1、第一章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共48分)1.(多选)以下叙述正确的是()(导学号51130086)A.法拉第发现了电磁感应现象B.惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大C.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果答案：AD解析：惯性大小仅取决于质量,与物体运动状态无关,选项B错误;伽利略最早通过理想斜面实验得出:力不是维持物体运动状态的原因,选项C错误;正确选项为A、D.2.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流
2、,下列表述正确的是()A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同答案：C解析：由E=n知,A、B错,C正确;B原与B感方向可相同亦可相反,D错.3.(多选)超导是当今高科技的热点之一,当一块磁体靠近超导体时,超导体中会产生强大的电流,对磁体有排斥作用,这种排斥力可使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车采用了这项技术,磁体悬浮的原理是()(导学号51130087)A.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同B.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反C.超导体使磁体处于失重状态D.超
3、导体中对磁体的磁力与磁体的重力相平衡答案：BD解析：当磁体靠近超导体时,超导体中会产生感应电流,根据楞次定律感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反,磁体受到超导体的斥力与自身的重力相平衡,使磁体悬浮在空中,所以B、D两项正确.4.如右图所示,A、B都是很轻的铝环,分别固定在绝缘细杆的两端,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,则下列说法正确的是()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环被排斥,远离磁铁运动D.用磁铁的任意一磁极接近A环时,A环被排斥答案：
4、D解析：由楞次定律中感应电流的效果总是要反抗(阻碍)引起感应电流的“原因”,阻碍导体的相对运动(来拒去留)可知,当磁铁靠近圆环时,引起的感应电流通过远离圆环的方式来阻碍圆环中磁通量的增加,所以不论用磁铁的N极还是S极靠近A环时,A环都要被排斥,但B环是不闭合的,当磁铁靠近时,无感应电流,所以B环不动,D项正确.5.在磁感应强度为B的匀强磁场中放着一个直径为D的闭合圆线圈,电阻为R,磁感线的方向与线圈平面垂直,当线圈以直径为轴翻转180时,通过线圈导线截面上的电荷量为() A.B.C.D.答案：C解析：翻转180时,磁通量的变化=BD2,在线圈中产生的感应电动势E=,I=,因此通过导线截面的电荷
5、量Q=It=,C项正确.6.如右图所示电路中,开关是闭合的,此时流过灯泡A的电流为I1,流过线圈L的电流为I2,且I2I1,在t1时刻将开关断开,在整个过程中流过灯泡A的电流随时间变化的图象是下列选项中哪一个()(导学号51130088)答案：D解析：在开关S闭合时流过灯泡A的电流为I1,方向向右,大小不变;当开关S断开的瞬间,I1立即减小为零,但由于线圈的自感作用,I2将逐渐减小为零,此时线圈与灯泡A构成新的回路,流过A的电流方向向左,所以D项正确.7.(多选)如右图所示,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
6、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()A.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答案：AB解析：由法拉第电磁感应定律E=BLv,因导体棒做匀加速直线运动,则感应电动势将变大,感应电流将变大,灯泡L的亮度变大,电容器上极板带正电,电容器两板间电势差变大,距离不变,电场强度将变大,A、B两项正确.8.(多选)如右图所示,abcd是由粗细均匀的电阻丝制成的正方形线框,导体棒MN是由与正方形线框相同的电阻丝制成的,可在ad边与bc边上无摩擦滑动,且接触良好,线框处于垂直纸面向里的匀强磁场中.当MN棒由靠a
7、b边处向cd边匀速移动的过程中,下列说法正确的是()A.MN棒中电流先增大后减小B.MN棒两端电压先增大后减小C.MN棒上拉力的功率先减小后增大D.矩形线框中消耗的电功率先减小后增大答案：BC解析：导体棒MN切割磁感线产生感应电动势E=BLv,整个回路的总电阻是先增大后减小,则MN棒中电流先减小后增大,MN棒两端电压UMN=E-Ir,先增大后减小.因导体棒匀速运动,MN棒上拉力的功率等于安培力的功率,P安=F安v=BILv,先减小后增大,而矩形线框中消耗的电功率相当于电源的输出功率,当MN到达中央时,外电路的总电阻与内电阻相等,此时输出功率最大,所以矩形线框中消耗的电功率先增大后减小,B、C两
8、项正确.二、填空题(每空4分,共16分)9.如图所示,在水平金属导轨上有电阻R=0.1 ,金属杆ab与导轨组成一闭合矩形电路,两条导轨间距离L1=40 cm,导轨长L2=50 cm,导轨区域处于与水平面成30角的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律是B=(2+0.2t) T,若t=10 s时ab仍静止,导轨与ab的电阻不计,则这时流经ab的电流I=,ab所受摩擦力为.(导学号51130089)答案：0.2 A0.16 N解析：金属杆的受力情况如图所示.=Bsin 30L1L2=(2+0.2t)0.40.5 Wb=(0.2+0.02t) WbE=0.02 V,I= A=0.2 A所以ab棒所受的
9、安培力F=BIL1=(2+0.210)0.20.4 N=0.32 N,由棒受力图和平衡条件可得,ab棒受到的摩擦力为Ff=Fsin 30=0.16 N.10.如图所示,一圆环与外切正方形线框均由相同的绝缘导线制成,并各自形成闭合回路,匀强磁场布满整个正方形线框,当磁场均匀变化时,线框和圆环中的感应电动势之比是,感应电流之比为.答案：411解析：设正方形边长为2a,则圆环半径为a,两者面积之比为,电阻之比为E=S=1.三、计算题(11小题16分,12小题20分,共36分)11.图示为实验室中模拟磁悬浮列车的实验装置(图甲)及原理示意图(图乙),实验车的底面固定一矩形金属框,在轨道区域内存在垂直于
10、金属框的磁场,磁场的分布如图乙所示,相邻两个区域的磁场方向相反,每个同向区域的宽度相等,均等于金属框沿导轨方向的边长l1,金属框垂直于导轨的边长l2=0.20 m,总电阻R=1.6 ,实验车与金属框的总质量m=2.0 kg,磁感应强度B1=B2=B=1.0 T.当磁场以速度v0=10 m/s沿导轨方向匀速运动时,思考并回答下列问题:(导学号51130090)(1)设t=0时刻,实验车的速度为零,求金属框受到的磁场力的大小和方向.(2)已知磁悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力Ff=0.20 N,求实验车的最大速度vmax.答案：(1)1 N,方向沿磁场运动的方向(2)8 m/s解析：(1)由
11、图可知,金属框两垂直于导轨的边会同时处在不同方向的两磁场中切割磁感线,故线框的总电动势为E=2Bl2v0得E=4 V两垂直边导线所受的安培力之和为F=2BIl2=2Bl2=1 N方向沿磁场运动的方向(2)设实验车所能达到的最大速度为vmax,此时的感应电动势为:E=2Bl2(v0-vmax)金属框受到的安培力为:F=2Bl2由平衡条件:Ff=解得:vmax=8 m/s.12.如图甲所示,由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R,ab=bc=cd=da=l.现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域,整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行,从线框的c
12、d边刚与磁场左边界重合的时刻开始计时,取电流沿abcda流动的方向为正方向.(1)求此过程中线框产生的焦耳热.(2)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象.(3)在图丙中画出线框中a、b两点间电势差Uab随时间t变化的图象.答案：(1)(2)如解析中图甲所示(3)如解析：中图乙所示解析：(1)ab或cd切割磁感线所产生的感应电动势为:E=Blv对应的感应电流I=ab或cd所受的安培力F=BIl=.外力所做的功W=2Fl=2由能量守恒定律可知,线框匀速拉出过程中所产生的焦耳热应与外力所做的功相等,即:Q=W=2.甲(2)令I0=,画出的图象分为三段,如图甲所示,则有:t=0时,i=-I0t=时,i=0t=时,i=I0.乙(3)令U0=Blv,画出的图象分为三段,如图乙所示,则有:t=0时,Uab=-=-=-=-t=时,Uab=-Blv=-U0t=时,Uab=-=-=-=-.
