2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：单元测评1含答案.doc

2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：单元测评1含答案一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分)1闭合电路中感应电动势的大小取决于穿过这一电路的()A磁通量B磁通量的变化量C磁通量的变化率 D磁通量变化所需时间2如图C11所示的条形磁铁的上方，放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框在由N端匀速平移到S端的过程中，线框中的感应电流的情况是()图C11A线框中始终无感应电流B线框中始终有感应电流C线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流，以后又有了感应电流D以上说法都不对3(多选)为了研究磁通量变化时感应电流的方向，先通过图C12甲确定电流通过检流计时指针的偏转方向图乙为实验过程的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将条形磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和检流计构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈运动的方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是()A BCD 甲乙图C124如图C13所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直于纸面向里abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l.t0时刻，bc边与磁场区域边界重合现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿abcda的方向为感应电流的正方向，则在线圈穿过磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图像应是图C14中的()图C13 A BCD图C145如图C15所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的磁感应强度的大小为B的匀强磁场中绕圆心O点以角速度沿逆时针方向匀速转动，圆盘的圆心和边缘间接有一个阻值为R的电阻，则通过电阻R的电流的大小和方向分别为(金属圆盘的电阻不计)()图C15AI，由c到dBI，由d到cCI，由c到dDI，由d到c6如图C16所示，等腰三角形内有垂直于纸面向外的匀强磁场，三角形的顶点在x轴上且底边长为4L, 高为L，底边与x轴平行一个位于纸面内的边长为L的正方形导线框abcd以恒定速度沿x轴正方向穿过磁场区域，在t0时刻恰好位于图中所示的位置以顺时针方向为导线框中电流的正方向，图C17中能够正确表示电流i与位移x的关系的图像是()图C16图C177两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个匝数为n的线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图C18所示两板间有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，则线圈中的磁感应强度B的方向及变化情况和磁通量的变化率分别是()图C18A磁感应强度B竖直向上且在增强，B磁感应强度B竖直向下且在增强，C磁感应强度B竖直向上且在减弱，D磁感应强度B竖直向下且在减弱，8(多选)如图C19所示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈，从相同的高度由静止开始同时释放，三个线圈是用相同的金属材料制成的边长相等的正方形线圈，A线圈有一个缺口，B、C线圈闭合，但B线圈的导线比C线圈的粗，则()图C19A三个线圈同时落地 BA线圈最先落地CA线圈最后落地 DB、C线圈同时落地9在如图C110所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别与一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R串联闭合开关S后，调整R，使L1和L2的亮度相同，此时流过两个灯泡的电流为I，然后断开S.若t时刻再闭合S，则在t时刻前后的一小段时间内，图C111中能正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是()图C110A BCD图C11110(多选)如图C112所示，光滑的水平地面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的垂直于纸面的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大一个位于纸面内的半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环沿垂直于磁场方向的速度v从如图所示的位置开始运动，当圆环运动到其直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为，则下列说法正确的是()图C112A此时圆环中的电功率为B此时圆环的加速度为C此过程中通过圆环截面的电荷量为D此过程中回路产生的电能为0.75mv2第卷(非选择题共60分)二、实验题(本题共2小题，11题7分，12题8分，共15分)11图C113为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接图C113(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流计的指针将向_偏；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，电流计的指针将向_偏12在研究电磁感应的实验中，实验装置如图C114所示线圈C与灵敏电流表构成闭合电路电源、开关、带有铁芯的线圈A、滑动变阻器构成另一个独立电路表格中的第三行已经列出了实验操作以及与此操作对应的电流表的表针偏转方向，请以此为参考，把表格填写完整图C114实验操作电流表的表针偏向1.闭合开关S瞬间2.在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时表针向右摆动3.在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时4.在开关S闭合的情况下，将线圈A中的软铁棒抽出时三、计算题(本题共4小题，13题10分，14题10分，15题12分，16题13分，共45分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分)13如图C115甲所示，匝数200匝的圆形线圈，面积为50 cm2，放在匀强磁场中，线圈平面始终与磁场方向垂直，并设磁场方向垂直于纸面向里时磁感应强度为正线圈的电阻为0.5 ，外接电阻R1.5 .当穿过线圈的磁场按图乙所示的规律变化时：(1)00.1 s内a、b两点哪一点的电势高？(2)求0.10.5 s内通过R的电流大小；(3)求电阻R所消耗的电功率(建议学完“交变电流”以后再做)甲乙图C11514如图C116甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距L1 m，上端接有阻值为R3 的电阻，虚线OO下方有垂直于导轨平面的匀强磁场现将质量m0.1 kg、电阻r1 的垂直于导轨放置的金属杆ab从OO上方某处由静止释放，杆下落的过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的vt图像如图乙所示(g取10 m/s2)求：(1)磁感应强度B的大小；(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量图C11615两根光滑平行的长直金属导轨MN、MN在同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M间接有如图C117所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度为l、阻值为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中ab在外力的作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离s的过程中，整个回路中产生的热量为Q.求：(1)ab运动的速度v的大小；(2)电容器所带的电荷量q.图C11716如图C118所示，在倾角为的光滑斜面上有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界AA、CC与水平面平行，间距为d，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上用粗细均匀的导线绕制的矩形线框abcd位于斜面上，其质量为m，电阻为R，ab边长为2l，bc边长为l(ld)现令线框由静止开始沿斜面下滑，恰好匀速进入磁场区域，线框下滑过程中cd边始终与磁场边界平行重力加速度为g.求：(1)线框释放时ab边与磁场上边界AA的距离L；(2)ab边穿出边界CC瞬间，a、b两点间的电势差Uab；(3)从开始释放线框到ab边与CC重合的过程中，线框中产生的热量Q.图C118参考答案测评卷参考答案单元测评(一)1C解析 由En得，E与磁通量的变化率成正比，故选项C正确2B3CD解析 选项A中条形磁铁向下插入线圈中时，向下穿过线圈的磁通量逐渐增大，所以感应电流产生的磁场方向向上，根据安培定则可知，选项A错误，同理可知，选项B错误，选项C、D正确4B解析 由楞次定律知，线圈进入磁场时感应电流的方向为负，穿出时为正；EBLv中L为有效切割长度，故线圈进入磁场时电流由大变小，穿出时电流也由大变小，选项B正确5D解析 金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动，产生的感应电动势的大小为E，通过电阻R的电流I，由右手定则可知，电流的方向为由d到c，选项D正确6A解析 导线框从t0时刻开始向右运动L时，导线框的bc边切割磁感线，有效长度均匀增大，故电动势均匀增大，电流均匀增大，由右手定则可知，电流方向沿顺时针方向；当Lx2L时，ad边开始进入磁场，由图可知，bc边增加的切割长度与ad边增加的切割长度相互抵消，故有效切割长度不变，则感应电动势不变，电流不变，沿顺时针方向；当2Lx2.5L时，bc边切割长度减小，而ad边切割长度增大，故电流要减小；当x2.5 L时，两边切割长度相等，故电流为零；当2.5Lx3L时，ad边切割长度将大于bc边，由右手定则可得出电流方向反向，电流增大；至此即可判断选项A正确7C解析 由平衡条件知，下金属板带正电，故电流应从线圈下端流出，由楞次定律可以判定磁感应强度B竖直向上且在减弱或竖直向下且在增强，选项A、D错误；因mgq，UR，En，联立可求得，故选项B错误，选项C正确8BD解析 由于A线圈上有缺口，A线圈中不产生感应电流，不受安培力的阻碍作用，所以A线圈先落地，选项B正确. B、C线圈在进入磁场的过程中，受安培力与重力作用，设材料的密度为1，电阻率为2 ，导线的横截面面积为S，正方形线圈的边长为L，则由牛顿第二定律有mgma，m14LS，R2，所以41LSg41LSa，解得ag，由于B、C线圈开始下落的高度相同，故进入磁场时的速度相同，又因为线圈的材料相同，且进入同一磁场，所以加速度相同，B、C线圈同时落地，选项D正确9B解析 闭合开关S后，调整R，使两个灯泡L1、L2的亮度相同，电流为I，说明RLR.若t时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流增大，使电感线圈L产生自感电动势，阻碍流过L1的电流i1增大，故i1将缓慢增大到I，选项A错误，选项B正确；而流过灯泡L2的电流i2立即达到电流I且保持不变，故选项C、D错误10AC解析 感应电动势E2B2a2Bav，感应电流I，此时圆环中的电功率PI2RR，安培力F2B2aI4BaI，此过程中通过圆环截面的电荷量qtt，此过程中产生的电能E电mv2mmv2.综上可知，选项A、C正确11(1)如图所示(2)右左解析 在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，表明穿过副线圈的磁通量增加时，电流计的指针向右偏原线圈迅速插入副线圈的过程中，穿过副线圈的磁通量增加，所以指针向右偏；滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，原线圈中的电流减小，穿过副线圈的磁通量减少，所以指针向左偏12表针向左摆动表针向右摆动表针向右摆动解析 滑动变阻器的触头向右滑动时，线圈A中的电流减弱，磁场减弱，穿过线圈C的磁通量减少，根据第二列给出的“表针向右摆动”的信息可知，磁通量减少时，表针向右摆动，反之，磁通量增加时，表针向左摆动闭合开关S瞬间，通过线圈C的磁通量增加，表针向左摆动；在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时，通过线圈C的磁通量减少，表针向右摆动；在开关S闭合的情况下，将线圈A中的软铁棒抽出时，通过线圈C的磁通量减少，表针向右摆动13(1)b点电势高(2)1 A(3)3 W解析 (1)b点电势高(2)根据图像，由法拉第电磁感应定律，有E2nnS2 V，故I21 A.(3)根据图像，由法拉第电磁感应定律，有E1nnS4 V，I12 A；E3E14 V，I3I12 A.由电流的有效值的定义，有IRt1 IRt2IRt3I2R(t1t2t3)，解得I A，故PI2R3 W.14(1)2 T(2)0.075 J解析 (1)由图像知，杆自由下落0.1 s后进入磁场并以v1.0 m/s的速度做匀速运动，产生的电动势EBLv，杆中的电流I，杆所受安培力F安BIL，由平衡条件得mgF安，联立解得B2 T.(2)电阻R产生的热量QI2Rt0.075 J.15(1)(2)解析 (1)设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电流为I，ab运动距离s所用的时间为t，则有EBlv，I，t，QI24Rt，联立解得v.(2)设电容器两极板间的电势差为U，则有UIR，电容器所带电荷量qCU.16(1)(2) (3)Qmglsin 解析 (1)线框匀速进入磁场，有mgsin IB2l，而I，线框进入磁场前由机械能守恒定律，得mgLsin mv2，联立解得L.(2)线框完全进入磁场后，匀加速下滑的距离为(dl)时ab边穿出边界CC，设此时线框的速度为v2，此过程机械能守恒，有mg(dl)sin mv2mv，此时cd边切割磁感线，电动势EB2lv2，电流方向为abcda，Uab0，且Uab，联立解得Uab .(3)由能量守恒定律得Qmglsin .