高二上冊物理期末試題(含答案解析)
一、選擇題( 共 16 題 ,共 64 分)
1、如圖所示，表示了閉合回路的一部分導體在磁場中運動的情況。其中不會產生感應電流的是( )
2、在電磁感應現象中，下列說法正確的是( )
a.導體在磁場中運動，導體內一定會產生感應電流
b.導體做切割磁感線運動，導體中就有感應電流
c.閉合電路在磁場內做切割磁感線運動，電路中一定會產生感應電流
d.穿過閉合電路的磁通量發生變化，電路中一定有感應電租銷圓流
3、一段導線與電流表組成一閉合回路，導線上的ab部分在一磁場中。已知該磁場磁感應線的方向豎直向上，則當ab導線豎直向下運動時，下列關于電流表指針的說法中正確的是( )
a.一定發生偏轉
b.一定不發生偏轉
c.可能發生偏轉
4、如圖所示，恒定的磁場中有一圓形的閉合導體線圈，線圈平面垂直于磁場方向，當線圈在此磁場中做下列哪種運動時，線圈中能產生感應電流( )
a.線圈沿自身所在的平面做勻速運動
b.線圈沿自身所在的平面做加速運動
c.線圈繞任意一條直徑做勻速轉動
d.線圈繞任意一條直徑做變速轉動
5、關于產生電磁感應電流的條件， 下列說法中正確的是( )
a.任何導體在磁場中運動，都能產生感應電流
b.一段導體在磁場中運動時，就能產生感應電弊塌流
c. 當閉合電路的部分導體沿磁感線運動時，就能產生感應電流
d.當閉合電路的部分導體切割磁感線運動時，就能產生感應電流
7、如圖所示，通電直導線垂直穿過閉合線圈l，則( )
a.當導線中電流強度i變化時，線圈l中有感應電流
b.當線圈l左右平動時，線圈l中有感應電流
c.當線圈l上下平動斗純時，線圈l中有感應電流
d.以上各種情況，線圈l中都不會有感應電流
8、如圖 < xml:namespace prefix = st1 /> 4-2-11 所示，a、b、c、d四個線圈平面都垂直于無邊界的勻強磁場，a線圈以速度 v 沿箭頭方向勻速運動，b線圈以加速度 a 沿箭頭方向做加速運動，c線圈繞軸oo′轉動，d線圈繞過c點的垂直線圈平面的軸轉動。這四個線圈中能產生感應電流的是( )
9、一個 處在勻強磁場中的閉合線圈有一定的磁通量，能使該回路產生感應電流的是( )
a.改變磁感應強度
b.改變回路平面與磁場方向的夾角
c.改變閉合線圈所圍成的面積
d.線圈在磁場中平移
a.一定轉動 b.一定不轉動
c.可能轉動，也可能不轉動 d.無法判斷
11、如圖所示，開始時矩形線圈與磁場垂直，且一半在勻強磁場內一半在勻強磁場外，若要線圈產生感應電流，下列方法中可行的是( )
a.將線圈向左平移一小段距離
b.將線圈向上平移
c.以 a b 為軸轉動
d.以 b c為軸轉動(小于60°)
12、如圖所示，勻強磁場區域寬度為l，使一邊長為d(d>l)的矩形線框以恒定速度 v 向右通過磁場區域，該過程中沒有感應電流的時間為( )
a. b.
c. d.
13、下列幾種說法正確的是( )
a.線圈中磁通量變化越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大
b.線圈中磁通量越大，產生的感應電動勢一定越大
c.線圈放在磁場越強的位置，產生的感應電動勢一定越大
d.線圈中磁通量變化越快，線圈中產生的感應電動勢越大
14、如圖，在勻強磁場中固定放置一根串接一電阻 r 的直角形金屬導軌 a o b (在紙面內)，磁場方向垂直紙面朝里，另有兩根金屬導軌c、d分別平行于o a 、o b 放置。保持導軌之間接觸良好，金屬導軌的電阻不計。現經歷以下四個過程：①以速率 v 移動d,使它與o b 的距離增大一倍;②再以速率 v 移動c,使它與o a 的距離減小一半;③然后，再以速率2 v 移動c，使它回到原處;④最后以速率2 v 移動d,使它也回到原處。設上述四個過程中通過電阻 r 的電量的大小依次為q 1 、q 2 、q 3 和q 4 ，則( )
a.q 1 =q 2 =q 3 =q 4 b.q 1 =q 2 =2q 3 =2q 4
c.2q 1 =2q 2 =q 3 =q 4 d.q 1 ≠q 2 =q 3 ≠q 4
15、電磁流量計廣泛應用于測量可導電流體(如污水)在管中流量(單位時間內通過管內橫截面的流體的體積)。為了簡化，假設流量計是如圖所示的橫截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的 a 、 b 、c。流量計的兩端與輸送流體的管道相連(圖中虛線)，圖中流量計的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料。現于流量計所在處加磁感應強度為b的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面，當導電流體穩定地流經流量計時，在管外將流量計上、下兩表分別與一串接了電阻 r 的電流表的兩端連接。i表示測得的電流值。已知液體的電阻率為 ρ ，不計電流表的內阻，則可求得流量為( )
a. i ( br + ρc / a )/ b
b. i ( a r + ρb / c )/ b
c. i ( cr + ρa / b )/ b
d . i ( r + ρbc / a )/ b
16、當線圈中的磁通量發生變化時，下列結論正確的是( )
a.線圈中一定有感應電動勢
b.線圈中一定有感應電流
c.線圈中感應電動勢的大小跟線圈的電阻有關
d.線圈中感應電流的大小跟線圈回路的電阻有關
第II卷(非選擇題)
試卷第二部分共有 12 道試題。
二、解答題( 共 2 題 ,共 12 分)
2、如圖所示，一水平放置的矩形線圈 a b cd，在細長的磁鐵 N 極附近豎直下落，保持 b c邊在紙外， a b 邊在紙內，由圖中位置Ⅰ經位置Ⅱ到位置Ⅲ，這三個位置都靠得很近，且位置Ⅱ剛好在條形磁鐵中心軸線上，在這個過程中穿過線圈的磁通量怎樣變化?有無感應電流?
三、實驗題( 共 2 題 ,共 19 分)
1、如圖所示是研究電磁感應現象實驗所需的器材，用實線將帶有鐵芯的線圈A、電源、滑動變阻器和開關連接成原線圈回路，將小量程電流表和線圈 B連接成副線圈回路。并列舉出在實驗中改變副線圈回路磁通量，使副線圈回路產生感應電流的三種方式：
(1) ;
(2) ;
(3) 。
2、一個匝數為1 000的金屬圈所包圍的面積為0.25 m 2 的閉合線圈平面與均勻分布的磁場的磁感線的方向垂直，該磁場的磁感應強度隨時間變化的規律如圖所示.畫出0—4×10 -2 s內的感應電動勢的圖象，標明感應電動勢的大小.
四、填空題( 共 8 題 ,共 35 分)
1、在“暢想家鄉美好未來”的主題班會上，同學們奇想妙設，紛紛出計獻策。王林同學設計了城市未來磁懸浮軌道列車交通方案，圖紙如圖所示，請你分析該方案中應用到的物理知識有：(只要求寫出兩條)
(1) ;
(2) 。
2、如圖甲所示 ，豎直放置的長直導線通以恒定電流，有一矩形線框與導線在同一平面內，在下列情況中線圈產生感應電流的是_______.
A.導線中電流變大 B.線框向右平動
C.線框向下平動 D.線框以ab邊為軸轉動
E.線框以直導線為軸轉動
3、一球冠處于磁感應強度為B的勻強磁場中，如圖所示，若球冠的底面大圓半徑為r，磁場方向與球冠底面垂直，則穿過整個球冠的磁通量為_______________.
4、如圖所示，半徑為r的n匝線圈套在邊長為L的正方形abcd之外，勻強磁場局限在正方形區域內且垂直穿過正方形面積.當磁感應強度以ΔB/Δt的變化率均勻變化時，線圈中產生感應電動勢的大小為_________.
5、一個單匝閉合圓形線圈置于垂直線圈平面的勻強磁場中，當磁感應強度變化率恒定時，線圈中的感應電動勢為E，感應電流為I.若把這根導線均勻拉長，從而使圓半徑增大一倍，則此時線圈中的感應電動勢為_______，感應電流為_________.
6、如 圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導軌位于磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，導軌電阻不計，另外兩根與上述光滑導軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質量均為m，電阻均為R.若要使cd靜止不動，則ab桿應向_________運動，速度大小為_________，作用于ab桿上的外力大小為_________.
7、如圖所示，在物理實驗中，常用“沖擊式電流計”來測定通過某閉合電路的電荷量.探測器線圈和沖擊電流計串聯后，又能測定磁場的磁感應強度.已知線圈匝數為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成 的回路電阻為R.把線圈放在勻強磁場時，開始時線圈與磁場方向垂直，現將線圈翻轉180°，沖擊式電流計測出通過線圈的電荷量為q，由此可知，被測磁場的磁感應強度B=___________.
8、有一面積為150 cm 2 的金屬環，電阻為0.1 Ω，在環中100 cm 2 的同心圓面上存在如圖(b)所示的變化的磁場，在0.1 s到0.2 s的時間內環中感應電流為__________，流過的電荷量為__________.
答案解析部分
答案：D
3、解析：AB雖為閉合回路的一部分，但由于它的運動方向與磁場磁感線的方向平行，沒有切割磁感線，因而不會產生感應電流，電流表的指針不會發生偏轉。故應選B。?
答案：B
4、解析：要分析四種情形下線圈中是否有感應電流，可直接利用感應電流產生的條件來判斷，即分析線圈中的磁通量是否發生變化。另外，要分析磁通量的變化，一定要知道線圈運動前后的磁通量。線圈所在空間磁感應強度未變，故關注線圈在運動中線圈與磁場的正對面積。顯然，線圈平動時，磁通量未變，A、B錯;只要轉動線圈(無論加速還是勻速)，一定導致磁通量發生變化，故C、D正確。?
答案：CD
5、解析：本題主要考查對電磁感應現象的產生條件的理解。根據電磁感應現象產生的條件，穿過閉合電路的磁通量發生變化進行判斷，選項?A中磁通量有可能不發生變化，所以A錯誤;選項B中沒有閉合回路，所以不會產生感應電流;選項C中磁通量始終為零，不發生變化，所以選項C錯誤;當閉合電路的部分導體做切割磁感線運動時，能滿足產生感應電流的條件，所以選項D?正確。?
答案： D
6、解析：選項A是用來探究影響安培力的大小因素的實驗;選項B是研究電磁感應現象的實驗，導體棒在磁場中做切割磁感線運動時觀察電流表是否會產生感應電流;選項C是用來探究安培力與電流、磁感應強度的大小關系的實驗，選項D是奧斯特實驗，證明通電導線周圍存在磁場。?
答案：B
7、解析：由于線圈垂直于通電導線，線圈和磁場平行，當電流發生變化或當線圈上下或者平動時，穿過線圈的磁通量并未發生變化，因而無感應電流，所以選項A、B、C錯誤。
答案：D
8、解析：直接利用感應電流產生的條件來判斷，即分析線圈中的磁通量是否發生變化。要分析磁通量的變化，一定要知道線圈運動前后的磁通量。線圈所在空間磁感強度未變，只考慮線圈在運動中線圈與磁場的正對面積。顯然，A、B選項中線圈平動時，D選項中線圈轉動時，磁通量均未變，A、B、D錯;C選項中轉動線圈時，一定導致磁通量發生變化，C正確。
答案：C
11、解析：根據電磁感應現象產生的條件，穿過閉合電路的磁通量發生變化進行判斷。線圈向左平移一小段距離，只要不完全進入磁場，可改變磁通量;以ab為軸轉動，線圈的磁通量會發生變化;但線圈在磁場中向上平移磁通量不變，以bc為軸轉動小于60°，則在轉動過程中線圈的磁通量也不會發生變化。?
答案：AC
12、解析：矩形線框從左邊進入磁場時由于面積逐漸變大，磁通量發生變化，能產生感應電流，當到達如下圖甲所示位置(矩形線框右邊剛好到達磁場 右邊界)，再向右運動至下圖乙所示位置(矩形線框左邊剛好到達磁場左邊界)的過程中線圈的磁通量未發生變化，當然不能產生感應電流;當線圈從圖乙向右運動時，通量發生變化，又能產生感應電流。因此不產生感應電流的時間t= 。?
圖甲 圖乙
答案：?C
13、解析：本題主要考查對法拉第電磁感應定律的理解。根據法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢與磁通量無關,與磁通量的變化量無關，與匝數和磁通量的變化率成正比，因此選項A、B都是錯誤的;磁場的強弱與感應電動勢無關，所以選項C錯誤;線圈中磁通量變化越快意味著線圈的磁通量的變化率大，依據法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢與磁通量的變化率成正比，在此條件下線圈中產生的感應電動勢越大，故選項?D是正確的。?
答案： D
14、解析：由Q= Δ t= Δ t= = 可知，在四種移動情況下變化的面積是相同的，則磁通量的變化相同，跟移動的速度無關，跟移動的時間也無關，所以 A 選項正確.?
答案： A
15、解析：電磁流量計是一根管道內部沒有任何阻礙流體流動的儀器，所以可以用來測量強腐蝕性流體的流量，它還具有測量范圍寬、反應快、易與其他自動控制配套等優點。當導電液流動時，流體定向移動做切割磁感線 運動。在上下金屬板上就形成電勢差。當導電液體勻速運動時，上下金屬板上就形成穩定的電勢差。?
該電源電動勢ε= vBc ,?
根據電阻定律r= ρ c/ ab 。?
由全電路歐姆定律I=ε/( R +r)解得?
v =I( R + ρ c/ ab )/ Bc ，故流量Q=S v = I( bR + ρ C/ a )/ B 。?
答案： A
16、解析：磁通量發生變化一定產生感應電動勢，但只有在閉合回路中才會產生感應電流，選項A正確，B錯誤;感應電動勢的大小只與磁通量的變化率成正比，與電阻無關，但感應電流與電阻有關，所以選項C錯誤，D正確。?
答案：AD
二、解答題
1、解析：線圈與電流計構成的閉合回路中若產生感應電流，則電流計的指針位置將發生變化，感應電流產生的條件是解決本題的關鍵。?
答案：兩根搭成到 V 字形的磁棒在其周圍產生了穩定的磁場，當套有線圈的軟鐵棒迅速拉開或夾入時，通過線圈的磁通量發生了變化。故有感應電流產生，電流計的指針發生偏轉。
2、解析：根據條形磁鐵 N 極附近磁感線的分布情況可知，矩形線圈在位置Ⅰ時，磁感線從線圈的下面斜向上穿過;線圈在位置Ⅱ時，穿過它的磁通量為零;線圈在位置Ⅲ時，磁感線從線圈上面斜向下穿過。所以，線圈從Ⅰ到Ⅱ磁通量減少，從Ⅱ到Ⅲ磁通量增加。穿過線圈的磁通量發生變化，有感應電流產生。?
答案：穿過線圈的磁通量先減少后增加，線圈中有感應電流。
三、實驗題
1、解析：通過改變線圈中的電流(開關斷開或閉合，改變滑動變阻器的電阻)和改變磁場的強弱(原線圈靠近或遠離副線圈)分別改變穿過副線圈的磁通量。?
答案：實物連接如下圖所示。?
(1)合上(或斷開)開關瞬間;?
(2)將原線圈插入副線圈或從副線圈中取出;?
(3)將原線圈放到副線圈中，移動滑動變阻器的滑動片。
2、思路分析：根據法拉第電磁感應定律，當穿過線圈的磁通量發生變化時，線圈中的感應電動勢E=n =nS ，其中 為B-t圖中圖線的斜率，從0—4×10 -2 s的圖線的斜率不變，可知感應電動勢的大小、方向均不變.
由法拉第電磁感應定律可得E=n =n =1 000×0.25× V=12 500 V.
答案：如圖所示
四、填空題
1、解析：本題主要考查磁懸浮軌道列車的原理，利用了磁場中同名磁極相斥原理和電磁感應的原理，當然把站臺做成斜坡的，列車在進站時將動能轉化為重力勢能儲存能量，在出站時又可以將重力勢能轉化為動能， 這又利用了能量的轉化與守恒定律。?
答案：磁場中同名磁極相斥原理、電磁感應的原理、能量的轉化與守恒定律(任意兩條)。
2、思路分析：討論是否產生感應電流，需分析通電導線周圍的磁場分布情況.通電導線周圍的磁感線是一系列同心圓，且由內向外由密變疏，即越遠離導線磁感線越疏.
對A選項，因I增大而引起導線周圍磁場的磁感應強度增大，故A正確.
對B選項，因離開直導線方向越遠，磁感線分布越疏(如圖4-2-2乙所示)，因此線框向右平動時，穿過線框的磁通量變小，故B正確.
對C選項，由乙圖可知線框向下平動時穿過線框的磁通量不變，故C錯.
對D選項，可用一些特殊位置來分析，當線框在如圖乙所示位置時，穿過線框的磁通量最大，當線框轉過90°時，穿過線框的磁通量最小：Φ=0，因此可以判定線框以ab為軸轉動時磁通量一定變化，故D正確.
對E選項，先畫出俯視圖(丙)，由圖可看出線框繞直導線轉動時，在任何一個位置穿過線框的磁感線條數不變，因此無感應電流，故E錯.
