2017-2018学年江苏省东台市创新学校高二11月月考物理试题（选修）解析版

2017-2018学年江苏省东台市创新学校高二11月月考物理试题（选修）解析版

‎2017-2018学年江苏省东台市创新学校高二11月月考 物理（选修）试题 考试范围：选修3-2第四章电磁感应；考试时间：60分钟；命题人：刘世进 第I卷（选择题）‎ 一、单项选择题（共12题，每题3分，计36分）‎ ‎1．对匝数一定的线圈，下列说法中正确的是（ ）‎ A.线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定就大 C.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 ‎2．如图所示，在水平匀强磁场中竖直放置一矩形线圈，线圈平面与磁场垂直，线圈绕其底边转过90°至水平位置的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是（ ）‎ A.变大 B.变小 ‎ C.先变大后变小 D.先变小后变大 d b a c I ‎3．如图所示，矩形线圈abcd位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的ad、bc边与导线平行。下面的操作不能使线圈中产生感应电流的是 A．使线圈水平向左平移 B．使线圈水平向右平移 C．使线圈竖直向下平移 D．使线圈以bc边为轴转动 ‎4．如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S接通一瞬间，两铜环的运动情况是 A．同时向两侧推开 ‎ B．同时向螺线管靠拢 C．一个被推开，一个被吸引 D．但因电源正负极未知，无法具体判断 ‎5．如右图所示，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用时0.2s，第二次用时0.5s，并且两次磁铁的起始和终止位置相同，则 A．第一次线圈中的磁通量变化较大 B．第一次电流表的最大偏转角较大 C．第二次电流表的最大偏转角较大 D．若断开开关k，电流表均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势 ‎6．桌面上放着一个单匝线圈，线圈中心上方一定高度有一竖直放置的条形磁铁，此时线圈内的磁通量为0.04Wb；把条形磁铁竖放在线圈内的桌面上时，线圈内的磁通量为0.12Wb；当把条形磁铁从该位置在0.1s内放到线圈内的桌面上的过程中，产生的感应电动势大小是（ ）‎ A.0.08V ‎ B.0.8V ‎ C.1.6V ‎ D.0.16V ‎7．在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，让长为0.2m的导线垂直于磁场方向，导线做切割磁感线运动，产生的感应电动势为0.5V，则导线切割磁感线的速度为：‎ A.0.5m/S B.5m/S C.0.05m/S D.2.5m/s 图5‎ ‎8．如图5所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左 ‎ B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右 ‎9．一段导线在磁场中做切割磁感线运动，下面说法正确的是（ ）‎ A．导体中一定有感应电动势 B．导体中一定有感应电流 C．导体一定受到与运动方向相反的磁场作用力 D．以上说法均不正确 ‎10．有一圆形金属线圈在一范围足够大的匀强磁场中保持与磁场垂直，磁场方向如图所示。则下列说法中正确的是 ‎ A．如果线圈在磁场中向右做匀加速运动，则线圈中产生感应电流 ‎ ‎ B．如果线圈在磁场中向右做变加速运动，则线圈中产生感应电流 ‎ C．如果线圈在磁场中向上或向下做切割磁感线运动，则线圈中产生感应电流 ‎ ‎ D．如果线圈在磁场中绕某一直径匀速转动，则线圈中产生感应电流 ‎11．如图示装置中，线圈A的左端接在滑动变阻器的中点，当滑动变阻器的滑动头由a端滑向b端的过程中，通过与线圈B相连的电阻R上的感应电流的方向为（ ）‎ R c d b a A B A．由c经R到d ‎ B．先由c经R到d ，后由d经R到c C．由d经R到c ‎ D．先由d经R到c，后由c经R到d ‎12．如图所示，光滑固定导体轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）‎ A．P、Q将互相靠拢 B．P、Q相互相远离 C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g 二、多项选择题（共6题，每题4分，共24分）‎ ‎13．如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），下列判断正确的是 A．磁铁与线圈相互排斥 ‎ B．磁铁与线圈相互吸引 C．通过R的感应电流方向为从a到b ‎ D．通过R的感应电流方向为从b到a ‎14．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为 T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s。下列说法正确的是 A．河北岸的电势较高 B．河南岸的电势较高 C．电压表记录的电压为9mV D．电压表记录的电压为5mV ‎15．穿过一个电阻为R=1的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb，则：（ ）‎ A、线圈中的感应电动势每秒钟减少2V B、线圈中的感应电动势是2V C、线圈中的感应电流每秒钟减少2A D、线圈中的电流是2A ‎16．如下所示的各图中，闭合线框中不能产生感应电流的是（ ）‎ v N S v ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ A B C D ‎17．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，其他部分的电阻忽略不计，则( )‎ A．电路中的感应电动势E=BIL ‎ B．电路中的感应电流 C．通过电阻R的电流方向是由c向a ‎ D．通过PQ杆中的电流方向是由Q向P ‎ ‎18. 如图所示，（a）、（b）中，R和自感线圈L的电阻都很小，接通K，使电路达到稳定，灯泡S发光。下列说法正确的是 （ ）‎ A．在电路（a）中，断开K，S将渐渐变暗 B．在电路（a）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗 C．在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗 D．在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗 第II卷（非选择题）‎ 三、填空题（每空2分，共16分）‎ ‎19．电磁感应现象是英国物理学家__________首先发现的．探究这个现象应选用如图中_______ （填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验． ‎ ‎20．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，导体ab可在平行金属导轨上自由滑动，导轨宽cd=0.2m．若导体ab以v=10m/s的速度向右匀速运动，则ab中的感应电动势的大小为________V，通过ab中的感应电流的方向为_______（选填“a至b”或“b至a”）．‎ ‎21．一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T均匀增加到0.5 T。在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是___________ Wb；线圈产生的感应电动势的大小是________ V。‎ ‎22．如图所示，导线圈A水平放置，条形磁铁从其正上方向下移近(未插入)导线圈的过程中，导线圈A对水平面的压力将________。导线圈的面积有______趋势。（填“增大”,“不变”或 “减小”）‎ ‎ 第20题 第22题 四、计算题（计24分，6+8+10）‎ ‎23．如图所示，金属导轨MN、PQ之间的距离L=0.2m,导轨左端所接的电阻R=1,金属棒ab 可沿导轨滑动，匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T, ab在外力作用下以V=5m/s的速度向右匀速滑动，求金属棒所受安培力的大小。‎ ‎24．在竖直方向的磁场中，有一个共有100匝的闭合矩形线圈水平放置，总电阻为10Ω、，在0.02s时间内，穿过线圈的磁通量从零均匀增加到6.4×10-4Wb，求：‎ ‎（1）磁通量的变化量 ‎（2）线圈产生的总感应电动势E ‎（3）线圈中的感应电流大小 ‎25．如图所示，两根足够长相距为L的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角53°，导轨处在竖直向上的有界匀强磁场中，有界匀强磁场的宽度，导轨上端连一阻值R=1Ω的电阻。质量m=1kg、电阻r=1Ω的细金属棒ab垂直放置在导轨上，开始时与磁场上边界距离，现将棒ab由静止释放，棒ab刚进入磁场时恰好做匀速运动。棒ab在下滑过程中与导轨始终接触良好，导轨光滑且电阻不计，取重力加速度g = 10m/s2。求：‎ ‎（1）棒ab刚进入磁场时的速度v；‎ ‎（2）磁场的磁感应强度B；‎ ‎（3）棒ab穿过过磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q 。‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ 试题分析：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小除与线圈匝数有关外，还与磁通量变化快慢有关．‎ 解：A、由E=N得，线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定，与磁感强度强弱无关，故A错误；‎ B、由E=N得，线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定，故B正确；‎ C、由E=N得，线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定，与磁通量的变化大小无关，故C错误；‎ D、由E=N得，线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定，与磁通量的大小无关，故D错误；‎ 故选：B．‎ 点评：考查法拉第电磁感应定律，同时让学生清楚知道感应电动势与磁通量的变化率有关，与磁通量大小及磁通量变化大小均无关．‎ ‎2．B ‎【解析】‎ 试题分析：根据磁通量的物理意义：穿过磁场中某一面积的磁感线的条数，分析磁通量的变化情况．‎ 解：线圈在实线位置时，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大；线圈在虚线位置时，磁感线与线圈平行，没有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量为零，则当线圈由实线位置绕其底边转过90°至水平位置的过程中，穿过线圈的磁通量逐渐变小．‎ 故选B 点评：对于非匀强磁场中线圈的磁通量，可以根据磁感线的条数，确定如何变化．对于匀强磁场，可以根据公式Φ=BScosθ判断磁通量如何变化．‎ ‎3．C ‎【解析】‎ 试题分析：要使线圈中不能产生感应电流，通过线圈的磁通量就应该是不变的，而A、B都是水平左右移动，而直导线产生的磁场在水平方向上分布是不均匀的，靠近直导线处的磁场强，远离直导线处的磁场弱，所以它能产生的感应电流，A、B错误；如果让线圈竖直向下平移，则穿过线圈的磁通量是不变的，故这个操作不能使线圈产生感应电流，C错误；当线圈以bc边为轴转动时，由于线圈的面积在改变，故穿过线圈的磁通量在变化，所以它也能产生感应电流，故D是错误的。‎ 考点：法拉第电磁感应定律。‎ ‎4．A ‎【解析】‎ 试题分析：在电建S接通的瞬间，通电螺线管产生磁场，穿过铜环的磁通量增大产生感应电流，感应电流产生的新磁场与原磁场方向相反，相互排斥，故选A。‎ 考点：电磁感应定律的应用 ‎5．B ‎【解析】‎ 试题分析：磁通量变化相同，第一次时间短，则第一次线圈中磁通量变化较快，故A错误；感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率大，感应电动势大，产生的感应电流大，故B正确，C错误；断开电键，电流表不偏转，知感应电流为零，但感应电动势不为零，故D错误。‎ 考点：考查了法拉第电磁感应 ‎6．B ‎【解析】‎ 试题分析：当条形磁铁向下运动过程中，导致线圈的磁通量发生变化，从而由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势．‎ 解：由法拉第电磁感应定律得感应电动势大小是：‎ ‎ E===V=0.8V 故选：B．‎ 点评：此题关键掌握法拉第电磁感应定律，并能用来解决求解感应电动势的问题．‎ ‎7．B ‎【解析】由E=BLV可知V=5m/S，B对；‎ ‎8．D ‎【解析】条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时，根据楞次定律，有阻碍其增加效果，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势，当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右，D正确。‎ ‎9．A ‎【解析】导线在磁场中做切割磁感线运动,就能产生感应电动势，但是如果电路不闭合，就不会有感应电流。导体受到的力不一定与运动方向相反，可能成某一角度。答案选A。‎ ‎10．D ‎【解析】产生感应电流的条件是，闭合回路磁通量发生变化，线圈左右移动，或者上下移动，磁通量都不变，故不会产生感应电流，如果线圈在磁场中绕某一直径匀速转动，磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流 故选D ‎11．A ‎【解析】当滑动变阻器的滑动头由a端滑向b端的过程中，A线圈中电流由b流向a，A线圈两端的电势差先变小，又楞次定律知R中的感应电流方向是由c经R到d；当滑片滑过中点后，A线圈中电流由a流向b，A线圈两端的电势差变大，又楞次定律知R中的感应电流方向是由c经R到d；‎ ‎12．D ‎【解析】从阻碍回路面积变化的角度看:当磁铁靠近闭合回路时，磁通量增加，两导体棒由于受到磁场对其中感应电流力的作用而互相靠拢以阻碍磁通量的增加，故A 项正确;从阻碍相对运动角度看:磁铁靠近回路时必受到阻碍靠近的向上的力的作用，因此磁铁的加速度小于g，故D项正确。‎ 点评：本题属于楞次定律的拓展应用范围，通过感应电流阻碍相对运动和引起面积变化的两个角度阻碍磁通量的变化，表明了感应电流产生的“原因”和“结果”之间的规律，对于以后关于应用楞次定律的应用提供了便利条件 ‎13．AC ‎【解析】‎ 试题分析：当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量在增加，故线圈产生的感应电流的磁场要阻碍这种增加，故线圈中的感应电流使线圈上方形成N极，故磁铁与线圈相互排斥，A正确，B错误；再由右手定则可判断螺线管中的电流方向，故通过R的感应电流方向为从a到b，C正确，D错误。‎ 考点：电磁感应现象。‎ ‎14．BD ‎【解析】‎ 试题分析：根据法拉第电磁感应定律可求E=BLv=5mV，所以C错误；D正确；再根据右手定则可判断河南岸的电势较高，所以A错误；B正确。‎ 考点：本题考查法拉第电磁感应定律、右手定责 ‎15．BD ‎【解析】‎ 试题分析：由法拉第电磁感应定律知，故A错误，B正确．根据闭合电路欧姆定律知，故C错误，D正确．‎ 故选BD 考点：法拉第电磁感应定律．‎ 点评：解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律以及会运用闭合电路欧姆定律求感应电流．‎ ‎16．CD ‎【解析】‎ 试题分析：当闭合回路中磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流 A、图A中通过闭合线圈的磁通量做周期性变化，则回路中由感应电流产生；错误 B、图B中随线框向右移动，磁通量减小，则回路中由感应电流产生；错误 C、图C中线圈向下移动过程中，线圈中磁通量保持为零，不变，不产生感应电流；正确 D、图D中线圈在匀强磁场中，磁通量Φ=BS，保持不变，不产生感应电流；正确 故选CD 考点：感应电流的产生条件 点评：感应电流的产生条件是：通过闭合回路中磁通量发生变化。‎ ‎17．BC ‎【解析】‎ 试题分析：电路中的感应电动势E=BLV，A错。电路中的感应电流I=Blv/R，B对。跟据右手定则，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 考点：考查法拉第电磁感应定律 点评：难度较小，熟练掌握法拉第电磁感应定律的内容，明确电源为产生感应电动势的导体，在电源内部电流从负极流向正极 ‎18．AD ‎19 法拉第 ，甲 ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现。‎ 电磁感应现象的特点是没有电源而有一个电流表，用来测量产生的电流，故探究这个现象应选用如图中甲所示的装置进行实验。‎ 考点：本题考查了物理学史、电磁感应。‎ ‎20．0.2 b至a ‎【解析】‎ 试题分析：导体棒PQ运动时切割磁感线，回路中的磁通量发生变化，因此有感应电流产生，根据右手定则可以判断电流方向，由E=BLv可得感应电动势的大小．‎ 当导体棒PQ运动时，根据法拉第电磁感应定律得：E=BLv=0.1×0.2×10=0.2V，根据右手定则可知，通过ab的电流为从b点流向a点．‎ 故选D．‎ 考点：右手定则；导体切割磁感线时的感应电动势．‎ 点评：本题比较简单，考查了导体切割磁感线产生电动势和电流方向问题，注意公式E=BLv的适用条件和公式各个物理量的含义．‎ ‎21．4×10-4，1.6。‎ ‎【解析】‎ 试题分析：穿过线圈的磁通量的变化是△Ф=（B2－B1）×S×sin30°= (0.5T－0.1T)×20×10－4m2×0.5=4×10－4 Wb；根据法拉第电磁感应定律得，线圈产生的感应电动势的大小是E=n=1.6V。‎ 考点：磁通量及磁通量的变化，电磁感应定律的简单计算。‎ ‎22．__增大___，__减小__‎ ‎【解析】略 ‎23．0.05N ‎【解析】‎ 试题分析：导体棒ab垂直切割磁感线 考点：考查了导体切割磁感线运动 点评：当金属棒在导轨上以某一速度向右做匀速滑动时，切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，‎ ‎24．（1）6.4×10－4 Wb（2）（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：⑴△Φ＝Φ2－Φ1＝6.4×10－4 Wb 3分 ‎（2）根据公式可得 ‎（3）根据欧姆定律可得 考点：考查了法拉点电磁感应定律的应用 点评：在用法拉第电磁感应定律计算的时候，千万不要忘记匝数 ‎25．（1）4m/s（2）（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：⑴ 由动能定理有：（2分）‎ 解得=4m/s （2分）‎ ‎⑵ 棒ab产生的感应电动势（2分）‎ 回路中感应电流（1分）‎ 棒ab匀速运动, 有：（2分）‎ 解得（2分）‎ ‎⑶解法一 ‎ 由焦耳定律 有 （2分）‎ 又 （1分）‎ 解得 （1分）‎ 解法二：‎ 由能量守恒定律 有 （2分） ‎ ‎ （1分）‎ 解得 （1分）‎ 考点：考查了动能定理，能量守恒定律，导体切割磁感线运动