高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应综合与测试达标测试

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第二章　电磁感应本章复习提升易混易错练易错点1　磁通量变化的判断不正确1.()如图所示,矩形线框abcd由静止开始运动,若要使线框中产生感应电流且磁通量逐渐变大,则线框的运动情况应该是(　　)A.向右平动(ad边还没有进入磁场)B.向上平动(ab边还没有离开磁场)C.以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)D.以ab边为轴转动(转角不超过90°)易错点2　不能从能量转化的角度理解楞次定律2.()(多选)圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在O点,导体环可以在竖直平面内来回摆动,空气阻力和摩擦力均不计。在如图所示的正方形区域内有匀强磁场,磁场方向垂直于圆环的摆动面指向纸内。下列说法中正确的有(　　)A.导体环在摆动过程中机械能守恒B.导体环进入磁场和离开磁场时,环中电流的方向一定相反C.导体环通过最低点时,环中感应电流最大D.最后导体环在匀强磁场中摆动时,机械能守恒易错点3　不理解公式E=Blv中速度v的含义3.()如图所示,导体棒ab长为4L,匀强磁场的磁感应强度为B,导体棒绕过O点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动,a与O间的距离很小,可以忽略。则a端和b端的电势差Uab等于(　　)　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.2BL2ω B.4BL2ω C.6BL2ω D.8BL2ω易错点4　混淆路端电压和电源电动势4.()如图所示,abcd是边长为L、每边电阻均相同的正方形导体线框,现使线框以恒定的速度v沿x轴运动,并穿过倾角为45°的三角形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。自线框b点在O位置时开始计时,则在t=时间内,a、b两点间的电势差U随时间t变化的图线为(　　)易错点5　断电自感中电流方向的判断不正确5.()如图所示,L为电阻很小的电感线圈,G1和G2为内阻不计且零点在表盘中央的电流计。当开关S处于闭合状态时,两表的指针皆偏向右方。那么,当开关S断开时,将出现下面哪种现象(　　)A.G1和G2的指针都立即回到零点B.G1的指针立即回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点C.G1的指针缓慢地回到零点,而G2的指针立即偏向左方,然后缓慢地回到零点D.G1的指针立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点易错点6　断电自感中灯泡出现闪亮情况分析不到位6.()在如图所示的电路中,L1、L2为两个完全相同的灯泡,L为电感线圈,在S闭合状态下,L1、L2都能正常发光。现突然断开S,则(　　)A.L1、L2会闪亮一下再熄灭B.L1会闪亮一下再熄灭,L2突然熄灭C.L1、L2同时熄灭D.L2先熄灭,L1后熄灭思想方法练一、守恒思想1.()某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度。实验装置如图甲所示,不计电阻的足够长光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中,导轨间距为d,其平面与磁场方向垂直。电流传感器与阻值为R的电阻串联接在导轨上端。质量为m、有效阻值为r的导体棒AB由静止释放沿导轨下滑,该过程中电流传感器测得电流随时间变化的规律如图乙所示,电流最大值为Im。棒下滑过程中与导轨保持垂直且接触良好,不计电流传感器的内阻及空气阻力,重力加速度为g。(1)求该磁场的磁感应强度大小;(2)求在t1时刻棒AB的速度大小;(3)在0~t1时间内棒AB下降的高度为h,求此过程电阻R产生的电热。     二、微元法2.()如图所示,空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度B=1 T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5 m,现有一边长l=0.2 m、质量m=0.1 kg、电阻R=0.1 Ω的正方形线框MNOP以v0=7 m/s 的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场,求:(1)线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F。(2)线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q。(3)线框能穿过的完整条形磁场区域的个数。    
答案全解全析易混易错练1.A　选项A和D所描述的情况,线框在磁场中的有效面积S均发生变化(A情况下S增大,D情况下S变小),穿过线框的磁通量均改变,由产生感应电流的条件知线框中会产生感应电流。而选项B、C所描述的情况中,穿过线框的磁通量均不改变,不会产生感应电流,故排除B、C。选项D中所描述的情况磁通量的大小变小,故选A。2.BD　导体环在进、出磁场过程中,穿过环的磁通量发生变化,有感应电流产生,机械能转化为电能,故机械能不守恒,选项A错误;导体环进入和离开磁场时,穿过环的磁通量分别增大和减小,根据楞次定律及安培定则可知感应电流的方向相反,选项B正确;导体环通过最低点时,环中磁通量不变化,感应电流为零,选项C错误;当导体环在匀强磁场中摆动时,穿过环的磁通量不再变化,不再有感应电流产生,只有重力做功,则机械能守恒,选项D正确。易错警示　解答本题易犯的错误是认为在导体环摆动的整个过程中只有重力做功,机械能守恒。3.D　由E=Blv知,导体棒ab切割磁感线的总长度为4L,切割磁感线的平均速度=ω·4L=2Lω,则感应电动势为E=B·4L·2Lω=8BL2ω,故Uab=E=8BL2ω,选项D正确。4.D　在t=时刻,ab边刚好完全进入磁场,产生的感应电动势E=BLv,a、b两点间的电压等于路端电压,故Uab=BLv,选项C错误;在t=时刻,线框刚好完全进入磁场,a、b两点间的电压等于电动势E,选项A、B错误,D正确。5.D　当开关断开时,电流计G1、G2与电感线圈组成闭合回路。流过G1的电流方向发生改变,流过G2的电流方向不变,电流逐渐变为零。G1的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点,选项D正确。6.C　在S接通状态下,L1、L2都能正常发光,则两支路的电流相等,设为I;当开关S断开时,由L1、L2及线圈组成闭合回路,电流由I逐渐减小,所以L1、L2中的电流不会比原来大,因此L1、L2一定不会闪亮一下,而是同时变暗到熄灭,选项C正确,A、B、D错误。思想方法练1.答案　(1)　(2)　(3)-解析　(1)当电流达到最大值Im时,棒做匀速直线运动,这时棒受到的安培力和重力平衡。F安=BImdG=mg解得B=。(2)t1时刻,棒AB产生的感应电动势E=Bdv由闭合电路欧姆定律得Im=解得v=(3)根据能量守恒定律,可得电路中产生的总电热Q=mgh-mv2电阻R上产生的电热QR=Q解得QR=-。2.答案　(1)2.8 N　(2)2.45 J　(3)4个解析　(1)线框MN边刚进入磁场区域时,产生的感应电动势E=Blv0感应电流I=安培力F=BlI联立解得F==2.8 N(2)线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中,在水平方向上,线框进磁场和出磁场时受安培力作用做匀减速运动,在无磁场区域以及全部在磁场中时做匀速直线运动,在竖直方向上的合力等于重力,做自由落体运动。设线框竖直下落的位移为H,速度为vH,以线框竖直下落的初始位置为零势能点,根据能量守恒定律有mgH+m=Q+m根据自由落体运动规律有=2gH解得Q=m=2.45 J(3)只有在线框进入和穿出条形磁场区域时,才产生感应电动势。设线框部分进入磁场区域的距离为x时,水平分速度为v感应电动势E=Blv感应电流I=安培力F=BlI解得F=v取很短的一段时间Δt,在t→t+Δt时间内,由动量定理得-FΔt=mΔv求和得vΔt=Δx=mv0解得x=mv0穿过条形磁场区域的个数为n=解得n≈4.4可知线框能穿过4个完整条形磁场区域。