1、优质文档优质文档温馨提示：此套题为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word 文档返回原板块。单元评估检测(十一)第十二章(60分钟 100 分) 一、选择题(本大题共 12小题,每小题 6分,共 72分。每小题至少一个答案正确,选不全得 4分)1.(2013玉林模拟)如图所示,“U”形金属框架固定在水平面上,金属杆 ab与框架间无摩擦。整个装置处于竖直方向的磁场中。若因磁场的变化,使杆 ab向右运动,则磁感应强度 ( )A.方向向下并减小 B.方向向下并增大C.方向向上并增大 D.方向向上并减小2.(2013徐州模拟)如图甲所示,竖直放置
2、的无限长直导线的右侧固定一小圆环,直导线与小圆环在同一平面内,导线中通入如图乙所示电流(规定电流方向向上时为正),下列说法正确的是 ( )A.当 0t 时,环中电流沿逆时针方向T4优质文档优质文档B.当 t 时,环中电流越来越大T4 T2C.当 t 时,环中电流沿顺时针方向T2 34D.当 tT时,环有收缩的趋势343.用相同导线绕制的边长为 l 或 2l 的四个闭合导体线框 a、b、c、d,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。在每个线框进入磁场的过程中,M、N 两点间的电压分别为 Ua、U b、U c和 Ud。下列判断正确的是 ( )A.UaUbUcUd B.UaUbUdUcC.Ua
3、=UbUc=Ud D.UbUaUdUc4.(2013梧州模拟)图中 L是绕在铁芯上的线圈,它与电阻 R、R 0、开关和电池 E构成闭合回路。开关 S1和 S2开始都处于断开状态。设在 t=0时刻,接通开关 S1,经过一段时间,在 t=t1时刻,再接通开关 S2,则能较准确表示电阻 R两端的电势差 Uab随时间 t变化的图线是 ( )优质文档优质文档5.如图所示,金属杆 ab静放在水平固定的“U”形金属框上,整个装置处于竖直向上的磁场中。当磁感应强度均匀增大时,杆 ab总保持静止,则 ( )A.杆中感应电流方向是从 b到 aB.杆中感应电流大小保持不变C.金属杆所受安培力逐渐增大D.金属杆受三个
4、力作用而保持平衡6.如图所示,光滑绝缘水平面上有一矩形线圈冲入一匀强磁场,线圈全部进入磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场宽度大于线圈宽度,那么 ( )A.线圈恰好在刚离开磁场的地方停下B.线圈在磁场中某位置停下C.线圈在未完全离开磁场时即已停下D.线圈完全离开磁场以后仍能继续运动,不会停下来7.两块水平放置的金属板间的距离为 d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为 r,线圈中有竖直方向的磁场,电阻 R与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为 m、电荷量+q 的油滴恰好处于静止状态,则线圈中的磁感应强度 B的变化情况和磁通量的变化率分别是 ( )A.磁感应强度 B竖直向上
5、且正增强, = d优质文档优质文档B.磁感应强度 B竖直向下且正增强, = dC.磁感应强度 B竖直向上且正减弱, = d(+)D.磁感应强度 B竖直向下且正减弱, = d(+)8.(2013玉林模拟)如图所示,有缺口的金属圆环与板间距为 d的平行板电容器的两极板焊接在一起,金属圆环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场,现使金属圆环以恒定不变的速率 v向右运动由磁场外进入磁场,在金属圆环进入磁场的过程中,电容器带电荷量 Q随时间 t变化的定性图像应为 ( )9.如图所示,矩形线圈长为 L,宽为 h,电阻为 R,质量为m,在空气中竖直下落一段距离后(空气阻力不计),进入一宽为 h、磁感应强度为 B的匀
6、强磁场中,线圈进入磁场时的动能为 Ek1,穿出磁场时的动能为 Ek2,这一过程中产生的焦耳热为 Q,线圈克服安培力做的功为 W1,重力做的功为 W2,线圈重力势能的减少量为 E p,则以下关系中正确的是( )A.Q=Ek B.Q=W2-W1C.Q=W1 D.W2=W1+Ek2-Ek1优质文档优质文档10.如图甲所示,在 PQ、QR 区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面。一导线框 abcdef位于纸面内,框的邻边都相互垂直,bc 边与磁场的边界 P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从 t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域。以 abcdefa 为线框中的
7、电动势 E的正方向,则如图乙所示的四个 E-t关系示意图中正确的是 ( )11.(2013深圳模拟)如图所示,平行金属导轨与水平面成 角,导轨与固定电阻 R1和 R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,有一导体棒 ab,质量为 m,导体棒的电阻与固定电阻 R1和 R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为 ,导体棒 ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为 v时,受到安培力的大小为 F,此时 ( )A.电阻 R1消耗的热功率为F3B.电阻 R2消耗的热功率为F6C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为 mgvsin优质文档优质文档D.整个装置消耗的机械功率为 Fv12.(2012济南模拟)一个闭合回路由两部分
8、组成,如图所示,右侧是电阻为 r的圆形导线,置于竖直方向均匀变化的磁场 B1中;左侧是光滑的倾角为 的平行导轨,宽度为 d,其电阻不计。磁感应强度为 B2的匀强磁场垂直导轨平面向上,且只分布在左侧,一个质量为 m、电阻为 R的导体棒 ab此时恰好能静止在导轨上,分析下述判断正确的是 ( )A.圆形导线中的磁场,可以方向向上均匀增强,也可以方向向下均匀减弱B.导体棒 ab受到的安培力大小为 mgsinC.回路中的感应电流为m2D.圆形导线中的电热功率为 (R+r)m222222二、计算题(本大题共 2小题,共 28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)13.(13分)如图甲所
9、示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,两导轨的上端接有电阻,阻值 R=2。虚线 OO下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁场磁感应强度为 2T。现将质量 m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从 OO上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触,且始终保持水平,不计导轨的电阻。已知金属杆下落 0.3m的过程中加速度 a与下落距离 h的关系图像如图乙所示。(g 取 10m/s2)求:优质文档优质文档(1)金属杆刚进入磁场时速度多大?下落了 0.3m时速度多大?(2)金属杆下落 0.3m的过程中,在电阻 R上产生多少热量?14.(15分)边长 L=0.1m的正
10、方形金属线框 abcd,质量 m=0.1kg,总电阻R=0.02,从高为 h=0.2m处自由下落(abcd 始终在竖直平面内且 ab水平),线框下有一水平的有界匀强磁场,竖直宽度 L=0.1m,磁感应强度 B=1.0 T,方向如图所示(g=10m/s 2)。求:(1)线框穿越磁场过程中产生的热。(2)全程通过线框横截面的电荷量。(3)在坐标系中画出线框从开始下落到 dc边穿出磁场的速度与时间的图像。答案解析优质文档优质文档1.【解析】选 A、D。因磁场变化,产生电磁感应现象,杆 ab 中有感应电流产生,而使杆 ab 受到磁 场力的作用 ,并向右运动。ab 向右运动,使得闭合回路中磁通量有增加的
11、趋势,说明原磁场的磁通量必定减弱,即磁感应强度正在减小,与方向向上、向下无关。故 A、D 正确,B、 C 错误。2.【解析】选 A、B、C。当 0t 时,环中磁场向内变大,环中电流沿逆时针方向,选T4项 A 正确;当 t 时,环中磁场变化率越来越大,直至 t= 时达到最大,环中电流T4 T2 T2越来越大,选项 B 正确;当 t 时,环中磁场向外变大,环中电流沿顺时针方向,T2 34选项 C 正确;当 tT 时,环中磁场变小,环有扩张的趋势,选项 D 错误。343.【解析】选 B。当 线框 进入磁场时,边 MN 切割磁感线,相当于电源,因此 MN 两端的电压为路端电压,根据闭合电路欧姆定律可正
12、确解答。线框进入磁场的过程中切割磁感线,a、 b 产生的感应电动势是 c、d 电动势的一半,而不同的线框的电阻不同,设 a 线框电阻 为 4r,b、c、d 线框的电 阻分别为 6r、8r、6r,则有Ua=Blv = ,Ub=Blv = ,3434 5656Uc=B2lv = ,Ud=B2lv = ,6832 4643故 A、C、D 错误,B 正确。【变式备选】(2013 湖州模拟) 如图所示,在坐标系 xOy中,有边长为 a 的正方形金属 线框 abcd,其一条对角线 ac 和 y 轴重合、 顶点 a 位于坐标原点 O 处。在 y轴的右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁优质文档优质文档场,磁
13、场的上边界与线框的 ab 边刚好完全重合,左边界与 y 轴重合,右边界与 y 轴平行。t=0 时刻,线框以恒定的速度 v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取沿 abcda 的感应电流方向为正,则在线框穿越磁场区域的过程中,感应电流 i、ab 间的电势差 Uab 随时间 t 变化的图线是图中的 ( )【解析】选 A、D。在 线框穿越磁场区域的过程中,0 时间内,ab 边切割磁感线,且a有效长度随时间均匀减小, 时间内,cd 边切割磁感线,且有效长度随时间均a 2匀减小,由法拉第电磁感应定律、楞次定律和闭合电路欧姆定律可得,感应电流 i随时间 t 变化的图线是图中的 A;设 ab 边电阻为
14、r,有效切割长度为 L,在 ab 边切割磁感线的过程中,ab 间的电势差大小 Uab= ,在 cd 边切割磁感线的过程中,34ab 间的电势 差大小 Uab= ;两种情况下 Uab 都为负值,所以 ab 间的电势差 UabB4随时间 t 变化的图线是图中的 D。4.【解析】选 A。在 t=0 时刻,接通开关 S1,由于线圈的自感作用,流过 R 的电流逐渐增大到某一固定值 I0,在 t=t1时刻,再接通开关 S2,电源与电阻 R0 被短路,线圈与R、S1、S2组成闭合回路,由于线圈的自感作用,流过 R 的电流沿原方向从 I0 逐渐减小到零。由于电阻 R 两端的电势差 Uab 正比于流过的电流,故
15、只有 A 正确。优质文档优质文档5.【解析】选 B、C。由楞次定律知回路中感 应电 流的方向为顺时针,A 错; 由法拉第电磁感应定律得 E= = S,即 E 不变,而 I= ,故 B 对;F 安 =BIL,由于 B 均匀增大,故 EF 安 均匀增大 ,C 对;杆静止,受重力、支持力、安培力、摩擦力四个力而保持平衡,D错。6.【解析】选 D。线圈冲入匀强磁场时,产生感 应电流,线圈受安培力作用做减速运动,动能减少。同理,线圈冲出匀强磁场时,动能也减少,进、出时减少的动能都等于安培力做的功。由于进入时的速度大,故感应电流大,安培力大,安培力做的功也多,减少的动能也多,线圈离开磁场过程中,损失的动能
16、少于它在磁场外面时动能的一半,因此线圈离开磁场后仍继续运动。故 D 项 正确。7.【解析】选 C。由平衡条件知,下金属板带正电,故电流应从线圈下端流出,由楞次定律可以判定磁感应强度 B 竖直向上且正减弱或竖直向下且正增强,A、D 错误;因 mg=q ,U= R,E=n ,联立可求得 = ,故只有 C 项正确。U E+ d(+)【总结提升】电磁感应电路问题五点注意(1)产生感 应电动势 的导体相当于一个电源,感应电动势等效于电源电动势,产生感应电动势的导体的电阻等效于电源的内阻。(2)电源内部电流的方向是从负极流向正极,即从低电势流向高电势。(3)产生感 应电动势 的导体跟用电器连接,可以对用电器供电,由闭合电路欧姆定律求解各种问题。(4)产生感 应电动势 的导体跟电容器连接,可对电容器充电,稳定后,电容器相当于断路,其所带电量可用公式 Q=CU 来计算。
