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浙江省余姚中学2018-2019学年高二物理上学期期中试题(含解析)一.单选题1.下列实验现象,属于电磁感应现象的是【答案】C【解析】试题分析:导线通电后,其下方的小磁针受到磁场的作用力而发生偏转,说明电流能产生磁场,是电流的磁效应现象,不是电磁感应现象故A错误通电导线AB在磁场中受到安培力作用而运动,不是电磁感应现象故B错误金属杆切割磁感线时,电路中产生感应电流,是电磁感应现象故C正确通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动,不是电磁感应现象故D错误考点:本题考查对电磁现象本质的分析与理解能力点评:电磁感应现象的是指穿过电路的磁通量变化时,产生感应电动势或感应电流的现象2.关于电磁感应,下列说法正确的是A. 穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也一定为零B. 穿过线圈的磁通量不为零时,感应电动势也一定不为零C. 穿过线圈的磁通量变化得越快,感应电动势越大D. 穿过线圈的磁通量变化得越大,感应电动势越大【答案】C【解析】根据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,与磁通量的大小及变化量大小均无关,穿过线圈的磁通量为零时,磁通量变化率却不一定为零,则感应电动势也不一定为零,A错误;穿过线圈的磁通量不为零时,但磁通量的变化率可能为零,则感应电动势可能为零,比如:线圈通过中性面位置,B错误;穿过线圈的磁通量变化得越快,感应电动势越大,故C正确D错误3.如图所示,水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环,圆心的正上方有一用轻质弹簧悬挂的条形磁铁。现将磁铁托起到弹簧处于原长时放开,磁铁将沿竖直方向上下振动。若磁铁在振动过程中始终没有接触桌面,则有()A. 磁铁上下振动时,金属圆环中将产生方向始终不变的感应电流B. 当磁铁运动到最低点时,圆环中产生的感应电流最大C. 在磁铁向下运动的过程中,圆环对桌面的压力大于圆环的重力D. 当磁铁静止不动后,磁铁减少的重力势能全部转化为圆环中产生的电能【答案】C【解析】A、当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,闭合导体环内的磁通量增大,磁铁向上运动的过程中闭合导体环内的磁通量减小,根据楞次定律可知磁铁上下振动时,金属圆环中将产生方向始终不断变化的感应电流,故A错误;B、当磁铁运动到最低点时,环内的磁通量不变,根据感应电流的条件可知,圆环中不产生的感应电流。故B错误;C、根据楞次定律可知:当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,闭合导体环内的磁通量增大,因此线圈做出的反应是面积有收缩的趋势,同时将远离磁铁,故增大了和桌面的挤压程度,从而使导体环对桌面压力增大,故C正确;D、磁铁上下运动的过程中磁铁的重力势能、动能、弹簧的弹性势能都不断变化,同时圆环中产生的电能;所以磁铁静止不动后,磁铁减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能与圆环中产生的电能,故D错误;故选C。【点睛】解本题时应该掌握:楞次定律的理解、应用。在楞次定律中线圈所做出的所有反应都是阻碍其磁通量的变化。4.如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是()A. 向左和向右拉出时,环中感应电流方向相反B. 向左和向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向C. 向左和向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向D. 将圆环拉出磁场的过程中,当环全部处在磁场中运动时,也有感应电流产生【答案】B【解析】【详解】不管沿什么将线圈拉出磁场,穿过线圈的磁通量都减小,根据楞次定律判断可知,线圈中感应电流的方向都是沿顺时针方向,AC错误B正确;当环全部处在磁场中运动时,线圈没有磁通量的变化,因此不会产生感应电流,D错误5. A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO重合,如图所示。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动,则( )A. 金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同,丝线受到的拉力减小B. 金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同,丝线受到的拉力增大C. 金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相反,丝线受到的拉力减小D. 金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相反,丝线受到的拉力增大【答案】A【解析】试题分析:胶木盘A由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流的大小增大,根据右手螺旋定则知,通过B线圈的磁通量向下,且增大,根据楞次定律可知,金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同;根据楞次定律的另一种表述,引起的机械效果阻碍磁通量的增大,知金属环的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小故A正确,BCD错误故选A考点:楞次定律【名师点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围磁场的方向,以及掌握楞次定律的另一种表述,即感应电流引起的机械效果阻碍磁通量的变化,具体的体现是“来拒去留”。6.如图直角坐标系xOy的一、三象限内有匀强磁场,方向均垂直于坐标平面向里,第一象限内的磁感应强度大小为2B,第三象限内的磁感应强度大小为B。现将由两条半径半径为和四分之一圆弧组成的导线框OPM绕过O点且垂直坐标平面的轴在纸面内以角速度逆时针匀速转动,导线框回路总电阻为R。在线框匀速转动的过程中A. 线框中感应电流的方向总是顺时针方向 B. 圆弧段PM始终不受安培力C. 线框中感应电流最大值为 D. 线框产生的总热量为【答案】D【解析】【详解】线框进入磁场过程穿过线框的磁通量增加,线框离开磁场过程穿过线框的磁通量减少,由楞次定律可知,线框进入磁场过程感应电流沿逆时针方向,线框离开磁场过程感应电流沿顺时针方向,故A错误;圆弧段PM在磁场中时电流流过圆弧段,圆弧段受到安培力作用,故B错误;当线框进入或离开第一象限磁场时感应电动势最大,为:Em=2Bl2=Bl2,最大感应电流:Im=,故C错误;线框进入或离开第三象限磁场时产生的感应电动势:E=Bl2,在线框匀速转动360的过程中线框产生的总热量:,故D正确;故选D。【点睛】应用楞次定律可以判断出感应电流方向,求出感应电动势、应用欧姆定律与电功公式即可解题,应用E=BL2求出感应电动势是解题的前提与关键。7.一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环,用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点,离O点下方处有一宽度为,垂直纸面向里的匀强磁场区域,如图所示现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放(细绳张直,忽略空气阻力),摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场,则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是() A. mgLB. C. D. mg(L+2r)【答案】C【解析】试题分析:当圆环摆动时,由于不断地进出磁场切割磁感线产生感应电流,消耗机械能,高度逐渐降低;当环在磁场下方摆动,不再进入磁场时,摆动稳定,金属环中产的焦耳热等于环减少的机械能,由能量守恒定律得:,故C正确;故选C考点:机械能守恒定律【名师点睛】此题是电磁感应的能量转化问题;要知道环穿过磁场时机械能转化为热能,环减少的机械能就等于环中产生的焦耳热;此题中分析圆环的最终状态是一个难点;此题意在考查学生对物理问题的综合分析能力.8.一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落,进入一水平的匀强磁场区域,然后穿出磁场区域继续下落,如右图所示,则() A. 若线圈进入磁场过程是匀速运动,则离开磁场过程一定是匀速运动B. 若线圈进入磁场过程是加速运动,则离开磁场过程一定是加速运动C. 若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程一定是减速运动D. 若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程一定是加速运动【答案】C【解析】线圈从高处自由下落,以一定的速度进入磁场,会受到重力和安培力,线圈全部进入磁场后只受重力,在磁场内部会做一段加速运动,所以线圈出磁场时的速度要大于进磁场的速度;A、若线圈进入磁场过程是匀速运动,说明重力等于安培力,离开磁场时安培力大与重力,就会做减速运动,故A错误;B、若线圈进入磁场过程是加速运动,说明重力大于安培力,离开磁场时安培力变大,安培力与重力大小关系无法确定,故B错误;C、若线圈进入磁场过程是减速运动,说明重力小于安培力,离开磁场时安培力变大,安培力仍然大于重力,所以也是减速运动,故C正确,故D错误。点睛:线圈从高处自由下落,以一定的速度进入磁场,会受到重力和安培力,线圈全部进入磁场后只受重力,会做加速运动,线圈出磁场时的速度要大于进磁场的速度,根据受力关系确定运动情况。9.图中L是绕在铁芯上的线圈,它与电阻R、电键和电池E可构成闭合回路线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向,当电流的流向与箭头所示的方向相同时,该电流为正,否则为负电键和都处在断开状态设在时刻,接通电键,经过一段时间,在时刻,再接通电键,则能较正确地表示L中的电流I随时间t变化的图线是下面给出的四个图中的哪个图?A. B. C. D. 【答案】A【解析】分析:当开关接通和断开时,通过线圈的电流发生变化,产生自感电动势,阻碍原来电流的变化,运用楞次定律来分析电流的变化情况解答:解:在t=0时刻,接通电键K1,通过线圈的电流从无到有增大,线圈中产生自感电动势,阻碍电流增大,使得线圈中电流只能逐渐增大,而方向不变,仍为正方向当电流稳定后,线圈中不产生自感电动势,电流一定在t=tl时刻,再接通电键K2,电源被短路,线圈中电流将要减小,由于自感电动势的阻碍,使得线圈中电流只能逐渐减小到零,根据楞次定律,电流方向与原来方向相同,仍为正方向故选A点评:对于线圈要抓住双重特性:当电流不变时,不产生自感电动势,它是电阻不计的导线;当电流变化时,产生自感电动势,相当于电源10.一个矩形线圈在匀强磁场中转动,产生交流电动势的瞬时值为,则下列说法中正确的是A. 当时,线圈平面与中性面垂直B. 当时,穿过线圈的磁通量等于零C. 该交流电能让标注为“300V,”的电容器正常工作D. 若转速n提高1倍,其他条件不变,则电动势的变化规律将变为【答案】B【解析】t=0时,电动势为零,线圈平面与磁感线垂直,线圈平面与中性面重合,故A错误;当时,电动势最大,线圈与中性垂直,磁能量等于零,故B正确;300V是电容器允许的最高电压,而该交流电最大值是,所以此交流电不可以使“”的电容器正常工作,故C错误;感应电动势的瞬时值表达式为,当将其电枢的转速提高一倍时,由,可知和都增加一倍,则表达式为,故D错误;故选B.11.如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时()A. 线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B. 线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C. 线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是abcdD. 线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力【答案】A【解析】试题分析:根据E=BS可知,无论线圈绕轴P1和P2转动,则产生的感应电动势均相等,故感应电流相等,选项A正确,B错误;由楞次定律可知,线线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是adcba,选项C错误;由于线圈P1转动时线圈中的感应电流等于绕P2转动时线圈中得电流,故根据F=BLI可知,线圈绕P1转动时dc边受到的安培力等于绕P2转动时dc边受到的安培力,选项D正确;故选AD考点:法拉第电磁感应定律;楞次定律【名师点
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