2010-2011学年度高二上学期单元测试（教科版）物理（3）

2010—2011学年度上学期单元测试
高二物理试题（3）【教科版】
命题范围：选修3-2（第一章 电磁感应）
全卷满分100分，用时90分钟。
第Ⅰ卷（共40分）
一、选择题（10个小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分）
1．如图所示，MN是一根固定的通电直导线，电流方向由N到M.今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘.当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为 （ ）
A．受力沿x轴正向
B．受力沿x轴负向
C．受力沿y轴正向
D．受力为零
2．如图所示，闭合金属导线框水平放置在竖直向上的匀强磁场中，
匀强磁场的磁感应强度增加时，则 （ ）
A．线框中的感应电流一定增大
B．线框中的感应电流可能减小
C．线框中的感应电流方向从上向下看一定沿顺时针方向
D．线框中的感应电流方向从上向下看可能沿逆时针方向
3．如图所示，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方
竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回
到原处，运动过程中线圈平面保持在竖直面内，不计空气阻力，
则： （ ）
A．上升过程中克服磁场力做的功大于下降过程中克服磁场力做的功
B．上升过程中克服磁场力做的功等于下降过程中克服磁场力做的功
C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率
4．等离子气流由左方连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、 P2相连接，线圈A与直导线cd连接．线圈A内有随图乙所示的变化磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示，则下列叙述正确的是 （ ）
A．０～１s内ab、cd导线互相排斥
B．１～２s内ab、cd导线互相吸引
C．２～３s内ab、cd导线互相吸引
D．３～４s内ab、cd导线互相排斥
5．如图所示，在光滑水平面上直线MN右侧有垂直于水平
面的匀强磁场，一个电阻为R的矩形线框abcd受到水
平向左的恒定拉力作用，以一定的初速度向右进入磁场，
经过一段时间后又向左离开磁场。在整个运动过程中
ab边始终平行于MN。则线框向右运动进入磁场和向
左运动离开磁场这两个过程中 （ ）
A．通过线框任一截面的电量相等 B．运动的时间相等
C．线框上产生的热量相等 D．线框两次通过同一位置时的速率相等
6．如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相
反，磁感应强度的大小相均为B，磁场区域
的宽度均为a，一正三角形（高度为a）导
线框ABC从图示位置沿图示所示方向匀速
穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正
方向，在图乙中感应电流I与线框移动距离
x的关系图象正确的是 （ ）
7．如图甲所示照直放置的螺线管与导线abcd构成闭合电路，电路所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一个导体圆环。欲使导体圆环受到向上的磁场力，磁感应强度随时间变化的规律应是图乙中的
　　　　　　　　　　　A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　　D
　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　　乙
8．如图，一边长为a，电阻为R的等边三角形线框在外力作用
下以速度vo匀速穿过宽度为a的两个匀强磁场区域，两磁
场磁感应强度大小均为B，方向相反，线框运动方向与底边
平行且与磁场边缘垂直。以逆时针方向为电流正方向，从
图示位置开始线框中感应电流I与沿运动方向的位移x的
图象为 （ ）
9．目前中国南极考察队队员正在地球南极考察，设想考察队队员在地球南极附近水平面上驾驶一辆冰车向前行进时，由于地磁场作用，冰车两端会有电势差，设驾驶员左方电势为U1，右方电势为U2，则以下说法正确的是 （ ）
A．向着南极点行进时，U1比U2高
B．背着南极点行进时，U1比U2低
C．在水平冰面上转圈时，U1比U2高
D．无论怎样在水平冰面上行进，U1总是低于U2
10．如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，导体棒ab垂直导轨，除电阻R的阻值外，其余电阻不计．导体棒ab在如图乙所示的水平外力作用下，在0～t0时间内从静止开始做匀加速直线运动，则在t0以后，导体棒ab （ ）
A．先做加速运动，最后做匀速运动
B．先做减速运动，最后做匀速运动
C．先做匀减速运动，最后速度为零
D．先做匀减速运动，最后做匀速运动
第Ⅱ卷 （共60分）
二、本题共2小题，共14分。把答案填在题中横线上或按题目要求作答。
11．（6分）如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N
极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部） （ ）
A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥
C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
12．（8分）如图, A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感
系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，开关K闭合
的瞬间， ；
断开开关K的瞬间， .
三、本题共3小题；共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（13分）如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面．磁感强度随时间变化的规律是B＝（6－0.2t） （T）已知R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF，线圈A的电阻不计．求：
（1）闭合S后，通过R2的电流强度大小和方向。
（2）闭合S一段时间后在断开S，S断开后通过R2的电流是多少？
14．（15分）如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B．方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中，
（1）线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少？
（2）求线框a、b两点的电势差。
（3）求线框中产生的焦耳热。
15．（18分）如图所示，两根相距为d足够长的平行光滑金属导轨位于水平的平面内，导轨与轴平行，一端接有阻值为R的电阻。在x> 0的一侧存在竖直向下的匀强磁场，一电阻为r的金属直杆与金属导轨垂直放置，并可在导轨上滑动。开始时，金属直杆位于x=0处，现给金属杆一大小为v0、方向沿x轴正方向的初速度。在运动过程中有一大小可调节的平行于x轴的外力F作用在金属杆上，使金属杆保持大小为、方向沿x轴负方向的恒定加速度运动。金属轨道电阻可忽略不计。
求：
（1）金属杆减速过程中到达x＝x0处位置时金属杆的感应电动势E；
（2）回路中感应电流方向发生改变时，金属杆在轨道上的位置；
（3）若金属杆质量为m，请推导出外力F随金属杆在轴上的位置（x）变化关系的表达式。
参考答案
1.A；2.BC；3.AC；4.BD；5.A；6.C；7.A；8.B；9.BD；10.A 11.B
12．A、B同时发光，随后A灯变暗，B灯变亮；B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下再熄灭.
13．解：①∵∴ ①
A线圈内产生的感应电动势： ②
S闭合后，电路中电流 ③方向由
②断开S后，通过R2的电流 ④
14．解析：（1）E = BLv0
（2）a、b两点的电势差相当于电源的外电压∴
（3）解法一：由于线圈在恒力F作用下匀速进入磁场区，恒力F所做的功等于线圈中产生的焦耳热，所以线圈中产生的热量为Q = W = FL
解法二：线圈进入磁场区域时产生的感应电动势为E = BLv0电路中的总电功率为线圈中产生的热量联解可得：
15．解：（1）设金属杆到达x0处时，其速度为v1，由运动学公式 解得： 金属杆的感应电动势
（2）当金属杆的速度减小到零时，回路中感应电流方向改变，设此时金属杆的位置为xm
由运动学公式得
（3）在金属杆沿x轴的正方向运动的过程中，设金属杆到达x处时，速度大小为v，则
金属杆的感应电动势为E=Bdv
回路中的感应电流为
金属杆受到的安培力为FA=BId，方向为x轴负方向
设x负方向为正方向，由牛顿第二定律F+FA=ma
外力F随金属杆的位置x变化的关系为： 4分
在金属杆沿x轴的负方向运动的过程中，设金属杆到达x处时，速度大小为v，根据匀变速直线运动的对称性可知，v=
同理，此金属杆的感应电动势为E=Bdv，
金属杆受安培力：，方向为x轴正方向
设负x方向为正方向，由牛顿第二定律F－FA=ma
外力F随金属杆位置x变化的关系为：