章末檢測試卷一(第四章)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共計48分.1～7題為單選題，8～12題為多選題，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1．(2019·定州中學周練)在如圖1所示的幾種情況中，不能產(chǎn)生感應電流的是()圖1A．甲圖，豎直面內(nèi)的矩形閉合導線框繞與線框在同一平面內(nèi)的豎直軸在水平方向的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的過程中B．乙圖，水平面內(nèi)的圓形閉合導線圈靜止在磁感應強度正在增大的非勻強磁場中C．丙圖，金屬棒在勻強磁場中垂直于磁場方向勻速向右運動的過程中D．丁圖，導體棒在水平向右的恒力F作用下緊貼水平固定的U形金屬導軌運動的過程中答案C2.如圖2所示，勻強磁場方向垂直矩形線框平面，先后兩次將線框從磁場中同一位置勻速拉出有界磁場．第一次速度為v1＝v，第二次速度為v2＝4v.則在先后兩次過程中有()圖2A．流過線框任一橫截面的電荷量之比為1∶4B．線框中感應電動勢之比為1∶4C．線框所受安培力大小之比為1∶8D．沿運動方向作用在線框上的外力的功率之比為1∶8答案B解析線框在磁場中運動產(chǎn)生感應電動勢，E1＝Blv，E2＝4Blv，則E1∶E2＝1∶4，B正確；電荷量q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(ΔΦ,R)，則q1∶q2＝1∶1，A錯誤；安培力F＝BIl＝eq\f(B2l2v,R)，則F1∶F2＝1∶4，C錯誤；由于勻速運動，外力的功率等于安培力的功率，P外＝F·v＝eq\f(B2l2v2,R)，則P外1∶P外2＝1∶16，D錯誤．3.如圖3所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導線垂直并緊靠軌道固定，導體棒與軌道垂直且接觸良好．在向右勻速通過M、N兩區(qū)域的過程中，導體棒所受安培力分別用FM、FN表示，不計軌道電阻，以下敘述不正確的是()圖3A．在M區(qū)時通過R的電流為b→aB．在N區(qū)時通過R的電流為a→bC．FM向右且增大D．FN向左且減小答案C解析根據(jù)直導線電流產(chǎn)生的磁場分布情況知，M區(qū)的磁場方向垂直紙面向外，N區(qū)的磁場方向垂直紙面向里．當導體棒勻速通過M、N兩區(qū)時，由右手定則可知，選項A、B正確；根據(jù)左手定則可知，導體棒在M、N兩區(qū)域運動時，受到的安培力均向左，離直導線越近，磁感應強度B越大，F(xiàn)安＝BIl＝Bl·eq\f(Blv,R)＝eq\f(B2l2v,R)，F(xiàn)安也越大，選項C錯誤，D正確．4.如圖4所示，兩根平行金屬導軌置于水平面內(nèi)，導軌之間接有電阻R.金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下．現(xiàn)使磁感應強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是()圖4A．a(chǎn)b中的感應電流方向由b到aB．a(chǎn)b中的感應電流逐漸減小C．a(chǎn)b所受的安培力保持不變D．a(chǎn)b所受的靜摩擦力逐漸減小答案D解析磁感應強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，所以閉合回路面積不發(fā)生改變，根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應定律可知，ab中產(chǎn)生由a到b的恒定電流，A、B錯誤；由于電流恒定，磁感應強度逐漸減小，所以安培力逐漸減小，靜摩擦力與安培力是一對平衡力，所以靜摩擦力逐漸減小，C錯誤，D正確．5.(2019·遼河油田二中高二期末)如圖5，一個匝數(shù)為100匝的圓形線圈，面積為0.4m2，電阻為r＝1Ω.在線圈中存在面積為0.2m2的垂直線圈平面向外的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B＝0.3＋0.15t(T)．將線圈兩端a、b與一個阻值R＝2Ω的電阻相連接，b端接地．則下列說法正確的是()圖5A．通過電阻R的電流方向向下B．回路中的電流大小不變C．電阻R消耗的電功率為3WD．a(chǎn)端的電勢為－3V答案B解析磁通量隨時間均勻增加，根據(jù)楞次定律可知，感應電流通過R的方向向上，選項A錯誤；由eq\f(ΔB,Δt)＝0.15T/s可知，回路中產(chǎn)生的感應電動勢不變，則感應電流大小不變，選項B正確；E＝neq\f(ΔB,Δt)S＝100×0.15×0.2V＝3V，則回路的電流I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(3,2＋1)A＝1A，電阻R消耗的電功率為PR＝I2R＝2W，選項C錯誤；R兩端的電壓UR＝IR＝2V，即φb－φa＝2V，因φb＝0可得φa＝－2V，選項D錯誤．6．(2019·青島市調(diào)研)如圖6甲所示，A、B為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置．若A線圈中通有如圖乙所示的變化電流i，則下列說法正確的是()圖6A．t1到t2時間內(nèi)B線圈電流方向與A線圈內(nèi)電流方向相反B．t1到t3時間內(nèi)B線圈電流方向一直沒有發(fā)生變化C．t1時刻兩線圈間作用力最大D．t2時刻兩線圈間作用力最大答案B解析在t1到t2時間內(nèi)，若設逆時針(從左向右看)方向為正，則A線圈電流方向沿逆時針且逐漸減小，所以根據(jù)右手螺旋定則可判定穿過B線圈方向向左的磁通量減小，由楞次定律和右手螺旋定則可知，B線圈的電流沿逆時針方向，因此A、B中電流方向相同，故A錯誤；在t2到t3時間內(nèi)，A線圈電流方向沿順時針且逐漸增大，所以根據(jù)右手螺旋定則知，穿過B線圈方向向右的磁通量增大，由楞次定律和右手螺旋定則可知，B線圈的電流沿逆時針方向，所以在t1到t3時間內(nèi)B線圈電流方向為逆時針一直沒有發(fā)生變化，故B正確；由題意可知，在t1時刻，線圈A中的電流最大，而磁通量的變化率為零，所以線圈B中感應電流為零，因此兩線圈間作用力為零，故C錯誤；在t2時刻，線圈A中的電流為零，而磁通量的變化率是最大的，所以線圈B中感應電流也是最大，但A、B間的相互作用力為零，故D錯誤．7．(2019·長春十一中月考)如圖7所示，等腰直角三角形AOB內(nèi)部存在著垂直紙面向外的勻強磁場，OB在x軸上，長度為2L.紙面內(nèi)一邊長為L的正方形導線框的一邊在x軸上，沿x軸正方向以恒定的速度穿過磁場區(qū)域．規(guī)定順時針方向為導線框中感應電流的正方向，t＝0時刻導線框正好處于圖示位置．則下面四幅圖中能正確表示導線框中感應電流i隨位移x變化的是()圖7答案B解析根據(jù)法拉第電磁感應定律，當0～L時，通過線框的磁通量均勻增加，產(chǎn)生順時針的感應電流；當L～2L時，右邊切割磁感線的長度減小，左邊切割磁感線的長度增大，由法拉第電磁感應定律可判斷兩個邊切割磁感線產(chǎn)生的電流方向相反，所以合電流逐漸減小，在1.5L時電流減小到零，隨后左邊切割磁感線的長度大于右邊，電流反向，所以B選項正確．8.如圖8所示，磁感應強度為B的勻強磁場有理想邊界，用力將矩形線圈從有邊界的磁場中勻速拉出，在其他條件不變的情況下，下列說法正確的是()圖8A．速度越大，拉力做功越多B．線圈邊長L1越大，拉力做功越多C．線圈邊長L2越大，拉力做功越多D．線圈電阻越大，拉力做功越多答案ABC解析將矩形線圈從有邊界的磁場中勻速拉出的過程中，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E＝BL1v，感應電流I＝eq\f(E,R)，線圈所受的安培力F安＝BIL1，聯(lián)立得：F安＝eq\f(B2L\o\al(2,1)v,R).因線圈勻速運動，則拉力F＝F安＝eq\f(B2L\o\al(2,1)v,R)，拉力做功W＝FL2＝eq\f(B2L\o\al(2,1)v,R)·L2.則知，速度越大，邊長L1越大，邊長L2越大，拉力做功就越多，而線圈電阻越大，拉力做功越少．故A、B、C正確，D錯誤．9．有一個垂直于紙面的勻強磁場，它的邊界MN左側(cè)為無場區(qū)，右側(cè)是勻強磁場區(qū)域，如圖9甲所示，現(xiàn)讓一個金屬線框在紙平面內(nèi)以垂直于MN方向的恒定速度從MN左側(cè)進入勻強磁場區(qū)域，線框中的電流隨時間變化的i－t圖象如圖乙所示，則進入磁場區(qū)域的金屬線框可能是選項圖中的()圖9答案BC解析線框切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E＝Blv，設線框總電阻是R，則感應電流I＝eq\f(Blv,R)，由題圖乙所示圖象可知，感應電流先均勻變大，后恒定，最后均勻減小，由于B、v、R是定值，則線框的有效長度l應先均勻增加，后恒定，最后均勻減小．閉合圓環(huán)勻速進入磁場時，有效長度l先變大，后變小，不符合題意，A項錯誤；六邊形線框進入磁場時，有效長度l先均勻增大，后恒定，最后均勻減小，符合題意，B項正確；梯形線框勻速進入磁場時，有效長度先均勻增大，后不變，最后均勻減小，符合題意，C項正確；三角形線框勻速進入磁場時，有效長度l先增大，后減小，不符合題意，D項錯誤．10.電吉他中的拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖10所示，磁體附近的金屬弦被磁化，當撥動金屬弦時，拾音器中的線圈能將振動產(chǎn)生的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號并傳送到音箱發(fā)出聲音，下列說法正確的是()圖10A．選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作B．取走磁體，電吉他將不能正常工作C．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應電動勢D．金屬弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化答案BCD解析選用銅質(zhì)弦時，不會被磁化，不會產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象，電吉他不能正常工作，選項A錯誤；取走磁體時，金屬弦磁性消失，電吉他不能正常工作，選項B正確；根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應電動勢，選項C正確；根據(jù)楞次定律可知，金屬弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化，選項D正確．11.如圖11所示，在磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中有一水平放置的U形金屬導軌，導軌寬度為L，導軌左端連接一阻值為R的電阻，導軌電阻不計．在導軌上垂直放置一根長度為L、電阻為r的金屬棒MN，金屬棒與導軌接觸良好，用外力拉著金屬棒向右以速度v做勻速運動，則金屬棒運動過程中()圖11A．金屬棒中的電流方向為由N到MB．電阻R兩端的電壓為BLvC．金屬棒受到的安培力大小為eq\f(B2L2v,R＋r)D．電阻R產(chǎn)生的焦耳熱的功率為eq\f(B2L2v,R)答案AC解析由右手定則可知金屬棒MN中的電流方向為由N到M，故A正確；MN產(chǎn)生的感應電動勢為E＝BLv，則電阻R兩端的電壓為U＝eq\f(RBLv,R＋r)，故B錯誤；回路中感應電流大小為I＝eq\f(BLv,R＋r)，金屬棒MN受到的安培力大小為F＝BIL＝eq\f(B2L2v,R＋r)，故C正確；電阻R產(chǎn)生的焦耳熱的功率為P＝I2R＝(eq\f(BLv,R＋r))2R＝eq\f(B2L2v2R,R＋r2)，故D錯誤．12．(多選)如圖12甲所示，兩根間距為L的粗糙導軌水平放置，在導軌上垂直導軌放置一根導體棒MN，導體棒MN接入回路中的電阻為R，與導軌接觸良好，且處在豎直向上的勻強磁場B1中．導軌的左端與一個半徑為l的單匝導線圈連接，P、Q兩點間距離很小，導線圈內(nèi)存在著豎直向下的磁場B2，B2隨時間變化的圖象如圖乙所示．已知導體棒MN始終保持靜止狀態(tài)，導軌與導線圈電阻不計，則在B2均勻減弱的過程中，下列說法正確的是()圖12A．導體棒MN受到水平向左的摩擦力B．導體棒MN受到水平向右的摩擦力C．導體棒MN受到的摩擦力大小為eq\f(B1πB2R,t2)LD．導體棒MN受到的摩擦力大小為eq\f(B1πB2l2,Rt2)L答案BD解析根據(jù)楞次定律可知，導線圈內(nèi)的感應電流方向為順時針，根據(jù)左手定則，導體棒MN受到水平向左的安培力，根據(jù)平衡條件可知導體棒MN受到水平向右的摩擦力，故B正確，A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應定律有E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(SΔB,Δt)＝eq\f(B2πl(wèi)2,t2)，由歐姆定律可知I＝eq\f(E,R)，安培力大小為F＝B1IL，摩擦力大小為Ff＝F＝eq\f(πB1B2l2L,Rt2)，故D正確，C錯誤．二、非選擇題(本題共5小題，共計52分)13．(8分)(2020·南充市高級中學高二期中)一靈敏電流計，當電流從它的正接線柱流入時，指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)．現(xiàn)把它與一個線圈串聯(lián)，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，如圖13所示．請完成下列填空：圖13(1)圖甲中靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向為________．(填“偏向正極”或“偏向負極”)(2)圖乙中磁鐵下方的極性是________．(填“N極”或“S極”)(3)圖丙中磁鐵的運動方向是________．(填“向上”或“向下”)(4)圖丁中線圈從上向下看的電流方向是________．(填“順時針”或“逆時針”)答案(1)偏向正極(2分)(2)S極(2分)(3)向上(2分)(4)順時針(2分)解析(1)磁鐵向下運動，穿過線圈的磁通量增加，原磁場方向向下，根據(jù)楞次定律可知線圈中感應電流方向(從上向下看)為逆時針方向，即電流從正接線柱流入電流計，指針偏向正極．(2)由題圖乙可知，電流從負接線柱流入電流計，根據(jù)安培定則，感應電流的磁場方向向下，又知磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，磁鐵下方為S極．(3)磁場方向向下，電流從負接線柱流入電流計，根據(jù)安培定則，感應電流的磁場方向向下，根據(jù)楞次定律可知，磁通量減小，磁鐵向上運動．(4)磁鐵向下運動，穿過線圈的磁通量增加，原磁場方向向上，根據(jù)楞次定律可知感應電流方向(從上向下看)為順時針方向．14．(8分)(2019·黑龍江大慶實驗中學月考)如圖14甲所示，一個匝數(shù)n＝100的圓形導體線圈，面積S1＝0.4m2，電阻r＝1Ω.在線圈中存在面積S2＝0.3m2的垂直線圈平面向外的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示．有一個R＝2Ω的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，求：圖14(1)ab兩點間的電勢差Uab；(2)在0～4s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量；(3)在0～4s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量．答案(1)－3V(2)6C(3)18J解析(1)由法拉第電磁感應定律可得E＝neq\f(ΔBS2,Δt)，(1分)解得E＝4.5V(1分)電流I＝eq\f(E,r＋R)＝1.5A(1分)Uab＝－IR＝－3V(1分)(2)通過電阻R的電荷量q＝IΔt＝6C．(2分)(3)由焦耳定律可得Q＝I2Rt，得Q＝18J．(2分)15．(10分)如圖15所示，在勻強磁場中傾斜放置的兩根平行光滑的金屬導軌，它們所構(gòu)成的導軌平面與水平面成θ＝30°角，平行導軌間距L＝1.0m．勻強磁場方向垂直于導軌平面向下，磁感應強度B＝0.2T．兩根金屬桿ab和cd可以在導軌上無摩擦地滑動．兩金屬桿的質(zhì)量均為m＝0.2kg，電阻均為R＝0.2Ω.若用與導軌平行的拉力作用在金屬桿ab上，使ab桿沿導軌勻速上滑并使cd桿在導軌上保持靜止，整個過程中兩金屬桿均與導軌垂直且接觸良好．金屬導軌的電阻可忽略不計，取重力加速度g＝10m/s2.求：圖15(1)cd桿受到的安培力F安的大小；(2)通過金屬桿的感應電流大小I；(3)作用在金屬桿ab上拉力的功率．答案(1)1.0N(2)5.0A(3)20W解析(1)金屬桿cd靜止在金屬導軌上，所受安培力方向平行于導軌平面向上．則F安＝mgsin30°(2分)解得：F安＝1.0N(1分)(2)F安＝BIL(1分)解得：I＝5.0A(1分)(3)金屬桿ab所受安培力方向平行于導軌平面向下，金屬桿ab在拉力F、安培力F安和重力mg沿導軌方向分力作用下勻速上滑，則F＝BIL＋mgsin30°(2分)根據(jù)法拉第電磁感應定律，金屬桿ab上產(chǎn)生的感應電動勢為E＝BLv(1分)根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過金屬桿ab的電流I＝eq\f(E,2R)(1分)根據(jù)功率公式：P＝Fv＝20W(1分)16.(12分)某同學設計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖16所示．一個半徑為R＝0.1m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸的左端有一個半徑為r＝eq\f(R,3)的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動．圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質(zhì)量為m＝0.5kg的鋁塊．在金屬導軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場，磁感應強度B＝0.5T．a(chǎn)點與金屬導軌相連，b點通過電刷與O端相連．測量a、b兩點間的電勢差U可求得鋁塊速度．鋁塊由靜止釋放，下落h＝0.3m時，測得U＝0.15V．(細線與圓盤間沒有滑動，金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計，重力加速度g＝10m/s2)圖16(1)測U時，與a點相接的是電壓表的正極還是負極？(2)求此時鋁塊的速度大小；(3)求此下落過程中鋁塊損失的機械能．答案(1)正極(2)2m/s(3)0.5J解析(1)由右手定則判斷，金屬棒中電流方向為由O到A，則A端為等效電源正極，則與a點相接的是電壓表的正極．(2分)(2)由法拉第電磁感應定律得U＝E＝BReq\x\to(v)(2分)eq\x\to(v)＝eq\f(1,2)Rω(1分)得U＝eq\f(1,2)BωR2(1分)圓盤和金屬棒一起轉(zhuǎn)動，則兩者角速度相同，鋁塊的速度與圓盤邊緣的線速度大小相等，(1分)v＝rω＝eq\f(1,3)ωR(1分)所以v＝eq\f(2U,3BR)＝2m/s.(1分)(3)ΔE＝mgh－eq\f(1,2)mv2(2分)解得ΔE＝0.5J．(1分)17．(