1、单元质量检测(一)(第四章)(90分钟100分)第卷(选择题共56分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分.110为单选，1114为多选)1关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A导体在磁场中运动一定能产生感应电流B闭合线圈整个放在变化磁场中一定能产生感应电流C感应电流的磁场总跟原来的磁场方向相反D感应电流的磁场总是阻碍原来的磁通量的变化2如图所示，一金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的感应电流，下列方法可行的是()A使匀强磁场均匀增大B使圆环绕水平轴ab如图转动30C使圆环绕水平轴cd如图转动30D保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动3金属
2、线框在下列四种情况中能产生感应电流的是()4.磁通量是研究电磁感应现象的一个重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量分别为1和2则()A12B12C1Q2 Bq1q2C.q1q2 DQ1Q2第卷(非选择题共44分)二、计算题(本题共4小题，共44分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)15(9分)观察如图实验装置，实验操作中，当导体棒AB沿着磁感线方向上下运动时，电流计指针_(选填“偏转”或“不偏转”)；当导体棒AB垂直磁感线方向左右运动时，电流计
3、指针_(选填“偏转”或“不偏转”)；若流入电流计的电流从右接线柱进入，指针就往右偏转，则为使图中电流计指针往左偏转，导体棒AB应往_(选填“上”“下”“左”“右”)运动16(10分)如图甲所示，两竖直放置的平行金属导轨，导轨间距L0.50 m，导轨下端接一电阻R5 的小灯泡，导轨间存在一宽h0.40 m的匀强磁场区域，磁感应强度B按图乙所示规律变化，t0时刻一金属杆自磁场区域上方以某一初速度沿导轨下落，t1时刻金属杆恰好进入磁场，直至穿越磁场区域，整个过程中小灯泡的亮度始终保持不变已知金属杆的质量m0.10 kg，金属杆下落过程中始终保持水平且与导轨良好接触，不计金属杆及导轨的电阻，g取10
4、m/s2.求：(1)金属杆进入磁场时的速度v.(2)图乙中t1的数值(3)整个过程中小灯泡产生的总焦耳热Q.17.(12分)如图所示，足够长的U形框架宽度是L0.5 m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成37角，磁感应强度B0.8 T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m0.2 kg，有效电阻R2 的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电荷量为Q2 C(sin370.6，cos370.8，g10 m/s2)求：(1)导体棒匀速运动的速度；(2)导体棒从静止开始下滑到刚开始匀速运动，这一过程中导体
5、棒的有效电阻消耗的电功18(13分)如图所示，空间存在B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L0.2 m，电阻R0.3 接在导轨一端，ab是跨接在导轨上质量m0.1 kg、电阻r0.1 的导体棒，已知导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.2.从零时刻开始，对ab棒施加一个大小为F0.45 N、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，求：(1)导体棒所能达到的最大速度；(2)试定性画出导体棒运动的速度时间图象单元质量检测(一)(第四章)1解析：导体在磁场中如果沿磁场方向运动，没有切割磁感线，是不会产生感应电流的，
6、并且选项没说明回路是否闭合，故A选项错误；如果线圈平面与磁感线方向平行，则有效面积为零，所以没有磁通量变化，不会产生感应电流，故B选项错误；根据楞次定律得知，当磁通量增加时，感应电流的磁场跟原来的磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场跟原来的磁场方向相同，故C错误；由楞次定律定义可知，D选项正确答案：D2解析：由安培定则可知感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，由楞次定律可知通过圆环的磁通量一定是增加的，由磁通量定义可知，选项A正确答案：A3解析：保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中平行于磁场运动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，选项A错误；线框和通电长直导线都在竖直平
7、面内，线框以直导线为轴转动，故磁通量不变，无感应电流，选项B错误；线框从图示位置开始以cd边为轴转动，转动角度小于60，磁通量没有发生变化，没有感应电流，选项C错误；条形磁铁竖直向下穿过水平放置的线框的过程中，穿过线框的磁通量先增大后减小，磁通量发生了变化，所以能产生感应电流，选项D正确答案：D4解析：第一次将线框由位置1平移到位置2，磁感线从线框的同一侧穿入，1为前后两位置磁通量的绝对值之差第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线从线框的不同侧穿入，2为前后两位置磁通量的绝对值之和故1lbc，故Q1Q2；因qtt，故q1q2.因此A、C正确答案：AC15解析：当导体棒AB沿着磁感线方
8、向上下运动时，不切割磁感线，无感应电流产生，则电流计指针不偏转；当导体棒AB垂直磁感线方向左右运动时，切割磁感线，有感应电流产生，则电流计指针偏转；若流入电流计的电流从右接线柱进入，指针就往右偏转，则为使图中电流计指针往左偏转，即电流从左端流入，则根据右手定则可知，导体棒AB应往右运动答案：不偏转偏转右16解析：(1)金属杆进入磁场时受力平衡mgBIl(1分)I(1分)EBLv(1分)整理得v5 m/s(1分)(2)根据法拉第电磁感应定律ELh(1分)BLvLh(1分)t10.04 s(1分)(3)整个过程中小灯泡产生的总焦耳热Q(t1t2)(1分)t20.08 s(1分)解得：Q0.6 J(
9、1分)答案：(1)5 m/s(2)0.04 s(3)0.6 J17解析：(1)导体棒受力如图，匀速下滑时有平行斜面方向：mgsinFfF0(1分)垂直斜面方向：FNmgcos0(1分)其中FfFN(1分)安培力FBIL(1分)电流强度I(1分)感应电动势EBLv(1分)由以上各式得v5 m/s(1分)(2)通过导体棒的电荷量Qt其中平均电流(1分)设导体棒下滑位移为x，则BxL(1分)由以上各式得x m10 m(1分)全程由动能定理得mgxsinW安mgcosxmv2(1分)其中克服安培力做功W安等于电功W则Wmgxsinmgxcosmv2(1282.5) J1.5 J(1分)答案：(1)5
10、m/s(2)1.5 J18解析：ab棒在拉力F作用下运动，随着ab棒切割磁感线速度增大，棒中的感应电动势增大，棒中感应电流增大，棒受到的安培力也增大，最终达到匀速运动时棒的速度达到最大值外力在克服安培力做功的过程中，消耗了其他形式的能，转化成了电能，最终转化成了焦耳热(1)导体棒切割磁感线运动，产生的感应电动势：EBLv(1分)I(1分)导体棒受到的安培力F安BIL(1分)棒运动过程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力Ff的作用，根据牛顿第二定律：FmgF安ma(2分)由得：Fmgma(1分)由上式可以看出，随着速度的增大，安培力增大，加速度a减小，当加速度a减小到0时，速度达到最大此时有Fmg0(2分)可得：vm10 m/s(2分)(2)棒的速度时间图象如图所示(3分)答案：(1)10 m/s(2)见解析
