阶段质量评估(一)

（第一章）（90分钟100分）第Ⅰ卷（选择题共60分）一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分.每小题至少有一个选项符合题意）1.如图所示,无限大磁场的方向垂直于纸面向里,A图中线圈在纸面内由小变大(由图中实线矩形变成虚线矩形),B图中线圈正绕a点在平面内旋转,C图与D图中线圈正绕OO′轴转动,则线圈中不能产生感应电流的是()【解析】选B.选项A中线圈面积S变化;选项C、D中线圈面与磁感应强度B的夹角变化,都会导致穿过线圈的磁通量变化而产生感应电流.选项B中,B、S及两者夹角均不变,穿过线圈的磁通量不变,不产生感应电流.2.如图所示,在匀强磁场中,放置两根平行光滑导轨MN和PQ,其电阻不计,ab、cd两根导体棒,其电阻RabRcd,当ab棒在外力F1作用下向左匀速滑动时,cd棒在外力F2作用下保持静止,F1和F2的方向都与导轨平行,那么,F1和F2大小相比、ab和cd两端的电势差相比,正确的是()A.F1F2,UcdUabB.F1=F2,Uab=UcdC.F1F2,UabUcdD.F1=F2,UabUcd【解析】选B.因ab和cd的磁场力都是F=BIl,又因为ab棒在外力F1作用下向左匀速滑动时,cd在外力F2作用下保持静止,故F1=F2,又由MN、PQ电阻不计,所以a、c两点等势,b、d两点等势,因而Uab=Ucd,故B正确.3.（2010·马鞍山高二检测）一线圈匝数为n=10匝,线圈电阻不计,在线圈外接一个阻值R=2.0Ω的电阻,如图甲所示.在线圈内有指向纸内方向的磁场,线圈内磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示.下列说法正确的是()A.线圈中产生的感应电动势为5VB.R两端电压为0.5VC.通过R的电流方向为a→bD.通过R的电流大小为5A【解析】选A.由法拉第电磁感应定律得,故A对;由电路知识知R两端电压U=E=5V,故B错;电流故D错;由楞次定律判知通过R的电流方向为b→a,故C错.2E=n=10V=5V,t4UI==2.5A,R4.一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直.若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是()A.使线圈匝数增加一倍B.使线圈面积增加一倍C.使线圈匝数减少一半D.使磁感应强度的变化率增大一倍【解析】选D.根据求电动势，考虑到当n、S发生变化时导体的电阻也发生了变化.若匝数增加一倍，电阻也增加一倍，感应电流不变，故A错；若匝数减少一半，感应电流也不变，故C错；若面积增加一倍，长度变为原来的倍，因此电阻为原来的倍，电流为原来的倍，故B错，故D正确.BE=n=nStt2225.如图所示为地磁场磁感线的示意图.在北半球地磁场的竖直分量向下,飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变.由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2,则()A.若飞机从西往东飞,U1比U2高B.若飞机从东往西飞,U2比U1高C.若飞机从南往北飞,U1比U2高D.若飞机从北往南飞,U2比U1高【解析】选A、C.本题考查了用右手定则判断感应电动势的方向.要做好这道题,首先明确用哪只手判断,其次要明确磁场方向、手的放法,最后要明确拇指、四指应各指什么方向,四指指向应是正电荷积累的方向,该端电势高于另一端.我国地处北半球,地磁场有竖直向下的分量,用右手定则判知无论机翼向哪个水平方向切割磁感线,机翼中均产生自右向左的感应电动势,左侧电势高于右侧.6.半径为R的圆形线圈，两端A、D接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是()A.增大电容器两极板间的距离B.增大磁感应强度的变化率C.减小线圈的半径D.改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角【解析】选B.由Q=CU，U=E=分析可得增大两极板间距离电容器电容变小，使Q减小.增大磁感应强度变化率，增大线圈在垂直磁场方向的投影面积可增大A、D间电压，从而使Q增大，所以B项正确.减小线圈的半径,S减小,U减小使电荷量Q减小,改变线圈所在平面与磁场方向间夹角穿过S的磁感线减小,即有效面积减小,U减小,Q减小.BS=,tt7.如图所示,闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下,又沿曲面的另一侧上升,则()A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于hB.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于hC.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于hD.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h【解析】选B、D.若为匀强磁场,环在磁场中运动的过程中磁通量不变,不会产生感应电流,金属环机械能守恒,仍能上升到h高处,B正确.若为非匀强磁场,环在磁场中运动,磁通量发生变化,有感应电流产生,环机械能减少,上升高度小于h,故D正确.8.如图所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑,但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管口无初速度释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管描述可能正确的是()A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的【解析】选A、D.磁性小球穿过金属圆管过程中,将圆管看做由许多金属圆环组成,小球的磁场使每个圆环中产生感应电流,据楞次定律,该电流阻碍磁性小球的下落,小球向下运动的加速度小于重力加速度;小球在塑料、胶木等非金属材料圆管中不会产生感应电流,小球仍然做自由落体运动,穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间少.9.如图所示电路中,L为电感线圈,电阻不计,A、B为两灯泡,则()A.合上S的瞬间,A先亮,B后亮B.合上S的瞬间,A、B同时亮C.合上S后,A逐渐变亮,B逐渐变暗直至熄灭D.断开S后,A熄灭,B重新闪亮后再逐渐熄灭【解析】选B、C、D.合上S时由于电感线圈的自感作用,A、B同时亮.然后由于自感作用的逐渐结束,电感线圈慢慢把灯B短路,故A逐渐变亮,B逐渐变暗直至熄灭.断开S时,由于电感线圈的自感作用,灯B和电感线圈构成闭合回路,因此A熄灭,B重新亮后再熄灭.正确答案为B、C、D.10.如图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里.abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l.t=0时刻,bc边与磁场区域边界重合(如图).现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域的边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是()【解析】选B.在线圈进入磁场的过程中,由楞次定律可判断感应电流的方向为a→d→c→b→a,与规定的电流方向相反,所以电流值为负值,在线圈出磁场的过程中,由楞次定律可判断感应电流的方向为a→b→c→d→a,与规定的电流方向相同,所以电流值为正值,又两种情况下有效切割磁感线的长度不断增加,则感应电动势逐渐增大.所以选B.11.如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上.质量为m、电阻可以不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，在这一过程中()A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热【解析】选A、D.金属棒匀速上滑的过程中，对金属棒受力分析可知，有三个力对棒做功，恒力F做正功，重力做负功，安培力阻碍相对运动，沿斜面向下，做负功.匀速运动时，所受合力为零，故合力做功为零，A正确；又克服安培力做多少功就有多少其他形式的能转化为电路中的电能，电能又等于R上产生的焦耳热，故外力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热，D正确.12.如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向如图所示.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是()A.当金属棒向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点B.当金属棒向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点的电势相等C.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点D.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点【解析】选B、D.本题考查了楞次定律及右手定则的应用.当金属棒向右匀速运动切割磁感线时,产生恒定感应电动势,由右手定则判断电流方向由a→b.根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点,可以判断b点电势高于a点.因为左线圈中的感应电动势恒定,则感应电流也恒定,所以穿过右线圈的磁通量保持不变,不产生感应电流.当ab向右做加速运动时,由右手定则可推断ba,电流沿逆时针方向.又由E=BLv可知ab导体两端的E不断增大,那么左边电路中的感应电流也不断增大,由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的,并且场强不断增强,所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加.由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针,而在右线圈组成的电路中,感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上.把这个线圈看做电源,由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d,所以d点电势高于c点.答案为B、D.第Ⅱ卷（非选择题共40分）二、计算题（本题共4小题，共40分，计算必须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.（6分）把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN.【解析】把切割磁感线的金属棒看成一个具有内阻为R,电源电动势为E的电源,两个半圆环看成两个并联电阻,画出等效电路如图所示.等效电源电动势为E=Blv=2Bav.(2分)外电路的总电阻为R外=(1分)1212RR1=R.R+R2棒上电流大小为I=(1分)电流方向从N流向M.(1分)根据分压原理,棒两端的电压为(1分）答案：N→MBav2Bav4Bav==.13RR+R2MNR1U=E=Bav.R+R3外外4Bav3R1314.(2010·马鞍山高二检测)（7分）两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个匝数为n的线圈相连，线圈电阻为r,线圈中有竖直向上且均匀变化的磁场，电阻R与金属板连接，如图所示.两板间有一个质量为m,电荷量为+q的油滴恰好处于静止状态，当地的重力加速度为g.（1）则线圈中的磁感应强度B的变化情况和其磁通量的变化率为多少？（2）在此状态下，电阻R突然断路，那么油滴运动的方向及其运动到金属板上的时间为多少？【解析】（1）由于带正电的油滴恰好处于静止状态，所以上极板带负电，线圈的上端是电源的负极.由于线圈中有竖直向上均匀变化的磁场，根据楞次定律，磁场应是均匀增加的.(1分)根据带电油滴的平衡，有：得：其中U为两板间的电势差.(1分)由闭合电路的欧姆定律和串联电路的知识可知：(1分)则(1分)Umg=qdmgdU=qRRU=E=nR+rR+rtmgd(R+r)=tnRq（2）当电阻R断路时，电源开路，电源的电动势即为电容器两板间的电势差，为：(1分)则油滴的加速度为方向向上.(1分)由运动学公式s=at2得：(1分)mgd(R+r)U=n=tRqUq-mgR+rrda==g-g=g,mRR2sdRdt===.rarggR1215.(2010·盐城高二检测)（12分）如图所示，轻绳通过定滑轮连接着边长为L的正方形导线框A1和物块A2，线框A1的电阻为R，质量为M