人教版 (2019)選擇性必修第二冊第二章電磁感應(yīng)綜合與測試教課內(nèi)容ppt課件-課件下載-教習網(wǎng)

第二章　學業(yè)質(zhì)量標準檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題　共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1. (2020·遼寧省本溪市高二上學期期末)如圖所示為“跳環(huán)實驗”的實驗裝置，將一個帶較長鐵芯的線圈L、開關(guān)S和直流電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)，閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻沿鐵芯豎直跳起一定高度，待電路穩(wěn)定又落下來。某同學由此實驗受到啟發(fā)，設(shè)想在此實驗的基礎(chǔ)上進行改進，使套環(huán)跳起后不落下來，懸在線圈正上方，成為一個“磁懸浮環(huán)”，下列哪種方案可能實現(xiàn)他的設(shè)想(　C　)A．增大直流電源的電壓B．選用匝數(shù)更多的線圈C．把直流電源換成交流電源D．選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)解析：增大直流電源的電壓，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大，跳起更高，但還會掉下來，故 A錯誤；選用匝數(shù)更多的線圈，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大，跳起更高，但還會掉下來，故B錯誤；把直流電源換成交流電源，則在線圈中始終有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則套環(huán)總受安培力作用，這樣可以使套環(huán)跳起后不落下來，成為一個“磁懸浮環(huán)”，選項C正確；選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)，只是跳起更高，但還會掉下來，故D錯誤。2．(2021·陜西省西安三中高二期中)如圖所示，ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當滑動變阻器R的滑片P自右向左滑動的過程中，線圈ab將(　C　)A．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源的極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動方向B．順時針轉(zhuǎn)動C．逆時針轉(zhuǎn)動D．靜止不動解析：當滑動變阻器的滑片P自右向左滑動時，引起線圈電流減小，通電螺線管穿過線框的磁場強度減小，引起閉合矩形線框的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。線框所在位置的磁場方向大致是水平的，要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的減小，所以線框逆時針轉(zhuǎn)動，故選C。3.如圖所示，在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水。給線圈通入電流，一段時間后，一個容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是(　C　)A．恒定直流、小鐵鍋B．恒定直流、玻璃杯C．變化的電流、小鐵鍋D．變化的電流、玻璃杯解析：通入恒定直流時，所產(chǎn)生的磁場不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場，鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高；渦流是由變化的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會升溫。4．現(xiàn)代科學研究中常用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場加速電子的設(shè)備，如圖甲。電子感應(yīng)加速器主要有上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空盒組成。當電磁鐵繞組通以變化的電流時，產(chǎn)生變化的磁場，穿過真空盒所包圍的區(qū)域內(nèi)的磁通量也隨時間變化，這時真空盒空間內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)渦旋電場，電子將在渦旋電場作用下加速。如圖乙所示(上圖為側(cè)視圖、下圖為真空盒的俯視圖)，如電子被“約束”在半徑為R的圓周上運動，當電磁鐵繞組通有圖示所示的電流時(　A　)A．若電子沿逆時針運動，保持電流的方向不變，當電流增大時，電子將加速B．若電子沿順時針運動，保持電流的方向不變，當電流增大時，電子將加速C．若電子沿逆時針運動，保持電流的方向不變，當電流減小時，電子將加速D．被加速時電子做圓周運動的周期不變解析：當電磁鐵繞組通有題圖中所示的電流時，由安培定則可知將產(chǎn)生向上的磁場，當電磁鐵繞組中電流增大時，根據(jù)楞次定律和安培定則可知，這時真空盒空間內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感生電場，電子沿逆時針運動，電子將加速，選項A正確，選項B、C錯誤；由于電子被“約束”在半徑為R的圓周上運動，被加速時電子做圓周運動的周期減小，選項D錯誤。5．圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈。實驗時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈 A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈 A2逐漸變亮，而另一個相同的燈 A3立即變亮，最終 A2與 A3的亮度相同。下列說法正確的是(　C　)A．圖1中， A1與L1的電阻值相同B．圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后， A1中電流大于L1中電流C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等解析：題圖1中，穩(wěn)定時通過 A1的電流記為I1，通過L1的電流記為IL。S1斷開瞬間， A1突然變亮，可知IL>I1，因此 A1和L1電阻不相等，所以A、B錯誤；題圖2中，閉合S2時，由于自感作用，通過L2與 A2的電流I2會逐漸增大，而通過R與 A3的電流I3立即變大，因此電流不相等，所以D錯誤；由于最終 A2與 A3亮度相同，所以兩支路電流I相同，根據(jù)部分電路歐姆定律，兩支路電壓U與電流I均相同，所以兩支路電阻相同。由于 A2、 A3完全相同，故變阻器R與L2的電阻值相同，所以C正確。6．(2020·河南省鄭州市高二上學期期末)如圖甲所示，一根電阻R＝4 Ω的導(dǎo)線繞成半徑d＝2 m的圓，在圓內(nèi)部分區(qū)域存在變化的勻強磁場，中間S形虛線是兩個直徑均為d的半圓，磁感應(yīng)強度隨時間變化如圖乙所示(磁場垂直于紙面向外為正，電流逆時針方向為正)，關(guān)于圓環(huán)中的感應(yīng)電流—時間圖像，下列選項中正確的是(　C　)
解析：0～1 s，感應(yīng)電動勢為：E1＝S＝× V＝4π V，感應(yīng)電流大小為：I1＝E1/R＝4π/4 A＝π A，由楞次定律知，感應(yīng)電流為順時針方向，為負方向，1～3 s感應(yīng)電流大小為π A，方向為正方向，故C正確，A、B、D錯誤。7．如圖所示，一軌道的傾斜部分和水平部分均處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，且磁場方向都與軌道平面垂直，水平軌道足夠長。一質(zhì)量為m的水平金屬棒ab，從靜止開始沿軌道下滑，運動過程中金屬棒ab始終保持與軌道垂直且接觸良好。金屬棒從斜軌道轉(zhuǎn)入水平軌道時無機械能損失。關(guān)于ab棒運動的“速度—時間”圖像，可能正確的是(　CD　)解析：金屬棒在斜軌道運動時，先做加速運動，隨著速度的增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流增大，金屬棒所受的向后安培力增大，合力減小，加速度減小，當加速度減小至零做勻速運動。金屬棒進入水平軌道后受到向左的安培力，做減速運動，速度減小，安培力減小，所以做加速度減小的變減速運動，則知CD兩圖是可能的，AB不可能，故選CD。8. (2020·江蘇省淮安市高二上學期期末)如圖所示，一根足夠長通以圖示方向電流的直導(dǎo)線水平放置，直導(dǎo)線的正上方某處有懸點，用絕緣細線懸掛一銅圓環(huán)從圖示A點由靜止釋放，在圓環(huán)運動到最低點的過程中。下列說法正確的是(　BC　)A．圓環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時針方向B．圓環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向C．圓環(huán)所受安培力的方向總是豎直向上D．圓環(huán)所受安培力的方向總是與圓環(huán)的運動方向相反解析：根據(jù)安培定則，通電直導(dǎo)線下方區(qū)域磁場方向垂直紙面向里，上方區(qū)域磁場方向垂直紙面向外，圓環(huán)由A點開始運動到最低點過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律，圓環(huán)中感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向里，感應(yīng)電流的方向順時針，故 A錯誤、B正確；因為磁感應(yīng)強度在水平方向均勻分布，把圓環(huán)分成若干份，可以知道對稱的一小段在水平方向的安培力是大小相等，方向相反的，故圓環(huán)所受安培力的方向總是豎直向上的，故C正確、D錯誤。9．在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝5 000匝，橫截面積S＝20 cm2，螺線管導(dǎo)線電阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強度按如圖乙所示的規(guī)律變化(規(guī)定磁感應(yīng)強度B向下為正)，則下列說法中正確的是(　AD　)A．螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1 VB．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率為5×10－2 WC．電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板帶負電D．S斷開后，流經(jīng)R2的電流方向由下向上解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E＝n＝nS；代入數(shù)據(jù)可求出：E＝1 V，故 A正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：I＝＝ A＝0.1 A；根據(jù)P＝I2R1得：P＝0.12×4 W＝4×10－2W，故B錯誤；根據(jù)楞次定律可知，螺線管下端電勢高，則電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電，故C錯誤；S斷開后，電容器經(jīng)過電阻R2放電，因下極板帶正電，則流經(jīng)R2的電流方向由下向上，故D正確；故選AD。10．(2021·安徽省池州市第一中學高二下學期期中)如圖所示，磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場垂直于光滑金屬導(dǎo)軌平面向外，導(dǎo)軌左右兩端電路所在區(qū)域均無磁場分布。垂直于導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒接入電路的長度為L、電阻為R0，在外力作用下始終以速度v0從左向右做勻速直線運動。小燈泡電阻為2R0，滑動變阻器總阻值為4R0。圖示狀態(tài)滑動觸頭位于a、b的正中間位置，此時位于平行板電容器中的P處的帶電油滴恰好處于靜止狀態(tài)。電路中其余部分電阻均不計，各接觸處都接觸良好，且導(dǎo)軌足夠長，下列說法正確的是 (　CD　)A．當下極板接地，若將上極板豎直向上移動稍許，其余條件均不變，則油滴的電勢能將增加，且P點電勢將降低B．油滴帶負電C．圖示狀態(tài)下，Δt時間內(nèi)通過小燈泡的電荷量為D．若將滑動變阻器的滑片向b端移動，小燈泡將變暗解析：由右手定則知，平行板電容器上板為負極板，板間場強方向豎直向上，油滴靜止時，受到的電場力豎直向上，故油滴帶正電，選項B錯誤；將下極板接地，上極板豎直向上移動，板間場強減小，則下極板與P點的電勢差減小，而U下P＝φ下－φP＝－φP，故P點電勢φP升高，選項A錯誤；導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝BLv0，回路總電阻R＝2R0，回路總電流I＝，故Δt時間內(nèi)通過小燈泡的電荷量q＝，選項C正確；滑動變阻器的滑片向b端移動，回路總電阻減小，總電流增大，電源的路端電壓減小，故小燈泡將變暗，選項D正確。第Ⅱ卷(非選擇題　共60分)二、填空題(共2小題，每小題8分，共16分。把答案直接填在橫線上)11．(2021·河南省創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟高二下學期聯(lián)考)如圖甲所示，G為沒有電流通過時，指針指在中央的靈敏電流表，連接在直流電路中時的偏轉(zhuǎn)情況，磁鐵旁的箭頭表示運動方向?，F(xiàn)用該靈敏電流表完成如圖乙、丙、丁的電磁感應(yīng)實驗，則圖乙中靈敏電流表的指針將向左(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)；圖丙中的條形磁鐵的運動方向為向上(選填“向上”或“向下”)；圖丁中的條形磁鐵下端為N(“S”或“N”)極。解析：(1)圖甲說明，當電流從靈敏電流表左側(cè)接線柱流入靈敏電流表時，靈敏電流表指針向右偏；圖乙中磁鐵的N極靠近線圈時，線圈中磁通量是向下的增加，據(jù)楞次定律可得，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流會從靈敏電流表的右側(cè)接線柱流入靈敏電流表，則靈敏電流表指針向左偏；(2)圖丙中靈敏電流表指針向左偏，說明線圈中電流會從靈敏電流表的右側(cè)接線柱流入，線圈中感應(yīng)電流的磁場向上，磁鐵在線圈中磁場方向向上，則條形磁鐵的運動方向是向上(導(dǎo)致線圈中磁通量減小)；(3)圖丁中靈敏電流表指針向右偏，說明線圈中電流從靈敏電流表的左側(cè)接線柱流入，線圈中感應(yīng)電流的磁場向下，條形磁鐵的運動方向是向上，導(dǎo)致線圈中磁通量減小，所以磁鐵在線圈中磁場方向向下，即圖丁中的條形磁鐵下端為N極。12.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后，又發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機——法拉第圓盤發(fā)電機，揭開了人類將機械能轉(zhuǎn)化為電能并進行應(yīng)用的序幕。法拉第圓盤發(fā)電機的原理如圖所示，將一個圓形金屬盤放置在電磁鐵的兩個磁極之間，并使盤面與磁感線垂直，盤的邊緣附近和中心分別裝有與金屬盤接觸良好的電刷A、B，兩電刷與靈敏電流計相連。當金屬盤繞中心軸按圖示方向轉(zhuǎn)動時，則電刷A的電勢低于電刷B的電勢(填“高于”“低于”或“等于”)；若僅提高金屬盤轉(zhuǎn)速，靈敏電流計的示數(shù)將增大；(填“增大”“減小”或“不變”)；若僅將滑動變阻器滑動頭向左滑，靈敏電流計的示數(shù)將減小(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：根據(jù)安培定則可知，電磁鐵產(chǎn)生的磁場方向向右，由右手定則判斷可知，金屬盤產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從A到B，則電刷A的電勢低于電刷B的電勢；若僅提高金屬盤轉(zhuǎn)速，由E＝BLv知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大，靈敏電流計的示數(shù)將變大；若僅將滑動變阻器滑動頭向左滑，變阻器接入電路的電阻增大，電磁鐵的磁場減弱，則感應(yīng)電動勢變小，則電路中電流減小，靈敏電流計的示數(shù)變小。三、論述、計算題(本題共4小題，共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(10分)輕質(zhì)細線吊著一質(zhì)量為m＝0.32 kg、邊長為L＝0.8 m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，總電阻為r＝1 Ω。邊長為的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖甲所示，磁場方向垂直紙面向里，大小隨時間變化如圖乙所示，從t＝0開始經(jīng)t0時間細線開始松弛，g取10 m/s2。求：(1)在前t0時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；(2)在前t0時間內(nèi)線圈的電功率；(3)t0的值。答案：(1)0.4 V　(2)0.16 W　(3)2 s解析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝n＝n××()2＝10××()2×0.5V＝0.4 V；(2)I＝＝0.4 A，P＝I2r＝0.16 W；(3)分析線圈受力可知，當細線松弛時有：F安＝nBI＝mg，I＝，B＝＝2 T，由圖知：B＝1＋0.5t0(T)，解得t0＝2 s。14．(10分)如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，設(shè)導(dǎo)體棒Oa可以以點O為中心轉(zhuǎn)動，而另一端a剛好搭在光滑的半圓形金屬導(dǎo)軌上，Oa長為L且以角速度ω順時針勻速轉(zhuǎn)動，在Ob間接入一阻值為R的電阻，不計其他電阻，試求：(1)導(dǎo)體棒Oa兩端產(chǎn)生的電勢差；(2)流過電阻R上的電流大小及方向；(3)所需外力的功率。答案：(1)BL2ω　(2)　從左向右　(3)解析：(1)導(dǎo)體棒Oa勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：E＝Bl＝BL＝BL2ω，電路中只有電阻R，其余電阻都不計，則Oa端的電勢差為：BL2ω；(2)回路中感應(yīng)電流：I＝＝，由右手定則可知，流過電阻R的電流從左流向右；(3)外力功率等于電阻R消耗的電功率：P＝＝。15．(11分)(2021·安徽省池州市第一中學高二下學期期中)電磁驅(qū)動在軍事、科研和生活中有著廣泛的應(yīng)用，某一驅(qū)動裝置的原理圖如圖所示，正方形線圈ABCD的兩個接線端分別與水平放置的金屬導(dǎo)軌相連接，線圈內(nèi)有垂直線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小隨時間變化的規(guī)律為B＝0.1＋kt(T)平行導(dǎo)軌間距L＝0.5 m，其間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B1＝1T，質(zhì)量m＝0.1 kg的導(dǎo)體棒PQ垂直導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，已知線圈的邊長a＝0.2 m、匝數(shù)n＝100、電阻r＝1 Ω，導(dǎo)體棒的電阻R＝3 Ω，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，其余電阻不計。求：(1)k＝0.2導(dǎo)體棒PQ靜止時，兩端的電壓U。(2)導(dǎo)體棒PQ剛能滑動時，k的取值和線圈的熱功率P。(3)導(dǎo)體棒PQ最終以速度v＝5 m/s向右勻速滑動，在t＝2 s的一段時間內(nèi)，通過PQ的電荷量q和磁場釋放的磁場能E。答案：(1)0.6 V；(2)k2＝0.4；0.16 W；(3)0.8 C；3.28 J解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n＝nkS，得E1＝nk1S，又S＝a2，PQ兩端的電壓U＝＝0.6 V；(2)導(dǎo)體棒PQ剛能滑動時，根據(jù)平衡條件F＝f＝μmg，F＝B1IL由閉合電路歐姆定律E2＝nk2S＝I(R＋r) ，聯(lián)立解得k2＝0.4，線圈的熱功率P＝I2r＝0.16 W；(3)導(dǎo)體棒PQ最終以速度v＝5 m/s向右勻速滑動，電流同(2)I＝0.4 A，通過PQ的電荷量q＝It＝0.8 C ，磁場釋放的磁場能E＝μmgvt＋I2(R＋r)t＝3.28 J。16．(13分)(2021·浙江省寧波余姚中學高二下學期檢測)如圖甲所示，絕緣水平面上固定著兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌PQ、MN，相距為L＝0.5 m，ef右側(cè)導(dǎo)軌處于勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強度B的大小如圖乙變化。開始時ab棒和cd棒鎖定在導(dǎo)軌如圖甲位置，ab棒與cd棒平行，ab棒離水平面高度為h＝0.2 m，cd棒與ef之間的距離也為L，ab棒的質(zhì)量為m1＝0.2 kg，有效電阻R1＝0.05 Ω，cd棒的質(zhì)量為m2＝0.1 kg，有效電阻為 R2＝0.15 Ω。設(shè)ab棒在運動過程始終與導(dǎo)軌垂直，兩棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計。g取10 m/s2。問：(1)0～1 s時間段通過cd棒的電流大小與方向(c到d或d到c)(2)假如在1 s末，同時解除對ab棒和cd棒的鎖定，從解除鎖定到兩棒最終穩(wěn)定運動時，ab棒共產(chǎn)生多少熱量？(結(jié)果用分數(shù)表示)(3)ab棒和cd棒穩(wěn)定運動時，它們之間的距離為多大？(結(jié)果用分數(shù)表示)答案：(1)1.25 A，d→c　(2)Q1＝ J　(3)d＝ m解析：(1)0～1 s時間段，根據(jù)法拉第定律得：E＝＝·L2＝1×0.52 V＝0.25 V，通過cd棒的電流大小為：I＝＝ A＝1.25 A, 方向d→c。(2)ab棒下滑過程，由機械能守恒定律得：m1gh＝m1v ，得v0＝2 m/s，ab棒進入磁場后產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到向左的安培力，做減速運動，cd棒在安培力作用下向右加速運動，穩(wěn)定后ab棒和cd棒將以相同的速度作勻速直線運動，兩棒組成的系統(tǒng)所受合沖量為零，系統(tǒng)動量保持不變。m1v0＝(m1＋m2)v，解得兩棒穩(wěn)定時共同速度為v＝ m/s，根據(jù)能量守恒定律得Q＝m1gh－(m1＋m2)v2。ab棒產(chǎn)生的熱量為Q1＝Q，聯(lián)立解得Q1＝ J。(3)設(shè)整個的過程中通過回路的電荷量為q，對cd棒，由動量定理得：m2v－0＝BL·t，又q＝t，解得q＝C 。設(shè)穩(wěn)定后兩棒之間的距離是d，則有q＝＝，聯(lián)立以上兩式得d＝ m。

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