿過線圈a的磁通量變小C．線圈a有擴張的趨勢D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大7．現代汽車中有一種防抱死系統(簡稱ABS），該系統有一個自動檢測車速的裝置，用來控制車輪的轉動，其原理如圖所示：鐵質齒輪P與車輪同步轉動，右側緊靠有一個繞有線圈的條形磁體，磁體的左端是S極,右端是N極，M是一個電流檢測器．當車輪帶動齒輪轉動時,這時由于鐵齒靠近或離開線圈時，使穿過線圈的磁通量發生變化，導致線圈中產生了感應電流．這個脈沖電流信號經放大后去控制制動機構，可有效地防止車輪制動時被抱死．在齒A從圖中所示位置順時針轉到虛線位置過程中,M中的感應電流方向為（)A．一直從右向左B．一直從左向右C．先從右向左,后從左向右D．先從左向右,后從右向左8．如圖所示電路中，La、Lb兩燈相同，閉合開關S電路達到穩定后兩燈一樣亮,則(）A．當S斷開的瞬間,La、Lb兩燈中電流立即變為零B．當S斷開的瞬間,La、Lb兩燈中都有向右的電流,兩燈不立即熄滅C．當S閉合的瞬間，La比Lb先亮D．當S閉合的瞬間，Lb比La先亮9．如圖所示,將兩塊水平放置的金屬板用導線與一線圈連接，線圈中存在方向豎直向上、大小變化的磁場，兩板間有一帶正電的油滴恰好處于靜止狀態,則磁場的磁感應強度B隨時間t變化的圖象是（)10．如圖所示，A是一邊長為L的正方形導線框．虛線框內有垂直紙面向里的勻強磁場，磁場寬度為3L.線框的bc邊與磁場左右邊界平行且與磁場左邊界的距離為L.現維持線框以恒定的速度v沿x軸正方向運動．規定磁場對線框作用力沿x11．如圖所示，一根長導線彎曲成“"，通以直流電流I，正中間用強度很大的絕緣線懸掛一金屬環C，環與導線處于同一豎直平面內，在電流I增大的過程中，下列判斷正確的是(）A．金屬環中無感應電流產生B.金屬環中有逆時針方向的感應電流C。懸掛金屬環C的豎直線中拉力變大D.金屬環C將左右擺動12.如圖甲所示，10匝的線圈內有一垂直紙面向里的磁場，線圈的磁通量在按圖乙所示規律變化,下列說法正確的是()A．電壓表讀數為10VB。電壓表讀數為15VC.電壓表“＋"接線柱接A端D.電壓表“＋”接線柱接B端13.彼此絕緣、相互垂直的兩根通電直導線與閉合線圈共面，當兩導線中的電流均增大時，下圖中閉合線圈一定產生感應電流的是()14.如圖所示,紙面內有一矩形導體閉合線框abcd，ab邊長大于bc邊長,置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強磁場外，線框兩次勻速地完全進入磁場，兩次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab邊平行MN進入磁場，線框上產生的熱量為Q1，通過線框導體橫截面積的電荷量為q1;第二次bc邊平行于MN進入磁場，線框上產生的熱量為Q2,通過線框導體橫截面的電荷量為q2，則()A．Q1〉Q2B．q1〉q2C.q1＝q2D．Q1＝Q2第Ⅱ卷（非選擇題共44分）二、計算題（本題共4小題,共44分．要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位)15．（9分)觀察如圖實驗裝置，實驗操作中，當導體棒AB沿著磁感線方向上下運動時，電流計指針________(選填“偏轉”或“不偏轉”)；當導體棒AB垂直磁感線方向左右運動時,電流計指針________（選填“偏轉”或“不偏轉”）;若流入電流計的電流從右接線柱進入，指針就往右偏轉，則為使圖中電流計指針往左偏轉，導體棒AB應往________(選填“上”“下”“左”“右"）運動．16．（10分)如圖甲所示，兩豎直放置的平行金屬導軌，導軌間距L＝0。50m，導軌下端接一電阻R＝5Ω的小燈泡，導軌間存在一寬h＝0。40m的勻強磁場區域,磁感應強度B按圖乙所示規律變化，t＝0時刻一金屬桿自磁場區域上方以某一初速度沿導軌下落，t1時刻金屬桿恰好進入磁場，直至穿越磁場區域，整個過程中小燈泡的亮度始終保持不變．已知金屬桿的質量m＝0。10kg，金屬桿下落過程中始終保持水平且與導軌良好接觸，不計金屬桿及導軌的電阻，g取10m/s2.求：（1)金屬桿進入磁場時的速度v.（2）圖乙中t1的數值．（3）整個過程中小燈泡產生的總焦耳熱Q。17。(12分)如圖所示，足夠長的U形框架寬度是L＝0.5m,電阻忽略不計,其所在平面與水平面成θ＝37°角,磁感應強度B＝0。8T的勻強磁場方向垂直于導體框平面，一根質量為m＝0.2kg，有效電阻R＝2Ω的導體棒MN垂直跨放在U形框架上,該導體棒與框架間的動摩擦因數μ＝0。5，導體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運動時，通過導體棒截面的電荷量為Q＝2C．（sin37°＝0。6，cos37°＝0。8，g＝10m/s2）求:（1)導體棒勻速運動的速度；（2)導體棒從靜止開始下滑到剛開始勻速運動，這一過程中導體棒的有效電阻消耗的電功．18．（13分）如圖所示,空間存在B＝0。5T、方向豎直向下的勻強磁場，MN、PQ是水平放置的平行長直導軌,其間距L＝0.2m，電阻R＝0。3Ω接在導軌一端,ab是跨接在導軌上質量m＝0.1kg、電阻r＝0.1Ω的導體棒,已知導體棒和導軌間的動摩擦因數為0。2.從零時刻開始，對ab棒施加一個大小為F＝0.45N、方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導軌滑動，過程中棒始終保持與導軌垂直且接觸良好，求：（1)導體棒所能達到的最大速度;（2）試定性畫出導體棒運動的速度-時間圖象．單元質量檢測（一）(第四章)1．解析：導體在磁場中如果沿磁場方向運動，沒有切割磁感線,是不會產生感應電流的，并且選項沒說明回路是否閉合，故A選項錯誤；如果線圈平面與磁感線方向平行，則有效面積為零,所以沒有磁通量變化,不會產生感應電流，故B選項錯誤；根據楞次定律得知,當磁通量增加時，感應電流的磁場跟原來的磁場方向相反,當磁通量減小時,感應電流的磁場跟原來的磁場方向相同，故C錯誤；由楞次定律定義可知，D選項正確．答案：D2．解析:由安培定則可知感應電流產生的磁場方向與原磁場方向相反,由楞次定律可知通過圓環的磁通量一定是增加的，由磁通量定義可知，選項A正確．答案：A3．解析：保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中平行于磁場運動，磁通量一直為零,故磁通量不變,無感應電流，選項A錯誤;線框和通電長直導線都在豎直平面內，線框以直導線為軸轉動，故磁通量不變，無感應電流,選項B錯誤；線框從圖示位置開始以cd邊為軸轉動,轉動角度小于60°，磁通量沒有發生變化，沒有感應電流，選項C錯誤；條形磁鐵豎直向下穿過水平放置的線框的過程中，穿過線框的磁通量先增大后減小，磁通量發生了變化，所以能產生感應電流,選項D正確．答案：D4．解析：第一次將線框由位置1平移到位置2，磁感線從線框的同一側穿入,ΔΦ1為前后兩位置磁通量的絕對值之差．第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉到位置2，磁感線從線框的不同側穿入，ΔΦ2為前后兩位置磁通量的絕對值之和．故ΔΦ1〈ΔΦ2，選項C正確．答案：C5．解析：線圈通過位置Ⅰ時，線圈在垂直于磁場方向上的面積增大，穿過線圈的磁通量增加．根據楞次定律，感應電流的磁場與原磁場方向相反為向左，再根據安培定則，感應電流的方向為逆時針方向．同理，可判斷出線圈通過位置Ⅱ時，穿過線圈的磁通量減小，感應電流為順時針方向，因此B正確．答案:B6．解析:若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，螺線管b中的電流增大，根據楞次定律，線圈a中將產生俯視逆時針方向的感應電流，穿過線圈a的磁通量變大,線圈a有縮小的趨勢，線圈a對水平桌面的壓力FN將變大．答案：D7．解析：鐵齒靠近線圈時被磁化，產生的磁場方向從右向左，齒輪P從圖示位置按順時針方向轉動的過程中，先是A下面的鐵齒離開,通過線圈的磁通量先減小，接著A齒靠近，通過線圈的磁通量增加．根據楞次定律,線圈中感應電流的磁場先向左后向右，根據右手螺旋定則判斷出感應電流的方向,所以通過M的感應電流的方向先從左向右,然后從右向左．故D正確，A、B、C錯誤．答案：D8．解析：由于La與線圈L串聯，Lb與滑動變阻器R串聯,當S閉合的瞬間,通過線圈的電流突然增大，線圈產生自感電動勢，阻礙電流的增加，所以Lb比La先亮,故C錯誤、D正確;當S斷開的瞬間，線圈產生自感電動勢，兩燈組成的串聯電路中，有順時針方向的電流，故A、B錯誤．答案：D9．解析：帶正電油滴處于靜止，說明感應電動勢恒定，在正對金屬板之間產生的電場為恒定的勻強電場，電場力與重力平衡．即電場力向上,說明上極板為感應電動勢的負極,根據電流在電源內部從負極流向正極可以判斷感應電流是自上而下的方向，利用右手定則判斷感應電流的磁場是豎直向上的,根據楞次定律感應電流的磁場總是阻礙原磁場的變化,說明原磁場在減小，根據感應電動勢恒定,判斷原磁場在均勻減小,C對．答案：C10．解析：當bc邊進入磁場切割磁感線時，產生感應電流，利用右手定則可判斷感應電流的方向從c→b,再利用左手定則可判斷安培力向左,與規定的安培力的正方向相反，A錯誤，結合I＝eq\f（BLv，R）,F＝BIL，得安培力F是定值，C錯誤;當線框穿出磁場時，ad邊切割磁感線，產生感應電流從d→a，利用左手定則可判斷安培力向左,與規定的安培力的正方向相反，B正確．答案:B11．解析:根據安培定則知，彎曲成“"導線中電流的磁場方向為垂直紙面向里,且大小增加，由楞次定律可知,環C中感應電流的方向為逆時針，根據左手定則可知，安培力的方向指向圓心，由于導線彎曲成“”，所以金屬環下邊所受安培力小于上邊所受的安培力，因此導致掛環的拉力增大,但環仍處于靜止狀態，選項B、C正確，A、D錯誤．答案：BC12．解析：根據法拉第電磁感應定律可得E＝neq\f（ΔΦ,Δt）＝10×eq\f(0.15－0.05,0.1）V＝10V，A正確、B錯誤;線圈中垂直紙面向里的磁通量在增大，所以根據楞次定律可得線圈中的電流方向是逆時針,所以A端是正極,B端是負極,故電壓表“＋”接線柱接A端，C正確、D錯誤．答案：AC13．解析：由右手螺旋定則可判定通電導線磁場的方向．I1產生的磁場垂直紙面向里，I2產生的磁場垂直紙面向外，兩個電流大小相等，所以合磁通量為0。當電流均增大時，合磁通量仍然等于0,所以沒有感應電流，選項A錯誤；I1產生的磁場垂直紙面向外，I2產生的磁場垂直紙面向里,兩個電流大小相等，所以合磁通量為0.當電流均增大時，合磁通量仍然等于0，所以沒有感應電流,選項B錯誤；I1產生的磁場垂直紙面向里，I2產生的磁場垂直紙面向里,所以合磁通量的方向向里．當電流均增大時，合磁通量向里增大，線圈中有感應電流,選項C正確；I1產生的磁場垂直紙面向外,I2產生的磁場垂直紙面向外，所以合磁通量的方向向外．當電流均增大時,磁通量增大，所以有感應電流,選項D正確．答案：CD14．解析：根據功能關系知，線框上產生的熱量等于克服安培力做的功，即Q1＝W1＝F1lbc＝eq\f(B2l\o\al（2,ab)v,R）lbc＝eq\f(B2Sv，R)lab同理Q2＝eq\f(B2Sv，R)lbc,又lab〉lbc,故Q1>Q2；因q＝eq\x\to(I)t＝eq\f（\x\to(E），R）t＝eq\f（ΔΦ,R)，故q1＝q2。因此A、C正確．答案：AC15．解析：當導體棒AB沿著磁感線方向上下運動時，不切割磁感線，無感應電流產生，則電流計指針不偏轉；當導體棒AB垂直磁感線方向左右運動時,切割磁感線，有感應電流產生，則電流計指針偏轉；若流入電流計的電流從右接線柱進入，指針就往右偏轉,則為使圖中電流計指針往左偏轉，即電流從左端流入，則根據右手定則可知，導體棒AB應往右運動．答案：不偏轉偏轉右16．解析：（1)金屬桿進入磁場時受力平衡mg＝BIl(1分）I＝eq\f(E,R)（1分)E＝BLv(1分)整理得v＝eq\f(mgR,B2L2)＝5m/s（1分）(2)根據法拉第電磁感應定律E＝eq\f(ΔB，t1）·Lh（1分)BLv＝eq\f(B－B0，t1）·Lh(1分)t1＝eq\f（B－B0h，Bv)＝0.04s（1分）(3)整個過程中小燈泡產生的總焦耳熱Q＝eq\f（E2，R)(t1＋t2）（1分)t2＝eq\f（h,v)＝0。08s（1分）解得:Q＝0。6J(1分)答案：(1）5m/s(2）0.04s（3)0。6J17．解析：（1）導體棒受力如圖，勻速下滑時有平行斜面方向:mgsinθ－Ff－F＝0（1分)垂直斜面方向:FN－mgcosθ＝0（1分)其中Ff＝μFN（1分）安培力F＝BIL(1分）電流強度I＝eq\f(E，R）(1分）感應電動勢E＝BLv(1分)由以上各式得v＝5m/s（1分）（2)通過導體棒的電荷量Q＝eq\x\to（I)Δt其中平均電流eq\x\to(I）＝eq\f（\x\to（E),R）＝eq\f（ΔΦ，RΔt)(1分）設導體棒下滑位移為x，則ΔΦ＝BxL(1分）由以上各式得x＝eq\f(QR,BL）＝eq\f（2×