第1章測評A(基礎(chǔ)過關(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選項(xiàng)中,第1~5題只有一個選項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多個選項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有錯選的得0分)1.如圖,通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面,位置靠近ab且相互絕緣。當(dāng)MN中電流突然減小時,線圈所受安培力的合力方向()A.向左 B.向右C.垂直紙面向外 D.垂直紙面向里解析:當(dāng)MN中電流突然減小時,單匝矩形線圈abcd垂直紙面向里的磁通量減小,根據(jù)楞次定律,單匝矩形線圈abcd中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向,由左手定則可知,線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)線串有兩個電阻R和r,導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好;勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里。導(dǎo)體棒的電阻可忽略。當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動時,下列說法正確的是()A.流過R的電流為由d到c,流過r的電流為由b到aB.流過R的電流為由c到d,流過r的電流為由b到aC.流過R的電流為由d到c,流過r的電流為由a到bD.流過R的電流為由c到d,流過r的電流為由a到b解析:PQ與cd組成一個閉合回路,PQ與ab也組成一個閉合回路。當(dāng)PQ向左滑動時,PQcd回路的磁通量增加,由楞次定律可判得通過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r的電流為由b→a,所以選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯誤。答案:B3.如圖所示的圓形線框在勻強(qiáng)磁場中所做的各種運(yùn)動,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析:圖A所示線框在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動時,穿過線框的磁感線條數(shù)不變,即磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A錯誤;圖B所示線框在磁場中轉(zhuǎn)動時,穿過線框的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B正確;圖C所示線框繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的過程中穿過線框的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C錯誤;圖D所示線框與磁場平行,穿過線框的磁通量為零,當(dāng)線框繞OO'軸轉(zhuǎn)動時,磁通量保持為零,沒有變化,所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故D錯誤。答案:B4.如圖所示的電路中,A1和A2是兩個完全相同的燈泡,其額定電壓在數(shù)值上約等于電源的電動勢,電源內(nèi)阻可以忽略不計(jì),L是一個自身電阻可以忽略不計(jì)而自感系數(shù)足夠大的線圈,將開關(guān)S2斷開、S1閉合,兩個燈泡都發(fā)出較暗的光。若突然閉合S2,兩個燈的亮度變化情況是()①A1逐漸變亮,后來亮度穩(wěn)定②A1逐漸變暗,后來熄滅③A2逐漸變亮,后來亮度穩(wěn)定④A2逐漸變暗,后來熄滅A.①③ B.①④ C.②③ D.②④解析:S2突然閉合時,線圈由于自感作用,使線圈本身內(nèi)部的電流逐漸增大,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,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,哪個沒有利用電磁感應(yīng)原理()A.動圈式話筒 B.白熾燈泡C.磁帶錄音機(jī) D.日光燈鎮(zhèn)流器解析:動圈式話筒里的音圈在永磁鐵的磁場里振動產(chǎn)生感應(yīng)電流;磁帶錄音機(jī)錄音時聲音引起振動產(chǎn)生感應(yīng)電流,放音時磁帶上變化的磁場使放音磁頭線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流;日光燈是由于自感產(chǎn)生自感電動勢。只有選項(xiàng)B中白熾燈泡沒有利用電磁感應(yīng)原理。答案:B6.如圖,磁場垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布。水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn),將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放,在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A.感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B.感應(yīng)電流方向一直是逆時針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的過程中,穿過圓環(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)電流的方向先逆時針后順時針再逆時針,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯誤;因磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布,在水平方向非均勻分布,安培力總是阻礙圓環(huán)水平方向的運(yùn)動,所以選項(xiàng)C錯誤,選項(xiàng)D正確。答案:AD7.如圖所示,一磁鐵用細(xì)線懸掛,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程中,以下說法正確的是()A.環(huán)中感應(yīng)電流方向從上向下俯視為先順時針后逆時針B.環(huán)中感應(yīng)電流方向從上向下俯視為先逆時針后順時針C.懸線上拉力先增大后減小D.懸線上拉力一直大于磁鐵重力解析:穿過環(huán)的磁場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針后逆時針;同時環(huán)受到阻礙其相對運(yùn)動向上的阻力,由牛頓第三定律知:磁鐵受到向下的反作用力,故懸線上拉力大于磁鐵重力。答案:AD8.如圖所示,在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯,現(xiàn)接通交流電源,過了幾分鐘,杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間,下列措施可行的有()A.增加線圈的匝數(shù)B.提高交流電源的頻率C.將金屬杯換為瓷杯D.取走線圈中的鐵心解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔΦΔt知,增加線圈的匝數(shù)n,提高交流電源的頻率即縮短交流電源的周期(相當(dāng)于減小Δt),這兩種方法都能使感應(yīng)電動勢增大,選項(xiàng)A、B正確。將金屬杯換為瓷杯,則沒有閉合電路,也就沒有感應(yīng)電流;取走線圈中的鐵心,則使線圈中的磁場大大減弱,則磁通量的變化率減小。感應(yīng)電動勢減小。選項(xiàng)C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上)9.(8分)由于國際空間站的運(yùn)行軌道上各處的地磁場強(qiáng)弱及方向均有所不同,所以在運(yùn)行過程中,穿過其外殼地磁場的磁通量將不斷變化,這樣將會導(dǎo)致現(xiàn)象發(fā)生,從而消耗空間站的能量。為了減少這類損耗,國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:穿過空間站外殼的磁通量發(fā)生變化,金屬材料的外殼中將自成回路,產(chǎn)生感應(yīng)電流。為了降低這個損耗,應(yīng)讓產(chǎn)生的感應(yīng)電流越小越好,也就是說,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B,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下。在ef左側(cè)的無磁場區(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作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運(yùn)動后,圓環(huán)L有(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢,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,則abcd回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向外的磁場,隨著金屬棒向右加速運(yùn)動,圓環(huán)的磁通量增大,依據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量增大;又由于金屬棒向右運(yùn)動的加速度減小,單位時間內(nèi)磁通量的變化率減小,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)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11.(10分)如圖所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(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的勻速運(yùn)動,速度大小為v=5m/s。導(dǎo)軌間距L=40cm,磁場方向垂直軌道平面,電阻R=0.5Ω,其余電阻不計(jì),摩擦也不計(jì),試求:(1)感應(yīng)電動勢的大小;(2)感應(yīng)電流的大小和方向;(3)使金屬棒勻速運(yùn)動所需的拉力。解析:(1)感應(yīng)電動勢大小E=BLv=0.2×0.4×5V=0.4V。(2)根據(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)動時,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“日”字形線框,線框總質(zhì)量為m,每條短邊長度均為l。線框橫邊的電阻均為r,豎直邊的電阻不計(jì)。在線框的下部有一個垂直“日”字平面方向向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場的高度也為l。讓線框自空中一定高處自由落下,當(dāng)線框下邊剛進(jìn)入磁場時立即做勻速運(yùn)動。重力加速度為g。求:(1)“日”字形線框做勻速運(yùn)動的速度v的大小。(2)“日”字形線框從開始下落起,至線框上邊離開磁場的過程中所經(jīng)歷的時間t。解析:(1)進(jìn)入磁場時的速度為v,據(jù)題意有:IBl=mg,I=Blv3r2=2(2)線框下邊進(jìn)入磁場區(qū)域前做自由落體運(yùn)動,設(shè)下落的時間為t1,從線框下邊進(jìn)入磁場到上邊離開磁場下邊界做勻速運(yùn)動,設(shè)此過程的下落時間為t2,據(jù)題意有:v=gt1t1=3mr2B2l解得t2=2由兩式解得全過程所用時間t=t1+t2=3mr答案:(1)3gmr2B13.(14分)如圖,兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置,導(dǎo)軌間距離為L,電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌上端并接兩個額定功率均為P,電阻均為R的小燈泡。整個系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。現(xiàn)將一質(zhì)量為m,電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平,且與導(dǎo)軌接觸良好。已知某時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)光時導(dǎo)