2020年云南省高二物理下学期单元测试：电磁感应人教版 11页

‎2020学年度下学期 ‎ 高二物理单元测试（1）‎ ‎[原人教版] 命题范围 电磁感应 第Ⅰ卷（选择题 共40分）‎ 一、选择题（每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确答案，有的小题有多个正确选项，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得零分）‎ N S B A ‎1．如图所示，A、B都是很轻的铝环，分别调在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是 （ ）‎ ‎ A．图中磁铁N极接近A环时，A环被吸引，而后被推开 ‎ B．图中磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁 运动 ‎ C．用磁铁N极接近B环时，B环被推斥，远离磁铁 运动 ‎ D．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥 ‎2．如图所示为日光灯演示电路，灯管为40 W，L为镇流器，S为起辉器，D为“220 V、100 W”白炽灯泡，K1为普通拉线开关，K2为单刀双掷开关，K3为按钮 ‎ 开关（如门铃用的），用该实验电路研究起辉器S、镇流器L在 ‎ 电路中的作用，下列操作中，观察到的现象正确的是 （ ）‎ ‎ A．令K2接a，K3不通，接通K1，则S起辉后，灯管正常发光 ‎ B．灯管正常发光时，将K2由a迅速转接到b，灯管将不再正 常发光 ‎ C．断开K1，K3不通，令K2接b，待灯管冷却后再接通K1，‎ 可看到S断续闪光，灯管却不能起辉 ‎ D．断开K1，取下S，令K2接a，再接通K1，此时按下K3，‎ 使接通几秒后迅速断开，灯管可正常发光 ‎3．带铁心的电感线圈，电阻与电阻器R的阻值相同，将它们组成如图22—6所示电路，则下列说法中正确的是 （ ）‎ ‎ A．闭合S的瞬时，电流表A1的示数小于A2，偏转方向与A2相同 ‎ B．闭合S的瞬时，电流表A1的示数等于A2，偏转方向与A2相反 ‎ C．断开S的瞬时，电流表A1的示数大于A2，偏转方向与A2相反 ‎ D．断开S的瞬时，电流表A1的示数等于A2，偏转方向与A2相同 ‎4．如图所示，重现了当初法拉第的一个实验．下列说法中正确的是 （ ）‎ ‎ A．右边磁铁S极断开时，有感应电流从a至b通过检流计 ‎ B．右边磁铁S极断开时，有感应电流从b至a通过检流计 ‎ C．左边磁铁N极断开时，有感应电流从a至b通过检流计 ‎ D．左边磁铁N极断开时，有感应电流从b至a通过检流计 ‎5．如图所示，一电子以初速v沿与金属板平行的方向飞入两板间，‎ 在下列几种情况下，电子将向M板偏转的有 （ ）‎ ‎ A．开关S接通稳定后 ‎ B．断开开关S的瞬间 ‎ C．接通S后，变阻器的滑动触头向右迅速滑动时 ‎ D．接通S后，变阻器的滑动触头向左迅速滑动时 a b c d t/s B/T O ‎2‎ ‎-2‎ ‎2‎ ‎4‎ 图（1）‎ ‎6．矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图（1）所示。t=0时刻，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。在0∽4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象（ab边所受安培力的方向规定以向左为正方向），可能如图（2）中的 （ ）‎ 图（2）‎ t/s F O ‎2‎ ‎4‎ A t/s F O ‎2‎ ‎4‎ B t/s F O ‎2‎ ‎4‎ C t/s F O ‎2‎ ‎4‎ D ‎7．一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示．如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则 （ ）‎ ‎ A．E=πfl2B,且a点电势低于b点电势 ‎ B．E=2πfl2B，且a点电势低于b点电势 ‎ C．E=πfl2B，且a点电势高于b点电势 ‎ D．E=2πfl2B，且a点电势高于b点电势 ‎8．[新编]用一条形金属板折成一狭长的矩形框架，框架右边是缺口，如图所示．框架在垂直纸面向里的匀强磁场中以速度v1向右匀速运动，此时从框架右方的缺口处射入一速度为v2、方向向左的带电油滴．若油滴恰好在框架内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是 ‎ （ ）‎ ‎ A．油滴带正电 ‎ B．油滴带负电 ‎ C．油滴做匀速圆周运动，半径为v12/g ‎ D．油滴做匀速圆周运动，半径为v1v2/g ‎2,4,6‎ ‎9．如图所示，abcd是由导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与导轨ab、cd接触良好，回路面积为S。整个装置放在垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度随时间变化情况如图所示，PQ始终静止。则下面说法正确的是 （ ）‎ ‎ A．导体棒PQ所受安培力的大小为mgsinθ ‎ B．导体棒PQ所受安培力的方向水平向右 a b c d P Q B θ B O t ‎ C．回路中感应电动势的大小为ΔBS/Δt ‎ D．导体棒中感应电流的方向由Q到P ‎10．如图，在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连。质量为m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动。整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B。导体棒的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态。现若从静止开始释放物块，用h表示物块下落的高度（物块不会触地），g表示重力加速度，其他电阻不计，则 （ ）‎ R a b c d m ‎ A．电阻R中的感应电流方向由a到c ‎ B．物体下落的最大加速度为0．5g ‎ C．若h足够大，物体下落的最大速度为 ‎ D．通过电阻R的电量为 ‎2,4,6‎ 第Ⅱ卷（非选择题，共60分）‎ 二、填空题（每小题6分，共24分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）‎ ‎11．（1）如图（1）所示为“研究电磁感应现象”的实验装置，请将图中所缺的导线补接完整。‎ ‎ （2）已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联接成如图（2）所示电路，当条形磁铁按如图（2）所示情况运动时，以下判断正确的是__________‎ ‎ A．甲图中电流表偏转方向向右 ‎ B．乙图中磁铁下方的极性是N极 ‎ C．丙图中磁铁的运动方向向下 ‎ D．丁图中线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向 ‎+‎ N S v ‎-‎ 甲 乙 ‎+‎ ‎-‎ v ‎+‎ ‎-‎ 丙 N S ‎+‎ ‎-‎ 丁 S N v ‎（2）‎ ‎（1）‎ ‎12．A、B两闭合线圈用同样导线绕成 且均为10匝，半径为 ‎ rA=2rB，内有如图所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场 ‎ 均匀减小， 则A、B环中感应电动势之比EA：EB=_____，‎ ‎ 产生的感应电流之比IA：IB= _________ 。‎ ‎13．如图所示，放在桌面上的闭合铁心左右两边都绕上线圈， ‎ ‎ 每个线圈两端均与水平导轨相连（导轨电阻不计）。导轨上 ‎ 分别放置光滑金属棒a和b，形成两个闭合回路。竖直向 ‎ 下的匀强磁场垂直穿过两个回路。当金属棒a沿导轨匀速 ‎ 向左运动时，金属棒b的运动情况是_____________；当 ‎ 金属棒a沿导轨向左匀加速前进时，金属棒b的运动情况是_______________。‎ ‎14．[02-03高二同步（6）12题改编]如图所示，两导轨竖直放置，匀强磁场的方向和导轨所在平面垂直。相同材料制成的金属棒a和b分别沿两导轨竖直向下无摩擦滑动，电阻R1=R2，导轨和金属棒电阻不计。若a棒的横截面积是b棒的2倍，当a棒和B棒分别以最大速度匀速向下滑动时，a、b的动量之比为______，电阻R1和R2（R1、R2阻值相同）上的电功率之比为___________。‎ 三、计算题（共36分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。）‎ ‎15．（10分）如图所示，两条平行的足够长的光滑金属导轨与水平面成=37o角，导轨间距离L=0．6 m，其上端接一电容和一固定电阻，电容C＝10mF，固定电阻 R＝4．5 W。导体棒ab与导轨垂直且水平，其质量m＝3×10－2kg，电阻r＝0．5W。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，已知磁感应强度B＝0．5T，取g＝10 m/s2，sin 37o＝ 0．6，cos 37o＝0．8。现将ab棒由静止释放，当它下滑的速度达到稳定时，求：‎ ‎ （1）此时通过ab棒的电流；‎ ‎ （2）ab棒的速度大小；‎ ‎ （3）电容C与a端相连的极板所带的电荷量。‎ ‎16．（12分）两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图所示．两根导体棒的质量均为m，电阻均为R，回路中其余部分的电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 B．两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时cd棒静止，棒ab有指向cd的速度v0．若两导体棒在运动中始终不接触，求：‎ ‎ （1）在运动中产生的最大焦耳热；‎ ‎ （2）当棒ab的速度变为v0时，棒cd的加速度．‎ ‎17．（14分）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（如左下图），金属杆与导轨的电阻忽略不计，均匀磁场竖直向下．用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v和F的关系如右下图．（取重力加速度g=10 m/s2）‎ ‎ （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？‎ ‎ （2）若m=0．5 kg,L=0．5 m,R=0．5 Ω，磁感应强度B为多大？‎ ‎ （3）由v-F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？‎ 参考答案 ‎1．D 根据楞次定律的来拒去留判断。‎ ‎2．ACD 解析：起辉器S在电路中起“自动”开关作用，灯管起辉后它就不起作用了，故用按钮式开关K3来替代S，用“手控”的办法同样可以使灯管发光，A、D正确。灯管正常发光后，镇流器L起到降压限流作用，完全可以用一个电阻来代替，故灯正常发光时，将K2由a迅速转接到b时，灯管仍能正常发光，此时灯泡中钨丝的电阻代替了镇流器起到了降压限流的作用，故B错。镇流器L在起辉器中的双金属片断开瞬间可提供瞬时高压，该瞬时高压与电源电压加在一起可以达到灯管起辉时所需的高电压，使灯管发光，而灯泡不能代替镇流器产生灯管起辉所需的高电压，故用D代替L，只会看到S断续闪光，而灯管却不能起辉，C对。 ‎3．A 因电感线圈的自感现象，闭合S的瞬时，电流表A1的示数小于A2，偏转方向与A2相同；断开S的瞬时，电流表A1的示数等于A2，偏转方向与A2相反。‎ ‎4．AC 解析：右边磁铁S极断开和左边磁铁N极断开，引起感应电流的原因是相同的，都是向右的磁通量减少，由楞次定律知，感应电流都是从a至b通过检流计。‎ ‎5．D 解析：电子将向M板偏转，上部线圈中应产生上正下负的感应电动势，再对由楞次定律判断．‎ ‎6．D 解析：在t=0∽2s内，由B－t图象可知，线框abcd中有顺时针方向的感应电流，其ab边所受的安培力在0－1s内向左，在1s－2s内向右，因感应电流大小不变，安培力大小与磁感应强度B大小成正比，故图象可能如选项D所示。‎ ‎7．A 电风扇是叶片围绕着O点转动，产生的感应电动势为E=Blv=Blvb=Bl（ωl）=B（2πf）·l2=πfl2B，由右手定则判断出b点电势比a点电势高．所以选项A正确．‎ ‎8．BD 框架右移，切割磁感线，根据右手定则，上边电势较高；带电液滴在匀强磁场中做匀速圆周运动，其mg=F电，故粒子带负电；F电=Eq,E=U/L,U=BLv1，再根据Bqv2=mv22/R，可解得R=v1v2/g．‎ ‎9．CD 解析： 磁场均匀减小，产生恒定的电流，根据楞次定律可知：导体棒中感应电流的方向由Q到P，由法拉第电磁感应定律得：回路中感应电动势的大小为ΔBS/Δt；由左手定则得：导体棒受到的安培力的方向沿斜面向上；大小与磁感应强度的变化有关，即不是恒定的力。‎ ‎10．BCD 导体棒切割磁感线产生电动势，由右手定则可知，电阻R上的感应电流方向由c到a，A错；物块释放的瞬间，导体棒中感应电流为零，不受安培阻力，物块和导体棒的加速度最大，mg=2ma，a=0．5g ，B正确；当物块和导体棒的加速度为零时，导体棒受到的安培力等于物块的重力，即安培力 ＝mg，则最大速度为vm＝，C对；通过电阻R的电量q＝it，电动势平均值为E＝，故q＝，D对。‎ ‎11．11．（1）如图所示。（4分）‎ ‎ （2）A B D（4分）‎ ‎12．1：1，1：2；‎ ‎13．静止，向左加速；‎ ‎14．4：1，4：1；‎ ‎15．（10分）解：（1）ab棒受沿斜面向上的安培力F＝BIL，稳定时以速度v匀速下滑。‎ 此时ab棒受力平衡有 BIL＝mg sin 37o （2分）‎ 解得 I=0．60A （2分）‎ ‎（2）闭合电路有 E＝I（R＋r）=0．60A×（4．5+0．5=3．0V（2分）‎ 再由ab棒下滑产生感应电动势E＝BLv（1分）‎ 解得 v＝10m/s（1分）‎ ‎（3）由感应电流方向判定电容C与a端相连的极板带正电荷 电荷量 Q＝CUR＝CIR＝2．7 ×10－5C（2分）‎ ‎16．（12分）解： （1）从初始到两棒速度相等的过程中，两棒总动量守恒，‎ 即mv0=2mv． （2分）‎ 根据能的转化和守恒定律得： Q=mv02-·2mv2=mv02．（2分）‎ ‎（2） mv0=mv0+mv′（2分） E=（v0-v′）Bl （2分）‎ I=E/2R （2分） 对cd棒，其所受安培力F=IBL 解得：a=B2l2v0/4mR （2分）‎ ‎17．（14分）解：（1）金属杆运动后，回路中产生感应电流，金属杆将受F和安培力的作用，且安培力随着速度增大而增加．杆受合外力减小，故加速度减小，速度增大，即做加速度减小的加速运动． （2分）‎ ‎（2）感应电动势E=vBL，（1分）感应电流I=， （1分）‎ 安培力F=IBL= （2分）‎ 由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零．‎ F=v+f （2分）‎ 所以v=（F-f） （2分）‎ 从图线可以得到直线的斜率k=2 （2分）‎ 所以B==1 T． （2分）‎ ‎（3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f=2 N,若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数μ=0．4． （3分） ‎