第二章測評(píng)(時(shí)間:75分鐘,滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.如圖所示,兩個(gè)單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r。圓形勻強(qiáng)磁場B的邊緣恰好與a線圈重合,則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為()A.1∶1 B.1∶2C.1∶4 D.4∶12.在如圖所示的電路中,三個(gè)燈泡L1、L2、L3的電阻關(guān)系為R1<R2<R3,電感L的直流電阻可忽略,D為理想二極管。開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí),下列判斷正確的是()A.L1逐漸變暗,L2、L3均先變亮,然后逐漸變暗B.L1逐漸變暗,L2立即熄滅,L3先變亮,然后逐漸變暗C.L2立即熄滅,L1、L3均逐漸變暗D.L1、L2、L3均先變亮,然后逐漸變暗3.如圖,螺線管導(dǎo)線的兩端與兩平行金屬板相連接,一個(gè)帶正電的小球用絕緣絲線懸掛于兩金屬板間并處于靜止?fàn)顟B(tài)。線圈置于方向豎直向上的均勻增大的磁場中,現(xiàn)將S閉合,當(dāng)磁場發(fā)生變化時(shí)小球?qū)⑵D(zhuǎn)。若磁場發(fā)生了兩次變化,且第一次比第二次變化快,第一次小球的最大偏角為θ1;第二次小球的最大偏角為θ2,則關(guān)于小球的偏轉(zhuǎn)位置和兩次偏轉(zhuǎn)角大小的說法正確的是()A.偏向B板,θ1>θ2 B.偏向B板,θ1<θ2C.偏向A板,θ1>θ2 D.偏向A板,θ1<θ24.(2021山東臨沂期中)如圖所示,勻強(qiáng)磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的閉合導(dǎo)線框,半圓直徑與磁場邊緣重合;磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周,線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率ΔBΔt的大小應(yīng)為A.4ωB0C.ωB0π5.矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中,磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直。規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向,則圖中正確的是()6.如圖所示,兩根平行的水平光滑長直金屬導(dǎo)軌,其電阻不計(jì),導(dǎo)體棒ab、cd跨在導(dǎo)軌上,ab的電阻R大于cd的電阻r,當(dāng)cd在大小為F1的水平外力作用下勻速向右滑動(dòng)時(shí),ab在大小為F2的水平外力作用下保持靜止。已知a、b兩點(diǎn)間的電壓為Uab,c、d兩點(diǎn)間的電壓為Ucd,以下說法正確的是()A.Uab>Ucd,F1>F2 B.Uab=Ucd,F1<F2C.Uab>Ucd,F1=F2 D.Uab=Ucd,F1=F27.很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放,形成一很長的豎直圓筒。一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置,其下端與圓筒上端開口平齊。讓條形磁鐵從靜止開始下落。條形磁鐵在圓筒中的運(yùn)動(dòng)速率()A.均勻增大 B.先增大,后減小C.逐漸增大,最后不變 D.先增大,再減小,最后不變二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。8.一個(gè)圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,如圖a甲所示。設(shè)垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?垂直于紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨?fù)。線圈中順時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正,逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為負(fù)。已知圓形線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間變化的圖像如圖a乙所示,則線圈所在處的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像可能是圖b中的()圖a圖b9.置于勻強(qiáng)磁場中的金屬圓盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線,與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平導(dǎo)軌上,如圖所示。導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中。下列說法正確的是()A.圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)B.圓盤順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)C.圓盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)D.圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向左運(yùn)動(dòng)10.如圖所示,光滑水平面上存在有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里。質(zhì)量為m、邊長為a的正方形線框ABCD斜向穿進(jìn)磁場,當(dāng)AC剛進(jìn)入磁場時(shí)線框的速度大小為v,方向與磁場邊界所成夾角為45°。若線框的總電阻為R,則()A.線框穿進(jìn)磁場過程中,框中電流的方向?yàn)镈→C→B→A→DB.AC剛進(jìn)入磁場時(shí)線框中感應(yīng)電流為2C.AC剛進(jìn)入磁場時(shí)線框所受安培力大小為2D.此時(shí)CD兩端電壓為34三、非選擇題:本題共5個(gè)小題,共54分。11.(6分)在研究電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中(1)一位學(xué)生將電流表、電池、電阻和開關(guān)連接成如圖甲所示電路,接通開關(guān),看到電流表指針偏向正接線柱一側(cè)。這樣做的目的是。

(2)這位學(xué)生又把電流表及原、副線圈A和B、電池、開關(guān)連接成如圖乙所示電路。①當(dāng)接通開關(guān)時(shí),或接通開關(guān)后將線圈A插入線圈B的過程中,看到電流表的指針都偏向正接線柱一側(cè)。比較電流的方向,可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。

②當(dāng)斷開開關(guān)時(shí),或?qū)⒕€圈A從線圈B中拔出的過程中,發(fā)現(xiàn)電流表的指針都偏向負(fù)接線柱一側(cè)。比較電流的方向,可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。

12.(10分)如圖所示是研究自感現(xiàn)象的電路圖,兩個(gè)靈敏電流計(jì)G1和G2的零點(diǎn)都在刻度中央,當(dāng)電流從左向右流入時(shí),指針向右偏,反之向左偏,在開關(guān)S接通的瞬間,G1指針向擺,G2指針向擺;S斷開的瞬間,G1指針向擺,G2指針向擺(以上均選填“左”或“右”),兩個(gè)靈敏電流計(jì)指針的擺動(dòng)幅度(選填“相等”或“不相等”)。

13.(10分)如圖所示,水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻,質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上。t=0時(shí),金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)。t0時(shí)刻,金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì),兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。重力加速度大小為g。求:(1)金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的大小。(2)電阻的阻值。14.(12分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)發(fā)電測速裝置,工作原理如圖所示。一個(gè)半徑R=0.1m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上,一根長為R的金屬棒OA,A端與導(dǎo)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(gè)半徑r=R3的圓盤,圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤上繞有不可伸長的細(xì)線,下端掛著一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的鋁塊。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。a點(diǎn)與導(dǎo)軌相連,b點(diǎn)通過電刷與O端相連。測量a、b兩點(diǎn)間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放,下落h=0.3m時(shí),測得U=0.15V。(細(xì)線與圓盤間沒有滑動(dòng),金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計(jì),重力加速度g取10m/s2(1)測U時(shí),與a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”?(2)求此時(shí)鋁塊的速度大小;(3)求此下落過程中鋁塊機(jī)械能的損失。15.(16分)如圖甲所示,一個(gè)圓形線圈匝數(shù)n=1000、面積S=2×102m2、電阻r=1Ω。在線圈外接一阻值為R=4Ω的電阻。把線圈放入一個(gè)勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直線圈平面向里,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。求:(1)0~4s內(nèi),回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢;(2)t=5s時(shí),a、b兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢高;(3)t=5s時(shí),電阻R兩端的電壓U。答案：1.A兩個(gè)線圈的半徑雖然不同,但是線圈內(nèi)的勻強(qiáng)磁場的半徑一樣,則穿過兩線圈的磁通量相同,故選項(xiàng)A正確。2.B開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí),L中產(chǎn)生方向向右的自感電動(dòng)勢,L1逐漸變暗,L2立即熄滅(理想二極管單向?qū)щ?,L3先變亮后逐漸變暗(L3中原電流小于L1中電流),選項(xiàng)B正確。3.C線圈置于方向豎直向上的均勻增大的磁場中,據(jù)楞次定律可知線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢下高上低,則B板電勢高,A板電勢低,小球向A板偏轉(zhuǎn),當(dāng)磁場變化快時(shí)電動(dòng)勢大,偏角大,故C正確。4.C設(shè)半圓的半徑為r,導(dǎo)線框的電阻為R,當(dāng)導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在很短的時(shí)間Δt內(nèi),轉(zhuǎn)過的圓心角Δθ=ωΔt,由法拉第電磁感應(yīng)定律及閉合電路歐姆定律可得感應(yīng)電流I1=B0ΔSRΔt=B0·12r2ΔθRΔt=B0r5.D0~1s,感應(yīng)電流的方向由楞次定律可知為逆時(shí)針,即沿負(fù)方向,根據(jù)電磁感應(yīng)定律E=SΔBΔt,由于Bt圖像斜率大小一定,又因S不變,所以E大小為定值,則電流大小一定。同理1~3s,感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,沿正方向,電流大小為定值,與0~1s相等;3~4s感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,沿負(fù)方向,電流大小為定值,與0~16.Dcd導(dǎo)體棒在F1的作用下,做切割磁感線運(yùn)動(dòng),成為電源。Uab為電路外電阻上的電壓,等效電路如圖所示。由于導(dǎo)軌的電阻不計(jì),Uab=Ucd。另外,由于cd棒與ab棒中電流大小相等,導(dǎo)體棒有效長度相同,所處磁場相同,故兩棒受到的安培力大小相等、方向相反。ab、cd兩棒均為平衡態(tài),故導(dǎo)體棒分別受到的外力F1、F2與所受到的安培力平衡,故F1=F2,故選項(xiàng)D正確。7.C利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象分析解答。開始時(shí),條形磁鐵以加速度g豎直下落,則穿過銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化,銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場阻礙條形磁鐵的下落。開始時(shí)的感應(yīng)電流比較小,條形磁鐵向下做加速運(yùn)動(dòng),且隨下落速度增大,其加速度變小。當(dāng)條形磁鐵的速度達(dá)到一定值后,相應(yīng)銅環(huán)對(duì)條形磁鐵的作用力等于條形磁鐵的重力。故條形磁鐵先加速運(yùn)動(dòng),但加速度變小,最后的速度不變。選項(xiàng)C正確。8.CD根據(jù)題圖a,我們只研究最初的一個(gè)周期,即2s內(nèi)的情況,由題圖a所表示的圓線圈中感應(yīng)電流的方向、大小,運(yùn)用楞次定律,判斷出感應(yīng)電流的磁場方向、大小;再根據(jù)楞次定律,判斷引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的磁場應(yīng)該如何變化。從而找出正確選項(xiàng)為C、D。9.CD由右手定則知,圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流從圓心流向邊緣,線圈A中產(chǎn)生的磁場方向向下且磁場增強(qiáng);由楞次定律知,線圈B中的感應(yīng)磁場方向向上,由右手螺旋定則知,ab棒中感應(yīng)電流方向由a→b;由左手定則知,ab棒受的安培力方向向左,將向左運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,D正確。同理可知,若圓盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),則ab棒將向右運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確。當(dāng)圓盤順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈A中產(chǎn)生恒定的電流,那么線圈B的磁通量不變,則ab棒沒有感應(yīng)電流,則將不會(huì)運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤。故選C、D。10.CD線框進(jìn)入磁場的過程中穿過線框的磁通量增大,由楞次定律可知,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外,則感應(yīng)電流的方向?yàn)锳→B→C→D→A,A錯(cuò)誤;AC剛進(jìn)入磁場時(shí)CD邊切割磁感線,AD邊不切割磁感線,所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E=Bav,則線框中感應(yīng)電流為I=ER=BavR,故CD兩端的電壓為U=I×34R=34Bav,B錯(cuò)誤,D正確;AC剛進(jìn)入磁場時(shí)線框的CD邊受到的安培力的方向與v的方向相反,AD邊受到的安培力的方向垂直于AD邊向下,它們的大小都是F=BIa,由幾何關(guān)系可以看出,AD邊與CD邊受到的安培力的方向相互垂直,所以AC剛進(jìn)入磁場時(shí)線框所受安培力為AD邊與CD邊受到的安培力的矢量和,即11.答案(1)查明電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系(2)①當(dāng)線圈B中磁場增強(qiáng)時(shí),線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場方向與原磁場方向相反②當(dāng)線圈B中磁場減弱時(shí),線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同12.答案右右右左相等解析在開關(guān)S接通的瞬間,線圈阻礙電流增大,使電流慢慢增大到最大,但電流依然是從左向右流入;在S斷開的瞬間,線圈阻礙電流減小,使電流在線圈L、靈敏電流計(jì)G1、G2、電阻R構(gòu)成的回路中慢慢減小到零,G1中電流為從左向右流入,G2中電流為從右向左流入;兩表串聯(lián),電流相等,指針的擺動(dòng)幅度相等。13.答案(1)Blt0Fm-μg解析(1)設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場前的加速度大小為a,由牛頓第二定律得Fμmg=ma①設(shè)金屬桿到達(dá)磁場左邊界時(shí)的速度為v,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v=at0②當(dāng)金屬桿以速度v在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),由法拉第電磁感應(yīng)定律,桿中的電動(dòng)勢為E=Blv③聯(lián)立①②③式可得E=Blt0Fm-μg(2)設(shè)金屬桿在磁場區(qū)域中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬桿中的電流為I,根據(jù)歐姆定律I=ER⑤式中R為電阻的阻值。金屬桿所受的安培力為F安=BlI⑥因金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng),由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得FμmgF安=0⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式得R=B2l214.答案(1)正極(2)2m/s(3)0.5J解析(1)由題意可知,a點(diǎn)接正極。(2)由電磁感應(yīng)定律得U=E=BRvv=12(vA+0)=U=1