2019人教版选择性必修第二册第二章综合检测卷拔高练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2019人教版选择性必修第二册第二章综合检测卷拔高练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 475.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-24 01:00:31 | ||
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文档简介
2019人教版选择性必修第二册 第二章综合检测卷 拔高练习
一、多选题
1．如图所示，固定在水平面的光滑金属导轨平行放置，左端接有一定值电阻R，导轨处在方向竖直向下的匀强磁场中。一个导体棒与弹簧左端相连，弹簧右端固定，导体棒放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度且弹簧和导体棒垂直。现在突然给导体棒一个水平向右的初速度v0，导体棒在导轨上沿导轨左右往复运动。设导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则在导体棒从初始时刻向右运动到速度第一次为零的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧对导体棒的弹力对导体棒做正功
B．导体棒克服安培力做的功等于电阻上产生的电热
C．导体棒和弹簧组成的系统机械能守恒
D．导体棒的动能减少量等于弹簧的弹性势能增加量加上电阻中产生的电热
2．如图，在竖直向下的y轴两侧分布有垂直纸面向外和向里的磁场，磁感应强度均随位置坐标按B＝B0＋ky（k为正常数）的规律变化．两个完全相同的正方形线框甲和乙的上边均与y轴垂直，甲的初始位置高于乙的初始位置，两线框平面均与磁场垂直．现同时分别给两个线框一个竖直向下的初速度vl和v2，设磁场的范围足够大，当线框完全在磁场中的运动时，正确的是（ ）
A．运动中两线框所受磁场的作用力方向一定相同
B．若v1＝v2，则开始时甲所受磁场力小于乙所受磁场力
C．若v1＞v2，则开始时甲的感应电流一定大于乙的感应电流
D．若v1＜v2，则最终稳定状态时甲的速度可能大于乙的速度
3．如图所示，边长为l的正方形线框abcd放置在光滑绝缘的水平面上，在水平外力F作用下，以速度v向左匀速通过宽为2l的有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。从ab边开始进入磁场至ab边恰要离开磁场过程中，下列关于线框所受外力F、线框ab两点间的电势差Uab电流强度I及通过线框的电量q随时间t变化的图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．如图甲所示，电阻不计且间距L＝1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R＝2Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场。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ab在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平，已知金属杆ab进入磁场时的速度v0＝1m/s，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，则（ ）
A．匀强磁场的磁感应强度为2T
B．金属杆ab下落0.3m时的速度为1m/s
C．金属杆ab下落0.3m的过程中R上产生的热量为0.2J
D．金属杆ab下落0.3m的过程中通过R的电荷量为0.25C
二、单选题
5．穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加5Wb,则
A．线圈中感应电动势每秒增加5V
B．线圈中感应电动势每秒减小5V
C．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于5V
D．线圈中感应电动势始终为5V
6．如图所示的电路中，和是两个相同的灯泡，线圈自感系数足够大，电阻可以忽略不计。下列说法中正确的是（ ）
A．合上开关时，先亮，后亮，最后一样亮
B．合上开关时，和同时亮
C．断开开关时，闪亮一下再熄灭
D．断开开关时，流过的电流方向向右
7．两块水平放置的金属板,板间距离为d,用导线将两块金属板与一线圈连接,线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场,如图所示．两板间有一个带正电的油滴恰好静止,则线圈中磁场的磁感应强度B随时间变化的图象为( )
A． B． C． D．
8．如图所示，两足够长光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计。现给导线MN某一初速度，使导线MN向右运动，经足够长时间后，下列判断正确的是 （ ）
A．MN向右做匀速运动
B．R中有从右向左的恒定电流
C．MN两端电势差大于电容器两极板间的电势差
D．MN减少的动能全部转化为电阻R上的焦耳热
9．如图所示为两个同心闭合线圈的俯视图，若内线圈中通有图示的电流，则当增大时关于外线圈中的感应电流的方向及受到的安培力F的方向，下列判断正确的是
A．沿顺时针方向，F沿半径指向圆心
B．沿逆时针方向，F沿半径背离圆心
C．沿逆时针方向，F沿半径指向圆心
D．沿顺时针方向，F沿半径背离圆心
10．下列陈述中符合历史事实的是（ ）
A．安培首先提出了磁能生电
B．穿过金属线框的磁通量发生变化就会产生感应电流
C．赫兹提出了场的概念并用电场线形象地描述电场
D．奥斯特首先发现了电和磁有联系
三、实验题
11．在研究“电磁感应现象”的实验中，所需的实验器材如图所示.现已用导线连接了部分实验电路.
（1）请把电路补充完整_____________ .
（2）实验时，将线圈A插入线圈B中，合上开关瞬间，观察到电流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是________.
（3）已知线圈A、B绕向相同，某同学想使B中获得与线圈A中相反方向的电流，可行的实验操作时________.
四、解答题
12．一种电磁缓冲装置，能够产生连续变化的电磁斥力，有效缓冲车辆间的速度差，避免车辆间发生碰撞和追尾事故．下图虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，在缓冲车的底部还安装有电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，在缓冲车的PQ、MN导轨内有一个由高强度材料制成的缓冲滑块K，滑块K可以在导轨上无摩擦地滑动．在滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab的连线长为L，缓冲车在光滑水平面上运动．
（1）如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，求缓冲车厢速度减半时滑块K上线圈内的感应电流大小和方向；
（2）如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，求缓冲车厢从碰撞到停下过程中通过的位移（设缓冲车厢与滑块K始终不相撞)；
（3）设缓冲车厢质量为m1 ，滑块K质量为m2，如果缓冲车以速度v匀速运动时．在它前进的方向上有一个质量为m3的静止物体C，滑块K与物体C相撞后粘在一起．碰撞时间极短．设m1= m2= m3 = m， cd边进入磁场之前，缓冲车（包括滑块K)与物体C达到相同的速度，求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热．(物体C与水平面间摩擦不计）
13．如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L＝0.2m，一端通过导线与阻值为R=1Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m＝0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B＝0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的v-t图象如图乙所示.（取重力加速度g=10m/s2）求：
（1）判断金属棒做什么运动，以及求出金属棒在t=5s时的加速度
（2）t＝10s时安培力的大小，拉力的大小及电路的发热功率
（3）在0～10s内，通过电阻R上的电量
14．如图甲所示，水平面上足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L，导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值为R的固定电阻。开始时，导轨上静止着一个电阻为r的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现用一平行金属导轨的外力沿水平方向向右拉金属杆ab，使之由静止开始运动，图中电压采集器可将其两端的电压即时采集并输入电脑，获得的电压随时间变化的关系图象如图乙所示，图中、为已知量。
(1)写出电压u随时间t变化的关系式，并求出时通过金属杆的感应电流的大小和方向；
(2)分析在时间内金属杆ab的运动情况，并求出此时间内金属杆ab位移的大小。
15．横截面积一定的甲、乙两种材料的导体棒单位长度电阻随温度的变化规律关系式分别为、，其中、、、均为正值（常数），把甲、乙两种材料的导体棒按照一定长度比例焊接在一起，总长度为，接到电动势为、内阻为的电源两端，如图所示，尽管温度在不断变化，而电路中电流恒定不变，求：
(1)甲种材料的导体棒的电阻；
(2)电路中的电流。
五、填空题
16．一个边长为10cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框匝数n=100，线框平面与磁场垂直，电阻为20Ω，磁感应强度随时间变化的图象如图所示。则在一个周期内线框产生的热量为_____J。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BD
【详解】
A．导体棒向右运动过程中，弹簧处于压缩状态，则弹簧对导体棒做负功，故A错误；
B．导轨与导体棒的电阻均可忽略，由功能关系可知，导体棒克服安培力做的功等于电阻上产生的电热，故B正确；
C．导体棒向右运动过程中，导体棒克服安培力做功，由导体棒和弹簧组成的系统机械能不守恒，故C错误；
D．由能量守恒可知，导体棒的动能减少量等于弹簧的弹性势能增加量加上电阻中产生的电热，故D正确。
故选BD。
2．AC
【详解】
A. 根据楞次定律，甲线框中产生顺时针方向的电流，乙线框中产生逆时针方向的电流，因为线框下边产生的磁场比上边的磁场强，下边所受的安培力大于上边所受的安培力，则安培力的方向与下边所受的安培力方向相同，根据左手定则，甲线框所受的安培力方向向上，乙线框所受的安培力方向向上．故A正确；
B. 线框产生的电动势：
与速度有关；
若，两线框产生的感应电流大小相等．线框所受的安培力：
知两线框所受的安培力相等．则开始时甲所受磁场力等于乙所受磁场力，选项B错误；
C. 若，则开始时甲的感应电流一定大于乙的感应电流，选项C正确；
D. 线框达到稳定状态时，重力与安培力平衡，有：
又因为：
所以：
解得：
知稳定时，两线框的速度相等．故D错误．
故选AC
3．BD
【详解】
ABC．在时间内，感应电动势为
感应电流为
由于、、、不变，电流保持不变；切割磁感线相当于电源，边的电势差为
线框受到的安培力
安
根据平衡条件可得外力为
安
在时间内线框完全进入磁场，穿过线框的磁通量保持不变，线框中没有感应电流；线框所受安培力为0，由平衡条件可知外力为零；、都切割磁感线相当于电源，则边的电势差为
故A、C错误，B正确；
D．在时间内，通过线框的电荷量为
是定值，与正比；在时间内线框中没有感应电流，通过线框的电荷量为零，故D正确；
故选BD。
4．AD
【详解】
A．进入磁场后，根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b。由乙图知，刚进入磁场时，金属杆的加速度大小：
方向竖直向上，由牛顿第二定律得：
设杆刚进入磁场时的速度为v0，则有 ：
且
代入数据，解得：
A正确；
B．通过a﹣h图像知：
表明金属杆受到的重力与安培力平衡有：
联立得：
B错误；
C．从开始到下落的过程中，由能的转化和守恒定律有：
代入数值有：
C错误；
D．金属杆自由下落的高度 ：
ab下落0.3m的过程中，通过R的电荷量：
D正确。
故选AD。
5．D
【详解】
磁通量始终保持每秒钟均匀地增加5Wb，根据法拉第电磁感应定律
；
由于磁通量的变化率不变，故电动势不变；而电动势大小与电阻大小无关，故D正确，ABC错误；
6．A
【详解】
AB．合上开关时，先亮，由于线圈自感的阻碍，逐渐变亮，最后一样亮，A正确，B错误；
CD．正常发光时两灯泡电流相同，亮度相同，故断开开关时，两灯泡均逐渐熄灭，流过的电流方向向右，流过的电流方向向左，CD错误。
故选A。
7．C
【详解】
由题意可知，小球带正电，且处于平衡状态，即感应电动势恒定，同时可知上极板带负电，下极板带正电，故感应电流是俯视顺时针，故感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律得知，结合图示可知，根据法拉第电磁感应定律，则磁场正在均匀增加，故C正确，ABD错误；故选C．
【点睛】
解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律E=n，以及会用楞次定律判端电动势的方向．
8．A
【解析】MN向右运动过程中，由于切割磁感线开始时要产生感应电流对电容器充电，导体棒受向左的安培力而做减速运动；随着电容器电量的增加，当充电结束时，电路中电流减为零，此时导体棒受安培力为零，此后MN向右做匀速运动，R中电流为零，两端的电压为零，此时MN两端电势差等于电容器两极板间的电势差，MN减少的动能全部转化为电阻R上的焦耳热以及电容器储存的电能之和，故选项A正确，BCD错误；故选A.
点睛：本题要正确分析导体棒的运动情况，紧紧抓住导体棒最后做匀速运动这个条件进行分析，导体棒切割磁感线产生感应电动势，电路中并没有电流，电阻上没有电压．
9．B
【详解】
试题分析：内线圈通有图示的方向的电流，且当增大时，导致外线圈的磁通量增大，从而出现感应电动势，根据安培定则可明确磁场方向，再由楞次定律可得，外线圈中的感应电流的方向为逆时针方向，由于通电外线圈处于内线圈产生的磁场中，则由左手定则可得，安培力的方向为沿半径背离圆心向外．所以ACD选项都错误，B选项正确．
考点：楞次定律、安培力
【名师点睛】考查安培定则、楞次定律、左手定则等基本知识，目的是提高学生解决此类题目的能力．同时注意要将左手定则与右手定则区分开．
10．D
【详解】
A．安培提出了分子电流假说，A错误；
B．穿过金属线框的磁通量发生变化就会产生感应电动势，闭合回路才能产生电流，B错误；
C．法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场，C错误；
D．奥斯特首先发现了电和磁有联系，D正确。
故选D。
11． 闭合回路中磁通量发生变化时，产生感应电流; 加入铁芯或使变阻器滑片P左移
【解析】
【详解】
（1）本实验中线圈A与电源相连，通过闭合、断开开关或调节滑动变阻器使穿过线圈B的磁通量发生变化，从而使线圈B产生电磁感应现象，故线圈B应与电流计相连，电路图如图所示.
（2）电流计的指针发生偏转说明回路中有电流产生，产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化，故结论为：闭合回路中磁通量发生变化时，产生感应电流.
（3）线圈B中的感应电流的方向与线圈A中的电流方向相反，则它们的磁场也一定相反，由楞次定律可知，线圈A产生的磁场应增强，故可以加入铁芯或使变阻器滑片P左移，
【点睛】
产生感应电流的条件需要满足穿过闭合线圈的磁通量发生变化，所以在做本题时要从条件入手去做。
12．（1），电流的方是abcda；（2）；（3）
【详解】
（1）由右手定则判断出感应电流的方是abcda
缓冲车以速度碰撞障碍物后滑块K静止，滑块相对磁场的速度大小为，线圈中产生的感应电动势
线圈中感应电流
（2）设此过程中缓冲车通过位移为d，经过时间为t，线圈通过的平均电流为I，平均电动势为E，对缓冲车厢由动量定理
对线圈由闭合电路欧姆定律
解得
（3）设K、C碰撞后共同运动的速度为v1，由动量守恒定律
设缓冲车与物体C共同运动的速度为v2
由动量守恒定律
设线圈abcd产生的焦耳热为Q，依据能量守恒
解得
13．（1）0.4m/s2；（2）0.16W；（3）2C
【详解】
（1）由v-t图象可知：金属棒做匀加速直线运动 ①
（2）由牛顿第二定律: F-F安=ma ②
F安=BIL=0.04N ③
E=BLv ④
=0.4A ⑤
v=at（或由图可知，t=10s时，v=4m/s） ⑥
联立以上各式，代入数据得：＝0.24N ⑦
⑧
（3） ⑨
⑩
⑾
⑿
联立以上各式，代入数据得: ⒀
14．（1） 由b指向a；（2）
【详解】
解：（1）由图乙可知，，，故
此时通过金属杆的电流为：，
由右手定则判断出，通过金属杆的电流方向：由b指向a；
（2）金属杆切割磁感线产生的电动势为：
由电路分析得到：
联立可以得到：
则可知v与t成正比，即金属杆沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，
加速度
金属杆在时间内的位移为：
联立方程可以得到：
15．(1) ； (2)
【详解】
(1)电路中电流恒定不变，根据闭合电路欧姆定律可知总电阻不变。则需使甲、乙两种材料的导体棒的长度之比为，则甲种材料的导体棒的长度
则甲种材料的导体棒的电阻为
(2)甲、乙两种材料的导体棒串联后总电阻
应用闭合电路欧姆定律可知电路中电流
解得
16．0.2
【详解】
根据B﹣t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的，所以电动势为定值，即为
根据欧姆定律，则有
在一个周期t=4s内，由焦耳定律
可得
答案第1页，共2页
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一、多选题
1．如图所示，固定在水平面的光滑金属导轨平行放置，左端接有一定值电阻R，导轨处在方向竖直向下的匀强磁场中。一个导体棒与弹簧左端相连，弹簧右端固定，导体棒放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度且弹簧和导体棒垂直。现在突然给导体棒一个水平向右的初速度v0，导体棒在导轨上沿导轨左右往复运动。设导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则在导体棒从初始时刻向右运动到速度第一次为零的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧对导体棒的弹力对导体棒做正功
B．导体棒克服安培力做的功等于电阻上产生的电热
C．导体棒和弹簧组成的系统机械能守恒
D．导体棒的动能减少量等于弹簧的弹性势能增加量加上电阻中产生的电热
2．如图，在竖直向下的y轴两侧分布有垂直纸面向外和向里的磁场，磁感应强度均随位置坐标按B＝B0＋ky（k为正常数）的规律变化．两个完全相同的正方形线框甲和乙的上边均与y轴垂直，甲的初始位置高于乙的初始位置，两线框平面均与磁场垂直．现同时分别给两个线框一个竖直向下的初速度vl和v2，设磁场的范围足够大，当线框完全在磁场中的运动时，正确的是（ ）
A．运动中两线框所受磁场的作用力方向一定相同
B．若v1＝v2，则开始时甲所受磁场力小于乙所受磁场力
C．若v1＞v2，则开始时甲的感应电流一定大于乙的感应电流
D．若v1＜v2，则最终稳定状态时甲的速度可能大于乙的速度
3．如图所示，边长为l的正方形线框abcd放置在光滑绝缘的水平面上，在水平外力F作用下，以速度v向左匀速通过宽为2l的有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。从ab边开始进入磁场至ab边恰要离开磁场过程中，下列关于线框所受外力F、线框ab两点间的电势差Uab电流强度I及通过线框的电量q随时间t变化的图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．如图甲所示，电阻不计且间距L＝1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R＝2Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场。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ab在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平，已知金属杆ab进入磁场时的速度v0＝1m/s，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，则（ ）
A．匀强磁场的磁感应强度为2T
B．金属杆ab下落0.3m时的速度为1m/s
C．金属杆ab下落0.3m的过程中R上产生的热量为0.2J
D．金属杆ab下落0.3m的过程中通过R的电荷量为0.25C
二、单选题
5．穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加5Wb,则
A．线圈中感应电动势每秒增加5V
B．线圈中感应电动势每秒减小5V
C．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于5V
D．线圈中感应电动势始终为5V
6．如图所示的电路中，和是两个相同的灯泡，线圈自感系数足够大，电阻可以忽略不计。下列说法中正确的是（ ）
A．合上开关时，先亮，后亮，最后一样亮
B．合上开关时，和同时亮
C．断开开关时，闪亮一下再熄灭
D．断开开关时，流过的电流方向向右
7．两块水平放置的金属板,板间距离为d,用导线将两块金属板与一线圈连接,线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场,如图所示．两板间有一个带正电的油滴恰好静止,则线圈中磁场的磁感应强度B随时间变化的图象为( )
A． B． C． D．
8．如图所示，两足够长光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计。现给导线MN某一初速度，使导线MN向右运动，经足够长时间后，下列判断正确的是 （ ）
A．MN向右做匀速运动
B．R中有从右向左的恒定电流
C．MN两端电势差大于电容器两极板间的电势差
D．MN减少的动能全部转化为电阻R上的焦耳热
9．如图所示为两个同心闭合线圈的俯视图，若内线圈中通有图示的电流，则当增大时关于外线圈中的感应电流的方向及受到的安培力F的方向，下列判断正确的是
A．沿顺时针方向，F沿半径指向圆心
B．沿逆时针方向，F沿半径背离圆心
C．沿逆时针方向，F沿半径指向圆心
D．沿顺时针方向，F沿半径背离圆心
10．下列陈述中符合历史事实的是（ ）
A．安培首先提出了磁能生电
B．穿过金属线框的磁通量发生变化就会产生感应电流
C．赫兹提出了场的概念并用电场线形象地描述电场
D．奥斯特首先发现了电和磁有联系
三、实验题
11．在研究“电磁感应现象”的实验中，所需的实验器材如图所示.现已用导线连接了部分实验电路.
（1）请把电路补充完整_____________ .
（2）实验时，将线圈A插入线圈B中，合上开关瞬间，观察到电流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是________.
（3）已知线圈A、B绕向相同，某同学想使B中获得与线圈A中相反方向的电流，可行的实验操作时________.
四、解答题
12．一种电磁缓冲装置，能够产生连续变化的电磁斥力，有效缓冲车辆间的速度差，避免车辆间发生碰撞和追尾事故．下图虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，在缓冲车的底部还安装有电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，在缓冲车的PQ、MN导轨内有一个由高强度材料制成的缓冲滑块K，滑块K可以在导轨上无摩擦地滑动．在滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab的连线长为L，缓冲车在光滑水平面上运动．
（1）如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，求缓冲车厢速度减半时滑块K上线圈内的感应电流大小和方向；
（2）如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，求缓冲车厢从碰撞到停下过程中通过的位移（设缓冲车厢与滑块K始终不相撞)；
（3）设缓冲车厢质量为m1 ，滑块K质量为m2，如果缓冲车以速度v匀速运动时．在它前进的方向上有一个质量为m3的静止物体C，滑块K与物体C相撞后粘在一起．碰撞时间极短．设m1= m2= m3 = m， cd边进入磁场之前，缓冲车（包括滑块K)与物体C达到相同的速度，求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热．(物体C与水平面间摩擦不计）
13．如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L＝0.2m，一端通过导线与阻值为R=1Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m＝0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B＝0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的v-t图象如图乙所示.（取重力加速度g=10m/s2）求：
（1）判断金属棒做什么运动，以及求出金属棒在t=5s时的加速度
（2）t＝10s时安培力的大小，拉力的大小及电路的发热功率
（3）在0～10s内，通过电阻R上的电量
14．如图甲所示，水平面上足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L，导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值为R的固定电阻。开始时，导轨上静止着一个电阻为r的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现用一平行金属导轨的外力沿水平方向向右拉金属杆ab，使之由静止开始运动，图中电压采集器可将其两端的电压即时采集并输入电脑，获得的电压随时间变化的关系图象如图乙所示，图中、为已知量。
(1)写出电压u随时间t变化的关系式，并求出时通过金属杆的感应电流的大小和方向；
(2)分析在时间内金属杆ab的运动情况，并求出此时间内金属杆ab位移的大小。
15．横截面积一定的甲、乙两种材料的导体棒单位长度电阻随温度的变化规律关系式分别为、，其中、、、均为正值（常数），把甲、乙两种材料的导体棒按照一定长度比例焊接在一起，总长度为，接到电动势为、内阻为的电源两端，如图所示，尽管温度在不断变化，而电路中电流恒定不变，求：
(1)甲种材料的导体棒的电阻；
(2)电路中的电流。
五、填空题
16．一个边长为10cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框匝数n=100，线框平面与磁场垂直，电阻为20Ω，磁感应强度随时间变化的图象如图所示。则在一个周期内线框产生的热量为_____J。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BD
【详解】
A．导体棒向右运动过程中，弹簧处于压缩状态，则弹簧对导体棒做负功，故A错误；
B．导轨与导体棒的电阻均可忽略，由功能关系可知，导体棒克服安培力做的功等于电阻上产生的电热，故B正确；
C．导体棒向右运动过程中，导体棒克服安培力做功，由导体棒和弹簧组成的系统机械能不守恒，故C错误；
D．由能量守恒可知，导体棒的动能减少量等于弹簧的弹性势能增加量加上电阻中产生的电热，故D正确。
故选BD。
2．AC
【详解】
A. 根据楞次定律，甲线框中产生顺时针方向的电流，乙线框中产生逆时针方向的电流，因为线框下边产生的磁场比上边的磁场强，下边所受的安培力大于上边所受的安培力，则安培力的方向与下边所受的安培力方向相同，根据左手定则，甲线框所受的安培力方向向上，乙线框所受的安培力方向向上．故A正确；
B. 线框产生的电动势：
与速度有关；
若，两线框产生的感应电流大小相等．线框所受的安培力：
知两线框所受的安培力相等．则开始时甲所受磁场力等于乙所受磁场力，选项B错误；
C. 若，则开始时甲的感应电流一定大于乙的感应电流，选项C正确；
D. 线框达到稳定状态时，重力与安培力平衡，有：
又因为：
所以：
解得：
知稳定时，两线框的速度相等．故D错误．
故选AC
3．BD
【详解】
ABC．在时间内，感应电动势为
感应电流为
由于、、、不变，电流保持不变；切割磁感线相当于电源，边的电势差为
线框受到的安培力
安
根据平衡条件可得外力为
安
在时间内线框完全进入磁场，穿过线框的磁通量保持不变，线框中没有感应电流；线框所受安培力为0，由平衡条件可知外力为零；、都切割磁感线相当于电源，则边的电势差为
故A、C错误，B正确；
D．在时间内，通过线框的电荷量为
是定值，与正比；在时间内线框中没有感应电流，通过线框的电荷量为零，故D正确；
故选BD。
4．AD
【详解】
A．进入磁场后，根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b。由乙图知，刚进入磁场时，金属杆的加速度大小：
方向竖直向上，由牛顿第二定律得：
设杆刚进入磁场时的速度为v0，则有 ：
且
代入数据，解得：
A正确；
B．通过a﹣h图像知：
表明金属杆受到的重力与安培力平衡有：
联立得：
B错误；
C．从开始到下落的过程中，由能的转化和守恒定律有：
代入数值有：
C错误；
D．金属杆自由下落的高度 ：
ab下落0.3m的过程中，通过R的电荷量：
D正确。
故选AD。
5．D
【详解】
磁通量始终保持每秒钟均匀地增加5Wb，根据法拉第电磁感应定律
；
由于磁通量的变化率不变，故电动势不变；而电动势大小与电阻大小无关，故D正确，ABC错误；
6．A
【详解】
AB．合上开关时，先亮，由于线圈自感的阻碍，逐渐变亮，最后一样亮，A正确，B错误；
CD．正常发光时两灯泡电流相同，亮度相同，故断开开关时，两灯泡均逐渐熄灭，流过的电流方向向右，流过的电流方向向左，CD错误。
故选A。
7．C
【详解】
由题意可知，小球带正电，且处于平衡状态，即感应电动势恒定，同时可知上极板带负电，下极板带正电，故感应电流是俯视顺时针，故感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律得知，结合图示可知，根据法拉第电磁感应定律，则磁场正在均匀增加，故C正确，ABD错误；故选C．
【点睛】
解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律E=n，以及会用楞次定律判端电动势的方向．
8．A
【解析】MN向右运动过程中，由于切割磁感线开始时要产生感应电流对电容器充电，导体棒受向左的安培力而做减速运动；随着电容器电量的增加，当充电结束时，电路中电流减为零，此时导体棒受安培力为零，此后MN向右做匀速运动，R中电流为零，两端的电压为零，此时MN两端电势差等于电容器两极板间的电势差，MN减少的动能全部转化为电阻R上的焦耳热以及电容器储存的电能之和，故选项A正确，BCD错误；故选A.
点睛：本题要正确分析导体棒的运动情况，紧紧抓住导体棒最后做匀速运动这个条件进行分析，导体棒切割磁感线产生感应电动势，电路中并没有电流，电阻上没有电压．
9．B
【详解】
试题分析：内线圈通有图示的方向的电流，且当增大时，导致外线圈的磁通量增大，从而出现感应电动势，根据安培定则可明确磁场方向，再由楞次定律可得，外线圈中的感应电流的方向为逆时针方向，由于通电外线圈处于内线圈产生的磁场中，则由左手定则可得，安培力的方向为沿半径背离圆心向外．所以ACD选项都错误，B选项正确．
考点：楞次定律、安培力
【名师点睛】考查安培定则、楞次定律、左手定则等基本知识，目的是提高学生解决此类题目的能力．同时注意要将左手定则与右手定则区分开．
10．D
【详解】
A．安培提出了分子电流假说，A错误；
B．穿过金属线框的磁通量发生变化就会产生感应电动势，闭合回路才能产生电流，B错误；
C．法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场，C错误；
D．奥斯特首先发现了电和磁有联系，D正确。
故选D。
11． 闭合回路中磁通量发生变化时，产生感应电流; 加入铁芯或使变阻器滑片P左移
【解析】
【详解】
（1）本实验中线圈A与电源相连，通过闭合、断开开关或调节滑动变阻器使穿过线圈B的磁通量发生变化，从而使线圈B产生电磁感应现象，故线圈B应与电流计相连，电路图如图所示.
（2）电流计的指针发生偏转说明回路中有电流产生，产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化，故结论为：闭合回路中磁通量发生变化时，产生感应电流.
（3）线圈B中的感应电流的方向与线圈A中的电流方向相反，则它们的磁场也一定相反，由楞次定律可知，线圈A产生的磁场应增强，故可以加入铁芯或使变阻器滑片P左移，
【点睛】
产生感应电流的条件需要满足穿过闭合线圈的磁通量发生变化，所以在做本题时要从条件入手去做。
12．（1），电流的方是abcda；（2）；（3）
【详解】
（1）由右手定则判断出感应电流的方是abcda
缓冲车以速度碰撞障碍物后滑块K静止，滑块相对磁场的速度大小为，线圈中产生的感应电动势
线圈中感应电流
（2）设此过程中缓冲车通过位移为d，经过时间为t，线圈通过的平均电流为I，平均电动势为E，对缓冲车厢由动量定理
对线圈由闭合电路欧姆定律
解得
（3）设K、C碰撞后共同运动的速度为v1，由动量守恒定律
设缓冲车与物体C共同运动的速度为v2
由动量守恒定律
设线圈abcd产生的焦耳热为Q，依据能量守恒
解得
13．（1）0.4m/s2；（2）0.16W；（3）2C
【详解】
（1）由v-t图象可知：金属棒做匀加速直线运动 ①
（2）由牛顿第二定律: F-F安=ma ②
F安=BIL=0.04N ③
E=BLv ④
=0.4A ⑤
v=at（或由图可知，t=10s时，v=4m/s） ⑥
联立以上各式，代入数据得：＝0.24N ⑦
⑧
（3） ⑨
⑩
⑾
⑿
联立以上各式，代入数据得: ⒀
14．（1） 由b指向a；（2）
【详解】
解：（1）由图乙可知，，，故
此时通过金属杆的电流为：，
由右手定则判断出，通过金属杆的电流方向：由b指向a；
（2）金属杆切割磁感线产生的电动势为：
由电路分析得到：
联立可以得到：
则可知v与t成正比，即金属杆沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，
加速度
金属杆在时间内的位移为：
联立方程可以得到：
15．(1) ； (2)
【详解】
(1)电路中电流恒定不变，根据闭合电路欧姆定律可知总电阻不变。则需使甲、乙两种材料的导体棒的长度之比为，则甲种材料的导体棒的长度
则甲种材料的导体棒的电阻为
(2)甲、乙两种材料的导体棒串联后总电阻
应用闭合电路欧姆定律可知电路中电流
解得
16．0.2
【详解】
根据B﹣t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的，所以电动势为定值，即为
根据欧姆定律，则有
在一个周期t=4s内，由焦耳定律
可得
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