高中物理选修3-2活页规范训练 4章末（Word版含解析）人教版

111章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分在每小题给出的四个选项中，至少有一个是正确的，全选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1.如图1所示，有缺口的金属圆环与板间距为d的平行板电容器的两极板焊接在一起，金属圆环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场，现使金属圆环以恒定不变的速度v向右运动由磁场外进入磁场，在金属圆环进入磁场的过程中，电容器带电荷量Q随时间t变化的定性图象应为()图1解析金属圆环进入磁场过程中切割磁感线的金属的有效长度先变大后变小，最后不变(完全进入磁场中)，则电容器两板间电势差也是先变大后变小，最后不变，由QCU可知图线C正确答案C2如图2所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面a开始下落已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则()图2AFdFcFb BFcFdFbCFcFbFd DFcFbFd解析本题考查导体切割磁感线时感应电动势及安培力的计算线圈自由下落，到b点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，线圈继续加速，到d点出磁场时受到安培力作用，由F知，安培力和线圈的速度成正比，D项对答案D3.图3中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕O轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，电阻两端分别接盘心O和盘边缘，则通过电阻R的电流强度的大小和方向是()图3A由c到d，IB由d到c，IC由c到d，ID由d到c，I解析由右手定则可判断出R中电流由c到d，电动势BrBr2，电路中电流I.答案C4假如宇航员登月后，想探测一下月球的表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是()A直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场解析电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有感应电流产生选项A中，即使有一个恒定的磁场，也不会有示数，所以A错误；同理，如果将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，也不能判断出没有磁场，因为穿过线圈的磁通量可能是恒定的，所以选项B错误；但是有示数则说明一定是有磁场的，所以选项C正确；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，电流表也没有示数，只说明通过闭合回路的磁通量不变，该磁通量可能为0，或为另一恒定值，所以D选项错误答案C5.一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中，如图4所示，线圈平面与磁场方向成60角，磁感应强度随时间均匀变化，下列方法可使感应电流增加一倍的是()图4A把线圈匝数增加一倍B把线圈面积增加一倍C把线圈半径增加一倍D改变线圈与磁场方向的夹角解析设导线的电阻率为，横截面积为S0，线圈的半径为r，则Isin 可见，将r增加一倍，I增加一倍，将线圈与磁场方向的夹角改变时，sin 不能变为原来的2倍(因sin 最大值为1)，若将线圈的面积增加一倍，半径r增加(1)倍，电流不是增加一倍，I与线圈匝数无关综上所述，只有C项正确答案C6.如图5所示，矩形线圈abcd的边长分别是abL，adD，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场平行，线圈以ab边为轴做角速度为的匀速转动，下列说法正确的是(从图示位置开始计时)()图5At0时线圈的感应电动势为零B转过90时线圈的感应电动势为零C转过90的过程中线圈中的平均感应电动势为BLDD转过90的过程中线圈中的平均感应电动势为解析A、B两选项中都是瞬时感应电动势，用EBlv求解比较方便t0时，只有cd边切割磁感线，感应电动势E1BlvBLDBS0，A错；转过90时，线圈的四条边均不切割磁感线，E20，B正确；C、D两选项求的都是平均感应电动势，用E较方便转过90的过程中，穿过线圈的磁通量由0变为BLD.转过90所用时间t，故平均电动势为：E，故C错、D正确答案BD7.如图6所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒ab与电路接触良好当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L未被烧毁，电容器C未被击穿，则该过程中()图6A感应电动势将变大B灯泡L的亮度变大C电容器C的上极板带负电D电容器两极板间的电场强度将减小解析当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，由右手定则，导体棒a端的电势高，电容器C的上极板带正电；由公式EBlv，感应电动势将变大，导体棒两端的电压变大，灯泡L的亮度变大，由E，电容器两极板间的电场强度将变大故A、B正确C、D错答案AB8.图7(2012福建理综)如图7所示，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则下图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是() 解析条形磁铁的磁感线分布示意图如图所示铜环由静止开始下落过程中磁通量的变化率是非均匀变化的，故环中产生的感应电动势、环中的感应电流也是非均匀变化的，A错误在关于O点对称的位置上磁场分布对称，但环的速率是增大的，则环在O点下方的电流最大值大于在O点上方电流的最大值，故C错误由于磁通量在O点上方是向上增大而在O点下方是向上减小的，故环中电流方向在经过O点是要改变的，D错误可知B选项正确答案B9.如图8所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下做加速上升运动的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于()图8A棒的机械能增加量 B棒的动能增加量C棒的重力势能增加量 D电阻R上放出的热量答案A10.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105 T一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，如图9所示该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是()图9A河北岸的电势较高B河南岸的电势较高C电压表记录的电压为9 mVD电压表记录的电压为5 mV解析由EBLv(4.51051002) V9103 V9 mV，可知电压表记录的电压为9 mV，选项C正确、D错误；从上往下看，画出水流切割磁感线示意图如图9所示，据右手定则可知北岸电势高，选项A正确、B错误答案AC二、非选择题(本题共3小题，共30分计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)11(10分)如图10所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率k，k为负的常量用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中，求：图10(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率解析(1)导线框的感应电动势为El2B导线框中的电流为I式中R是导线框的电阻，根据电阻率公式有R联立式，将k代入得I.(2)导线框所受磁场的作用力的大小为FBIl它随时间的变化率为Il由式得答案(1)(2)12(10分)(2012成都高二检测)如图11所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为B0.5 T，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab的长度与导轨宽度均为L0.2 m，电阻R1.0 .导轨电阻不计，当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，均标有“6 V3 W”字样的两小灯泡恰好正常发光，求：图11(1)通过ab的电流的大小和方向；(2)ab运动速度的大小；(3)电路的总功率解析(1)每个小灯泡中的电流为I10.5 A则ab中的电流为I2I11 A由右手定则知通过ab棒的电流方向为由b到a(2)ab产生的感应电动势：EU1IR6 V11.0 V7 V由EBLv，知ab的运动速度v70 m/s(3)电路的总功率PIE7 W答案(1)1 A由b到a(2)70 m/s(3)7 W13(10分)如图12甲所示，在水平面上固定有长为L2 m、宽为d1 m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示在t0时刻，质量为m0.1 kg的导体棒以v01 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为0.1 /m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g10 m/s2)图12(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况；(2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4 s内回路产生的焦耳热解析(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有mgma，vtv0at，xv0tat2，代入数据解得：t1 s时，vt0，x0.5 m，所以导体棒没有进入磁场区域导体棒在1 s末已停止运动，以后一直保持静止，静止时离左端位置为x0.5 m.(2)由图乙可知：前2 s磁通量不变，回路电动势和电流分别为E0，I0，后2 s回路产生的电动势为Eld0.1 V此时回路的总长度为5 m，因此回路的总电阻为R50.5 ，电流为I0.2 A.根据楞次定律，回路中的电流方向是顺时针方向(3)前2 s电流为零，后2 s有恒定电流，焦耳热为QI2Rt0.04 J.答案(1)前1 s：匀减速直线运动，后3 s：静止在离左端0.5 m的位置(2)前2 s：I0，后2 s：I0.2 A电流方向是顺时针方向(3)0.04 J 111