1、選修3-2電磁感應單元綜合測試時間：90分鐘分值：100分題號12345678910答案第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1如圖所示是著名物理學家費曼設計的一個實驗，在一塊絕緣板中部安裝一個線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負電的小球整個裝置懸掛起來，在接通開關瞬間，整個圓盤將(自上而下看)()A順時針轉動一下B逆時針轉動一下C順時針不斷轉動 D逆時針不斷轉動解析：開關接通瞬間，穿過帶電小球所在空間向下的磁通量突然增加，由楞次定

2、律知，在帶電小球所處空間將產生逆時針方向(從上向下看)的電動勢(確切地講，應為逆時針方向電場)，從而使帶負電小球受到順時針方向的作用力故選A.答案：A2信用卡的磁條中有一個個連續的相反極性的磁化區，每個磁化區代表了二進制數1或0，用以儲存信息刷卡時，當磁條以某一速度拉過信用卡閱讀器的檢測頭時，在檢測頭的線圈中會產生變化的電壓(如下圖甲所示)當信用卡磁條按圖乙所示方向以該速度拉過閱讀檢測頭時，在線圈中產生的電壓隨時間的變化關系正確的是()解析：由題圖甲知，上圖磁化區域的位置感應出向上的電壓，下圖磁化區域的位置感應出向下的電壓，因此題圖乙刷卡時應對應B圖出現的電壓圖答案：B3為了控制海洋中水的運動

3、，海洋工作者有時依靠水流通過地磁場所產生的感應電動勢測水的流速某課外活動興趣小組由四個成員甲、乙、丙、丁組成，前去海邊某處測量水流速度假設該處地磁場的豎直分量已測出為B，該處的水流是南北流向，問下列測定方法可行的是()A甲將兩個電極在水平面沿水流方向插入水流中，測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數U，則水流速度vB乙將兩個電極在水平面上沿垂直水流方向插入水流中，測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數U，則水流速度vC丙將兩個電極沿垂直海平面方向插入水流中，測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數U，則水流速度vD丁將兩個電極在水平面上沿任意

4、方向插入水流中，測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數U，則水流速度v解析：將兩個電極在水平面上沿垂直水流方向插入水中，流水液體視為導體切割磁感線，則：EBLv，又EU，故v.答案：B4如圖甲所示，一個電阻為R、面積為S的矩形導線框abcd，水平放置在勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，o、o分別是ab邊和cd邊的中點現將線框右半邊obco繞oo逆時針旋轉90°到圖乙所示位置在這一過程中，導線中通過的電荷量是()A. B.C. D0解析：由于q|BScos45°0|BSq.答案：A5(2011·江蘇

5、高考)如圖所示，固定的水平長直導線中通有電流I，矩形線框與導線在同一豎直平面內，且一邊與導線平行線框由靜止釋放，在下落過程中()A穿過線框的磁通量保持不變B線框中感應電流方向保持不變C線框所受安培力的合力為零D線框的機械能不斷增大解析：線框在下落過程中，穿過線框的磁通量逐漸減小，方向不變，根據楞次定律可知感應電流方向不變，B正確，A錯；線框上下邊框所處磁場強弱不同，上邊框所處位置磁場強，下邊框所處位置磁場弱，受力不平衡，C錯；由于機械能逐漸轉變為電能，機械能減少，D錯答案：B6如圖所示，一個有彈性的金屬環被一根橡皮繩吊于通電直導線的下方，當通電直導線中的電流I增大時，圓環的面積S和橡皮繩的長度

6、L將()AS增大，L變短BS增大，L變長CS減小，L變短DS減小，L變長解析：通電直導線周圍的磁場離導線越遠就越弱，當直導線中的電流增大時，通過金屬環的磁通量增加，產生的感應電流必然要阻礙磁通量的增加由于金屬環有彈性，金屬環面積縮小，同時橡皮繩拉長，金屬環遠離直導線正確選項為D.答案：D7如圖所示，當軟鐵棒沿螺線管軸迅速插入螺線管時，下列判斷正確的是()A燈變亮，R中有向右的電流B燈變暗，R中有向右的電流C燈亮度不變，R中無電流D燈變暗，R中有向左的電流解析：根據M螺線管電源的極性，可判斷出M中的電流及產生的磁場方向穿過N線圈的磁感線方向，條形鐵棒被M線圈產生的磁場磁化后，其左端為N極，右端為

7、S極，在軟鐵棒插入過程中，由于軟磁棒磁化后也具有了磁性，使得M、N的線圈磁通量都變大了，由楞次定律可知，M中的感應電流與原有電流反向，使M中實際電流變小，燈泡變暗，由楞次定律知R中產生向右流過的感應電流答案：B8如圖所示，豎直放置的金屬框架處于水平勻強磁場中，有一長直金屬棒可以沿金屬框自由滑動當ab由靜止開始下滑一段時間后，合上開關S，則ab將做()A勻速運動B加速運動C減速運動D無法確定解析：開始金屬棒下滑，切割磁感線產生感應電動勢，因電路不閉合，所以沒有感應電流，金屬棒做自由落體運動閉合開關后，有感應電流，根據右手定則，在金屬棒中感應電流方向是從ab，其大小為I，同時金屬棒受到安培力作用，

8、根據左手定則判斷其方向是向上的，大小為FBIL，這時金屬棒受到的合力為mgma，v的大小不確定，所以加速度的大小、方向不確定金屬棒可能加速、可能減速、也可能勻速答案：D9鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號，以確定火車的位置有一種磁鐵能產生勻強磁場，被安裝在火車首節車廂下面，如圖所示(俯視圖)，當它經過安裝在兩鐵軌之間的線圈時，便會產生一種電信號被控制中心接收到當火車以恒定的速度通過線圈時，表示線圈兩端的電壓隨時間變化的關系是圖中的()解析：當火車頭中的磁場剛接觸線圈時，線圈中有一邊切割磁感線，產生的感應電動勢為EBLv；當磁場完全進入時，穿過線圈的磁通量不發生變化，無感應電動勢；當磁場要

9、離開線圈時，線圈中又有一邊在切割磁感線，產生的感應電動勢EBLv.根據右手定則判斷知，兩段產生的感應電動勢方向相反，也就是正負極相反故選項C正確答案：C10如下圖所示，有一邊長為L的正方形導線框，質量為m，由高H處自由落下，其下邊ab進入勻強磁場區后，線圈開始做減速運動，直到其上邊cd剛剛穿出磁場時，速度減為ab邊剛進入磁場時速度的一半，此勻強磁場的寬度也是L，則線框在穿越勻強磁場過程中產生的焦耳熱為()A2mgLB2mgLmgHC2mgLmgHD2mgLmgH解析：線圈進入或出勻強磁場區過程，ab邊切割磁感線，產生感應電流，安培力作用阻礙線圈的運動，克服安培力做的功轉化為電路的電能線圈下落H

10、過程，機械能守恒，有mgHmv2，對全過程由能量轉化和守恒得mg(H2L)m(v)2Q，解得Q2mgLmgH.選項C正確答案：C第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(每小題6分，共12分)11單位長度電阻為的裸導線制成一個直徑為d的圓形回路，將此回路置于方向如圖所示的磁場中，若磁場的磁感應強度隨時間t的變化關系為Bkt(k為常數)，則電流表的示數為_解析：根據法拉第電磁感應定律，ESk()2，電阻Rd，所以I.答案：12電磁流量計廣泛應用于測量導電流體(如污水)在管中的流量(在單位時間內通過管內橫截面的流體的體積)如圖所示為電磁流量計的示意圖，由非磁性材料做成的圓管道，外加一勻強磁場，當管中的

11、導電體液體流過此區域時，測出管壁上a、b兩點間的電動勢為E，就可以知道管中的液體的流量Q，即單位時間內流過管道橫截面的液體體積(m3/s)，已知管道直徑為D，則D與E的關系為_解析：根據法拉第電磁感應定律，EBDv，Qv×S×1v××()2，故Q.答案：Q三、計算題(共4小題，13題10分，14題12分，15題12分，16題14分，共48分解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)13如圖所示，線圈面積S1×105m2，匝數n100，兩端點連接一電容器，其電容C20F

12、，線圈中磁場的磁感應強度按0.1T/s增加，磁場方向垂直線圈平面向里，那么電容器所帶電荷量為多少？電容器的極板a帶什么種類的電荷？解析：因磁場在增強，由楞次定律可知a端電勢高，即a帶正電荷，由法拉第電磁感應定律得：Enn·S，故qCEn·SC2×109C答案：2×109C正14一個質量為m0.5kg、長為L0.5m、寬為d0.1m、電阻R0.1的矩形線框，從h15m的高度由靜止自由下落，如圖所示然后進入勻強磁場，剛進入時由于磁場力的作用，線框剛好做勻速運動(磁場方向與線框平面垂直，g取10m/s2)(1)求磁場的磁感應強度B；(2)如果線框的下邊通過磁場

13、區域的時間t0.15s，求磁場區域的高度h2.解析：(1)線框進入磁場時的速度為v110m/s，產生的感應電動勢為EBdv1，感應電流I，所受的安培力FBIdmg，整理得B2.24T.(2)線圈全部進入磁場用的時間t10.05s，所以由題意得：v1(tt1)g(tt1)2h2L.代入數據解得h21.55m.答案：(1)2.24T(2)1.55m15(2011·天津高考)如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ間距為l0.5m, 其電阻不計，兩導軌及其構成的平面均與水平面成30°角完全相同的兩金屬棒ab，cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒質

14、量均為m0.02kg，電阻均為R0.1，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度B0.2T，棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能夠保持靜止取g10m/s2，問(1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每產生Q0.1J的熱量，力F做的功W是多少？解析：(1)棒cd受到的安培力FcdIlB 棒cd在共點力作用下平衡，則Fcdmgsin30° 由式，代入數據解得I1 A 根據楞次定律可知，棒cd中的電流方向由d至c (2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等FabFcd對棒ab，由共點力平衡知Fmgsin

15、30°IlB 代入數據解得F0.2 N (3)設在時間t內棒cd產生Q0.1J熱量，由焦耳定律可知QI2Rt 設棒ab勻速運動的速度大小為v，其產生的感應電動勢EBlv 由閉合電路歐姆定律知I 由運動學公式知，在時間t內，棒ab沿導軌的位移xvt 力F做的功WFx 綜合上述各式，代入數據解得W0.4J 答案：(1)1 A電流方向由d至c(2)0.2 N(3)0.4J16如圖，一直導體棒質量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內間距也為l的光滑平行導軌上，并與之密接；棒左側兩導軌之間連接一可控制的負載電阻(圖中未畫出)；導軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于導軌所在平面開始時，給導體棒一個平行于導軌的初速度v0.在棒的運動速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負載電阻的阻值使棒中的電流強度I保