1、第四章测评(A)(基础过关卷)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。其中第17题为单选题;第810题为多选题,全部选对得5分,选不全得2分,有选错或不答的得0分)1.一闭合线圈中没有产生感应电流,则()A.该时该地的磁感应强度一定为零B.该时该地的磁场一定没有变化C.线圈面积一定没有变化D.穿过线圈的磁通量一定没有变化解析:因为穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件,选项D正确。答案:D2.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面,则()A.环中产生的感应电动势均匀变化B.环中产生的感应电流均匀变化C.环中产生的感
2、应电动势保持不变D.环上某一小段导体所受的安培力保持不变解析:磁场均匀变化,也就是说Bt=k,根据感应电动势的定义式,E=t=SBt=kS,其中k是一个常量,所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量,产生的感应电流也不变化,而环上某一小段导体受安培力F=IlB要发生变化。答案:C3.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接,在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转。由此可以推断()A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑片P向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引
3、起电流计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向解析:当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻值增大,线圈A中电流减小,线圈B中磁通量减小,电流计指针向右偏转。线圈A向上移动或铁芯向上拔出或断开开关,线圈B中磁通量减小,都能引起电流计指针向右偏转,选项A错误,B正确;滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动,都能使线圈A中电流变化,线圈B中磁通量变化,线圈B中产生感应电流,电流计指针偏转,可以判断电流计指针偏转的方向,选项C、D错误。答案:B4.用均匀导线做成
4、的正方形线框边长为0.2 m,正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示。当磁场以10 T/s的变化率增强时,线框中a、b两点间的电势差是()A.Uab=0.1 VB.Uab=-0.1 VC.Uab=0.2 VD.Uab=-0.2 V解析:线框中的感应电动势E=SBt=0.20.110 V=0.2 V,由楞次定律知,b点电势高,故Uab=-12E=-0.1 V,选项B正确。答案:B5.如图所示,条形磁铁用细线悬挂在O点。O点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动,下列说法中正确的是()A.磁铁左右摆动1次,线圈内感应电流的方向改变2次B.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用
5、C.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D.磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力解析:磁铁向下摆动时,根据楞次定律,线圈中产生逆时针方向感应电流(从上面看),并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力,阻碍它靠近;磁铁向上摆动时,根据楞次定律,线圈中产生顺时针方向感应电流(从上面看),磁场受感应电流对它的作用力仍为阻力,阻碍它远离,所以磁铁在左右摆动1次过程中,电流方向改变3次,感应电流对它的作用力始终是阻力,只有C项正确。答案:C6.图中半径为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的电流的大小和方
6、向是()A.由c到d,I=Br2RB.由d到c,I=Br2RC.由c到d,I=Br22RD.由d到c,I=Br22R解析:由右手定则可判断出R中电流由c到d,电动势E=Brv2=12Br2,电路中电流I=Br22R。答案:C7.导学号01150051矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,图中的i-t图象正确的是()解析:磁感应强度均匀变化,产生恒定的感应电流,A错误。第1 s内,磁场垂直于纸面向里均匀增强,由楞次定律可以判定感应电流方向为逆时针,为负,C错
7、误。同理可判定,第4 s内感应电流方向为逆时针,为负,故B错误,D正确。答案:D8.在光滑水平面上固定一个通电线圈,如图所示,一铝块正由左向右滑动穿过线圈,不考虑任何摩擦,那么下面正确的判断是()A.接近线圈时做加速运动,离开时做减速运动B.接近和离开线圈时都做减速运动C.一直在做匀速运动D.在线圈中运动时是匀速的解析:当铝块接近或离开通电线圈时,由于穿过铝块的磁通量发生变化,所以在铝块内要产生感应电流。产生感应电流的原因是它接近或离开通电线圈,产生感应电流的效果是要阻碍它接近或离开通电线圈,所以在它接近或离开时都要做减速运动,所以A、C错误,B正确。由于通电线圈内是匀强磁场,所以铝块在通电线
8、圈内运动时无感应电流产生,故做匀速运动,D正确。答案:BD9.导学号01150052如图所示,电灯A和B与固定电阻的电阻均为R,L是自感系数很大线圈。当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法正确的是()A.B立即熄灭B.A灯将比原来更亮一些后再熄灭C.有电流通过B灯,方向为cdD.有电流通过A灯,方向为ba解析:断开S2而只闭合S1时,A、B两灯一样亮,可知线圈L的电阻也是R,在S1、S2闭合时,IA=IL,故当S2闭合、S1突然断开时,流过A灯的电流只是方向变为ba,但其大小不突然增大,A灯不出现更亮一下再熄灭的现象,故D项正确,B项错误
9、。由于固定电阻R几乎没有自感作用,故断开S1时,B灯电流迅速变为零,而立即熄灭,故A项正确,C项错误。综合上述分析可知,本题正确选项为A、D。答案:AD10.导学号01150053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作用下匀速上升,以下说法正确的是()A.作用在金属棒上各力的合力做功为零B.重力做的功等于系统产生的电能C.金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D.金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热解析:根据动能定理,
10、合力做的功等于动能的增量,故A对;重力做的功等于重力势能的减少,重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和,而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热,所以B、D错,C对。答案:AC二、实验题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)11.导学号01150054(6分)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端;当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转。俯视线圈,其绕向为(选填“顺时针”或“逆时针”)。(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转。俯视线圈,其绕向为(选填
11、“顺时针”或“逆时针”)。解析:(1)磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,线圈的磁场向下且增强,感应磁场向上,且电流流入电流计左端,根据右手定则可知线圈顺时针绕向。(2)条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,线圈的磁场向上且减弱,感应电流从电流计右端流入,根据右手定则可知线圈逆时针绕向。答案:(1)顺时针(2)逆时针12.(10分)(1)在“探究楞次定律”的实验中除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外,还要用到电表。请从下列电表中选择()A.量程为03 V的电压表B.量程为03 A的电流表C.量程为00.6 A的电流表D.零刻度在中间的灵敏电流表(2)某同学按下列步骤进行实验:将已知绕向的螺线管与电
12、表连接;设计表格,记录将磁铁N、S极插入和抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向;分析实验结果,得出结论。上述实验中,漏掉的实验步骤是。丙(3)图甲为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时,在计算机屏幕上得到的波形,横坐标为时间t,纵坐标为电流I。根据图线分析知道:将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内所示图线。现用该磁铁,如图乙所示,从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,并穿过线圈向远处而去。图丙中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是。解析:(1)楞次定律实验应该选用零刻度在中间的灵敏电流表;(2)查明电流流入电表方向与电表指
13、针偏转方向的关系;(3)将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内所示图线,用该磁铁的S极从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,产生的电流方向与图甲相反,再利用对称性的特点,可知图丙中B正确。答案:(1)D(2)查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系(3)B三、解答题(本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)矩形线圈abcd,长ab=20 cm,宽bc=10 cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R=50 ,整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁感应强度B随时间的变化规律如图所
14、示,求:(1)线圈回路的感应电动势。(2)在t=0.3 s时线圈ab边所受的安培力。解析:从图象可知,与线圈平面垂直的磁场是随时间均匀增大的,穿过线圈平面的磁通量也随时间均匀增大,线圈回路中产生的感应电动势是不变的,可用法拉第电磁感应定律来求。(1)磁场的变化率为Bt,则感应电动势为E=nt=nBtS=2001510-20.30.02 V=2 V。(2)闭合电路中的电流I=ER=250 A=0.04 A当t=0.3 s时,B=2010-2 Tab边受到的安培力为F=nBIL=2002010-20.040.2 N=0.32 N。答案:(1)2 V(2)0.32 N14.导学号01150055(1
15、2分)如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆AB放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让AB杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。(1)由B向A方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出AB杆下滑过程中某时刻的受力示意图。(2)在加速下滑过程中,当AB杆的速度大小为v时,求此时AB杆中的电流大小及其加速度的大小。(3)求在下滑过程中,AB杆可以达到的最大速度值。解析:(1)如图所示,
16、重力mg,竖直向下;支持力FN,垂直斜面向上;安培力F,沿斜面向上。(2)当AB杆速度为v时,感应电动势E=BLv,此时电路中电流I=ER=BLvR。AB杆受到安培力F=BIL=B2L2vR,根据牛顿运动定律,有ma=mgsin -F=mgsin -B2L2vR,a=gsin -B2L2vmR。(3)当B2L2vR=mgsin 时,AB杆达到最大速度vmax=mgRsinB2L2。答案:(1)见解析(2)BLvRgsin -B2L2vmR(3)mgRsinB2L215.(12分)如图所示,光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为B=0.5 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L=0.2 m,电阻R=1.0 。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:(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I1=P1U1=0.5 A则ab中的电流为I=2I1=1 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:E=U1+IR=6 V+11.0 V=7 V由E=BLv,知ab的运动速度v=EBL=70 m/s。(3)电路的总功率P=IE=7 W。答案:(1)1 A由b到a(2)70 m/s(3)7 W8