1、章末质量评估(一)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分)1.如图所示，在纸面内放有一个条形磁铁和一个圆形线圈(位于磁铁正中央)，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是()A将磁铁在纸面内向上平移B将磁铁在纸面内向右平移C将磁铁绕垂直纸面的轴转动D将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内解析：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生产生感应电流的条件：(1)闭合回路；(2)磁通量发生变化在图中位置时，从N极到S极的磁感线与圆形线圈的平面平行，磁通量为零，磁铁
2、在纸面内向上平移时，磁铁在纸面向右平移，磁铁绕垂直纸面内的轴转动，这三种情况线圈满足闭合回路的条件，磁感线仍然与圆形线圈平面平行，磁通量没有发生变化，所以A、B、C项错误；在图中位置时，从N极到S极的磁感线与圆形线圈的平面平行，磁通量为零，当N极转向纸外，S极转向纸内时，有磁感线穿过圆形线圈，磁通量发生了变化，满足产生感应电流的条件，所以D项正确答案：D2.如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是()A若磁铁的N极向下插入
3、，线圈中产生顺时针方向的感应电流B若磁铁的S极向下插入，线圈中产生逆时针方向的感应电流C无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向下的引力D无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向上的斥力解析：若磁铁的N极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流故A错误若磁铁的S极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时针方向的感应电流故B错误根据安培定则判断可知，当N极向下插入时，线圈上端相当于N极；当S极向下插入时，线圈上端相当于S极，与磁铁的极性总相反，存在斥力故C错误，D正确答案：D3把一条形磁铁插入
4、同一个闭合线圈中，第一次是迅速的，第二次是缓慢的，两次初、末位置均相同，则在两次插入的过程中()A磁通量变化率相同B磁通量变化量相同C产生的感应电流相同 D产生的感应电动势相同解析：迅速插入磁通量变化比较快，但是磁通量变化相同，根据感应电动势En，可知产生的感应电动势较大，根据欧姆定律可知感应电流也较大，故B对答案：B4穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()A02 s B24 sC45 s D510 s解析：根据法拉第电磁感应定律En知，磁通量的变化率越小，感应电动势越小，产生的感应电流越小从图线上可以得出，在510 s内，图线的斜率最小，则
5、感应电动势最小故D正确答案：D5.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从开始进入磁场到完全穿出磁场的过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球()A整个过程匀速运动B进入磁场的过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动C整个过程都做匀减速运动D穿出时的速度一定小于初速度解析：铝球进磁场的过程中，穿过铝球横截面的磁通量增大，产生感应电流，部分机械能转化为电能，所以铝球做减速运动；铝球圈完全进入磁场后磁通量保持不变，铝球做匀速运动；铝球出磁场的过程中磁通量减小，产生感应电流，铝球做减速运动，故D正确答案：D6.如图所示，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿
6、过一根竖直悬挂的条形磁铁(质量为m)，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合则悬挂磁铁的绳子中拉力F随时间t变化的图象可能是()解析：铜环靠近磁铁过程中，感应电流总是阻碍磁体间的相对运动，所以感应电流阻碍铜环靠近磁铁，给铜环一个向上的安培力，即铜环给磁铁一个向下的力，故绳子的拉力大于重力；当铜环在磁铁中间时，磁通量不变，无感应电流，没有安培力，拉力等于重力，当铜环远离磁铁过程中，感应电流阻碍铜环的远离对铜环施加一个向上的安培力，及铜环给磁铁一个向下的力，故绳子的拉力大于重力，故B正确答案：B7.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回
7、路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是()A感应电流方向不变BCD段直线始终不受安培力C感应电动势最大值EBavD感应电动势的平均值EBav解析：在半圆形闭合回路进入磁场的过程中磁通量不断增加，始终存在感应电流，由左手定则可知CD边始终受到安培力作用，故B错误有效切割长度如图所示，所以进入过程中l先逐渐增大到a，然后再逐渐减小为0，由EBlv可知，最大值EmaxBav，最小值为0，故A错误、C正确平均感应电动势为EBav，故D错误答案：C8如图所示装置中，当cd杆运动时，ab杆中的电流方向由a向b，则cd杆的运动可
8、能是()A向右加速运动 B向右减速运动C向左匀速运动 D向左减速运动解析：cd匀速运动时，cd中感应电流恒定，L2中磁通量不变，穿过L1的磁通量不变化，L1中无感应电流产生，ab保持静止，C不正确；cd向右加速运动时，L2中的磁通量向下，增大，通过ab的电流方向向上，A错误；同理可知B正确，D错误答案：B9如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域，关于线框EF两端的电压UEF与线框移动距离x的关系，下列图象正确的是()解析：线框经过整个磁场区域时，做匀速运动，所以
9、产生的感应电动势大小EBav，刚进入磁场时，等效电路如图甲所示；完全在磁场中时，等效电路如图乙所示；一条边从磁场中离开时，等效电路如图丙所示选项D正确，选项A、B、C错误答案：D10.两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，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，如图所示，两板间有一个质量为m、电荷量q的油滴恰好处于静止则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是()A磁感应强度B竖直向上且正增强，B磁感应强度B竖直向下且正增强，C磁感应强度B竖直向上且正减弱，D磁感应强度B竖直向下且正减弱，解析：油滴静止说明电容器下极板带正电，线圈中电流自上而
10、下(电源内部)，由楞次定律可以判断，线圈中的磁感应强度B为向上的减弱或向下的增强又En，URE，mg，由式可解得：.答案：C二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)11.如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有匀强磁场以下哪些情况下abcd中有感应电流产生，而且感应电流方向逆时针()A将abcd向纸外平移B将abcd向右平移C将abcd以ab为轴转动60D将abcd以cd为轴转动60解析：导线框向外平移穿过线框的磁通量不变，因此无感应电流，故A项错；导线框向
11、右平移时，穿过线框的磁通量减少，因此产生感应电流，用楞次定律或右手定则可判断电流方向沿逆时针，故B项正确；将abcd以ab为轴无论向里转还是向外转过60，线框在垂直于磁场方向的投影面积是线框面积的一半，由磁通量公式BS知，穿过线框的磁通量不变，因此无电流产生，故C项错；将线框以cd为轴转动60，穿过线框的磁通量减为零，因此产生感应电流，用楞次定律可判断电流方向沿逆时针，故D项正确答案：BD12如图所示，在置于匀强磁场中的平行导轨上，横跨在两导轨间的导体杆PQ以速度v向右匀速移动，已知磁场的磁感强度为B、方向垂直于导轨平面(即纸面)向外，导轨间距为l，闭合电路acQPa中除电阻R外，其他部分的电
12、阻忽略不计，则()A电路中的感应电动势EBlvB电路中的感应电流IC通过电阻R的电流方向是由c向aD通过PQ杆中的电流方向是由Q向P解析：电路中的感应电动势EBlv，A对电路中的感应电流I，B对根据右手定则，磁感线穿掌心，拇指指导体运动方向，则四指指高电势(Q点为高电势)，通过电阻R的电流方向是由c向a，C对通过PQ杆中的电流方向是由P向Q，D错答案：ABC13如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈开关S原来是断开的从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是()AI1开始较大而后
13、逐渐变小BI1开始很小而后逐渐变大CI2开始很小而后逐渐变大DI2开始较大而后逐渐变小解析：开关S闭合瞬间，L相当于断路，通过R1的电流I1较大，通过R2的电流I2较小；当稳定后L的自感作用减弱，通过R1的电流I1变小，通过R2的电流I2变大，故A、C正确，B、D错误答案：AC14.如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()APQ中电流先减小后增大BPQ两端
14、电压先减小后增大CPQ上拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大解析：设PQ左侧金属线框的电阻为r，则右侧电阻为3Rr；PQ相当于电源，其电阻为R，则电路的外电阻为R外，当r时，R外maxR，此时PQ处于矩形线框的中心位置，即PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中外电阻先增大后减小PQ中的电流为干路电流，I，可知干路电流先减小后增大，选项A正确PQ两端的电压为路端电压UEU内，因EBlv不变，U内IR先减小后增大，所以路端电压先增大后减小，选项B错误拉力的功率大小等于安培力的功率大小，PF安vBIlv，可知因干路电流先减小后增大，PQ上拉力的功率也先减小后增大，选项C正确线框消耗的电功
15、率即为外电阻消耗的功率，因外电阻最大值为R，小于内阻R；根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系，外电阻越接近内阻时，输出功率越大，可知线框消耗的电功率先增大后减小，选项D错误答案：AC三、非选择题(本题共4小题，共46分解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)15(6分)如图所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置(1)将图中所缺导线补充完整(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，那么合上开关后，将原线圈迅速插入副线圈中，电流计指针将_(3)原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将_答案：(1)如图所示(2)向右偏(
16、3)向左偏16.(10分)如图所示，宽为0.5 m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下、磁感应强度大小为B0.80 T的匀强磁场中，框架左端连接一个的R0.4 电阻，框架上面置一电阻r0.1 的金属导体ab，ab长为0.5 mab始终与框架接触良好且在水平恒力F作用下以v1.25 m/s的速度向右匀速运动(设水平金属框架足够长轨道电阻及接触电阻忽略不计)(1)试判断金属导体ab两端哪端电势高；(2)求通过金属导体ab的电流大小；(3)求水平恒力F对金属导体ab做功的功率解析：(1)ab棒切割磁感线产生感应电动势，充当电源，根据右手定则可知a端电势较高(2)感应电动势EBLv0.800.51.2
17、5 V0.5 V，通过金属导体ab的电流大小I A1 A.(3)ab棒做匀速运动，所以水平恒力与安培力平衡，即，FBIL0.8010.5 N0.4 N，水平恒力F对金属导体ab做功的功率：PFv0.41.25 W0.5 W.答案：(1)a(2)1 A(3)0.5 W17.(14分)如图所示，一平面框架与水平面成37角，宽L0.4 m，上、下两端各有一个电阻R01 ，框架的其他部分电阻不计，框架足够长垂直于框平面的方向存在向上的匀强磁场，磁感应强度B2 Tab为金属杆，其长度为L0.4 m，质量m0.8 kg，电阻r0.5 ，金属杆与框架的动摩擦因数0.5.金属杆由静止开始下滑，直到速度达到最大
18、的过程中，金属杆克服磁场力所做的功为W1.5 J已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.求：(1)ab杆达到的最大速度v；(2)ab杆从开始到速度最大的过程中沿斜面下滑的距离；(3)在该过程中通过ab的电荷量解析：(1)杆ab达到平衡时的速度即为最大速度v，此时杆ab所受安培力为F，则有：mgsin FN0，Nmgcos 0，总电阻：Rr1 ，杆ab产生的感应电动势为：EBLv，通过杆ab的感应电流为：I，杆ab所受安培力为：FBIL，联立式解得：v2.5 m/s.(2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离为s，由动能定理得：mgssin Wmgscos mv
19、2，联立式代入数据解之得：s2.5 m(3)流过导体棒的电量qIt，又I，E，联立以上各式得：q，代入解得q2 C.答案：(1)2.5 m/s(2)2.5 m(3)2 C18(16分)如图所示，足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内，导轨间距为l，b、c两点间接一阻值为R的电阻ef是一水平放置的导体杆，其质量为m、有效电阻值为R，杆与ab、cd保持良好接触整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直现用一竖直向上的力F拉导体杆，使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速直线运动，在上升高度为h的过程中，拉力做功为W，g为重力加速度，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用求：(1)导体杆上升到h时所受拉力F的大小；(2)导体杆上升到h过程中通过杆的电荷量；(3)导体杆上升到h过程中bc间电阻R产生的焦耳热解析：(1)设ef上升到h时，速度为v1、拉力为F，根据运动学公式得：v1，此时的感应电动势为：EBlv1，感应电流为：I，受到的安培力：F安BIl，根据牛顿第二定律得：FmgF安ma，联立解得：Fmg.(2)通过杆的电荷量qIt，根据闭合电路的欧姆定律得I，根据法拉第电磁感应定律得E，所以q.(3)设整个过程产生的总焦耳热为Q，由功能关系得：WmghQmv，解得：QWmgh.所以R上产生的焦耳热为：QRWmgh.答案：(1)Fmg(2)q(3)QRWmgh
