期末综合练习（十）-2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修二（Word含答案）
文档属性
| 名称 | 期末综合练习（十）-2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修二（Word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 637.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-06-28 12:07:38 | ||
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文档简介
期末综合练习（十）2020~2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修二
一、单选题
1．磁电式仪表的基本组成部分是磁铁和线圈。缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上。线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央；线圈通电时发生转动，指针随之偏转，由此就能确定电流的大小。如图所示，线圈通电时指针向右偏转，在此过程中，下列说法正确的是
A．俯视看线圈中通有逆时针方向的电流
B．穿过铝框的磁通量减少
C．俯视看铝框中产生顺时针方向的感应电流
D．使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处
2．如图所示的电路为演示自感现象的实验电路，若闭合开关S，电流达到稳定后通过线圈L的电流为false，通过小灯泡false的电流为false，小灯泡false处于正常发光状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合瞬间，false灯缓慢变亮，false灯立即变亮
B．S闭合瞬间，false缓慢变亮，false立即变亮
C．S断开瞬间，false小灯泡中的电流由false逐渐减为零，方向与false相反
D．S断开瞬间，小灯泡false中的电流由false逐渐减为零，方向不变
3．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，false为定值电阻，R为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是
A．灯泡L变暗
B．电容器C的带电量将增大
C．false两端的电压减小
D．电源的总功率变小，但电源的输出功率一定变大
4．如图（a）螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向螺线管与导线框cdef相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间t按图（b）所示规律变化时（ ）
A．在t2﹣t3时间内，L内有逆时针方向感应电流
B．在t3﹣t4时间内，L内有逆时针方向的感应电流
C．在t1～t2时间内，L有扩张趋势
D．在t3～t4时间内，L有扩张趋势
5．如图所示，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外，abcd是位于纸面内的梯形线圈，其中ad=H、bc=h，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。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域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（ ）
A． B．
C． D．
6．在如图所示的电路中，灯泡A与一个带铁芯的电感线圈false并联。闭合开关false，稳定后通过灯泡false的电流为false，通过线圈false的电流为false。断开开关S，此后通过灯泡A的电流记为i，规定通过灯泡的电流向右为正，四幅图中能正确反映i随时间t变化关系的图像是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，两根等高光滑的false圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以初速度v向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中（ ）
A．通过R的电流方向为a→R→b B．通过R的电流大小为false
C．流过R的电荷量为false D．R上产生的热量为false
二、多选题
8．如图甲所示，两条平行实线间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为false，一总电阻为false的圆形线圈从靠近左侧实线的位置开始向右做匀速直线运动，圆形线圈产生的感应电动势随时间变化的图线如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．圆形线圈的半径为false B．圆形线圈运动速度的大小为false
C．两实线之间的水平距离false D．在0.05s，圆形线圈所受的安培力大小为400N
9．如图所示，三个长度、内径、管壁厚度相同的木管，铜管，银管竖直固定放置（相距较远），其下端到地面的高度相同。在每个管正上方各有一个完全相同的圆柱形磁铁，分别为a、b、c，它们下表面N极也在同一水平面上，现让a、b、c同时由静止释放，它们分别穿过对应的管道，观察到a、b、c不是同时到达地面，这种现象被戏称为牛顿的梦。不考虑管间感应磁场的影啊，也不考虑磁铁问的相互影响，已知银的电阻率比铜的电阻率小。a、b、c从释放到落到地面的过程（ ）
A．三根管中磁通量的变化量不同
B．从上往下看，铜管中感应电流的方向开始为逆时针方向，最后为顺时针方向
C．a最先落地，c最后落地
D．a、b、c落地时的速度大小关系为va>vc>vb
10．下列现象中，利用离心现象的是（ ）
A．用洗衣机脱水 B．汽车转弯时要减速
C．用离心沉淀器分离物质 D．转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水
三、解答题
11．如图所示，两根相互平行的光滑倾斜金属长直导轨，导轨的间距为L，与水平面的夹角为θ=30°；一阻值为R的电阻接在长直导轨之间；在两导轨间一矩形区域内存在垂直轨道向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场的上、下边间距为s；水平金属杆AB、CD用绝缘杆固定连接（形成“工”字形构架），间距为s0（s0＞s），与导轨紧密接触。开始时让金属杆与磁场的上边界刚好重合，某时刻由静止释放该金属框架，发现金属杆AB和金属杆CD离开磁场下边沿时金属框架受力已经平衡。已知“工”字形构架的总质量为m，金属棒AB、CD的电阻均为R，导轨电阻不计；重力加速度为g。求：
(1)金属杆AB刚要出磁场时的速度大小；
(2)从金属杆AB开始运动到金属杆CD离开磁场的过程中， CD金属杆上产生的焦耳热。
12．如图所示，单匝线圈ABCD每边长l = 0.2 m，线圈质量m1 = 0.1 kg。总电阻R = 0.1 Ω，右边重物质量为m2 = 0.15 kg，线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B = 0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的高度为h = 0.2m，重物从某一位置下降，使AB边进入磁场开始做匀速运动，（g取10 m/s2），求
（1）重物刚开始下落时的加速度；
（2）线圈做匀速运动的速度大小；
（3）线圈穿过磁场的过程产生的焦耳热。
13．如图所示，质量false，电阻false，长度false的导体棒false横放在U型金属框架上．框架质量false，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数false，相距0.4m的false、false相互平行，电阻不计且足够长．电阻false的false垂直于false．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度false．垂直于false施加false的水平恒力，false从静止开始无摩擦地运动，始终与false、false保持良好接触．当false运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．
（1）求框架开始运动时false速度v的大小；
（2）从false开始运动到框架开始运动的过程中，false上产生的热量false，求该过程false位移x的大小．
14．如图所示，在操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上．双绞线并联后的电阻R为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f=2Hz.如果同学摇动绳子的最大圆半径h=1m, 电流计的最大值I=3mA（不计电流计内阻及连接线的电阻）
(1)试推导出地磁场的磁感应强度B的数学表达式（用R、I、L、f、h等已知量表示）．
(2)试估算此处地磁场的磁感应强度B的数值．
(3)若将两人的位置改为与刚才方向垂直的两点上进行摇绳，则电流的示数是多少？
15．一光滑金属导轨如图所示，水平平行导轨MN、ST相距false=0.5m，竖直半圆轨道NP、TQ直径均为D=0.8m，轨道左端用阻值R=0.4Ω的电阻相连．水平导轨的某处有一竖直向上、磁感应强度B=0.06T的匀强磁场．光滑金属杆ab质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω，当它以5m/s的初速度沿水平导轨从左端冲入磁场后恰好能到达竖直半圆轨道的最高点P、Q．设金属杆ab与轨道接触良好，并始终与导轨垂直，导轨电阻忽略不计．取g=10m/s2，求金属杆：
（1）刚进入磁场时，通过金属杆的电流大小和方向；
（2）到达P、Q时的速度大小；
（3）冲入磁场至到达P、Q点的过程中，电路中产生的焦耳热．
16．如图所示,两个小球A和B质量分别是mA＝2.0kg,mB＝1.6kg,球A静止在光滑水平面上的M点,球B在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A运动,假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F,L＞18m时无相互作用力.当两球相距最近时,它们间的距离为d＝2m,此时球B的速度是4m/s.求:
(1)球B的初速度大小;
(2)两球之间的斥力大小;
(3)两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间.
17．如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R=3Ω的定值电阻，导体棒ab长L=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，质量m=1kg，导体棒与导轨接触良好，其间的摩擦因数为0.5。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T。在水平外力的作用下，导体棒v=10m/s的速度向右做匀速运动。求：
（1）导体棒产生的感应电动势多大？
（2）水平外力的大小？
18．距离为false的两根轨道false、false平行放置，false、false与水平面的夹角为false，false、false为两段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略），除false、false两段外其余部分均为金属，电阻可忽略不计false、false均光滑、足够长且二者在同一水平面上，轨道的false端接一个电阻false，阻值大小为false，false端接一个电阻恒为false的小灯泡，false所在平面内的磁场方向垂直于平面向下，磁感应强度的大小为false，false右侧的水平内的磁场方向竖直向上，磁感应强度的大小为false。长为false、质量为false、电阻为false的导体棒false从靠近false端的位置由静止开始沿轨道下滑，运动到斜面中点处时恰好稳定运动。导体棒刚进入水平磁场时灯泡正常发光。false棒的初始位置离水平面的高度为false，导体棒与倾斜轨道间的动摩擦因数为false，重力加速度为false，导体棒在运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求：
（1）导体棒运动至斜面中点处时流过false的电流大小；
（2）导体棒从静止至运动到斜面底端过程中回路中产生的焦耳热；
（3）小灯泡的额定功率及导体棒false水平磁场中运动的距离。
四、填空题
19．如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量m=0.2kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M=0.3kg，棒与导轨间的动摩擦因数?=0.5，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入____A的电流，方向__________。
20．如图所示，金属环直径为d，总电阻为2R，匀强磁场磁感应强度为B，垂直穿过环所在平面．电阻为R／2的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时，杆两端的电压为____________．
参考答案
1．D
【详解】
A．由左手定则可知，俯视看线圈中通有顺时针方向的电流，选项A错误；
BC．因为线圈在水平位置时磁通量为零，则线圈转动时，穿过铝框的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，俯视看铝框中产生逆时针方向的感应电流，选项BC错误；
D．当铝框中产生感应电流时，铝框受到的安培力与运动方向相反，故起到了阻尼作用，则使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
AB．S闭合瞬间，线圈L的电流缓慢增大，但false灯、false灯组成闭合回路，均立即变亮，AB错误；
CD．S断开瞬间，线圈L相等于电源，与小灯泡false串联，故false小灯泡中的电流由false逐渐减为零，方向与false相反，C正确，D错误。
故选C。
3．B
【详解】
当滑动变阻器的滑片向右移动后，连入电路的电阻增大，所以总电阻增大，总电流减小，因为电容不通电，所以通过L的电流即为总电流，所以灯泡L变暗，A错误；电容两端的电压为路端电压，所以电容两端的电压增大，根据公式false，可得电荷量增大，B正确；因为通过false的电流始终为零，所以false两端的电压始终为零，C正确；电源的总功率false，因为电流减小，所以电源的总功率减小，电源的输出功率为false可能增大可能减小，D错误。
4．D
【详解】
A、在t2﹣t3时间内，穿过圆环的磁通量向上均匀减小，之后是向下均匀增大的，由法拉第电磁感应定律可知，L中磁通量不变，则L中没有感应电流，故A错误；
B、在t3﹣t4时间内，向下的磁通量减小，根据楞次定律，在线圈中的电流方向fedc，根据右手螺旋定则，穿过圆环L的磁通量向里减小，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故B错误；
C、在t1﹣t2时间内，穿过圆环的磁通量向上不是均匀增大，由愣次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增大，故有收缩的趋势，故C错误；
D、由B选项，可知，在t3～t4时间内，穿过圆环L的磁通量向里减小，依据楞次定律的“减缩增扩”，则环L有扩张趋势，故D正确。
5．B
【详解】
在梯形线框进入磁场的过程中，根据法拉第电磁感应定律
false
当导体棒的位移为
false
有效切割长度为
false
因此有
false
由全电路欧姆定律
false
由此可化为
false
由数学知识可知此过程的false图像应该是纵截距为
false
斜率为
false
t的取值范围为false。再根据楞次定律或者右手定则可知在进入磁场的过程中感应电流的方向为false；
同理可得，在梯形线框离开磁场的过程中，有效切割长度为
false
因此有
false
由全电路欧姆定律可化为
false
由数学知识可知此过程的false图像应该是纵截距为
false
斜率为
false
t的取值范围为false，在离开磁场的过程中感应电流的方向为false。
综上所述，ACD不符题意，B符合题意，故ACD错误，B正确。
故选B。
6．D
【详解】
当开关断开时，则灯泡中的原来的电流I1立即消失，但是L由于自感要阻碍自身电流的减小，L中的电流由I2逐渐减小，由于L与灯泡组成回路，L中的电流要经过灯泡，所以灯泡中的电流突然变为I2且电流为反方向，然后逐渐减小到0，由于规定通过灯泡的电流向右为正，所以此时流过灯泡的电流方向为负，且在稳定时I2大于I1。
故选D。
7．D
【详解】
A．根据右手定则可知，导体棒中产生的感应电流方向从c到d，所以通过R的电流方向为b→R→a，故A错误。
B．金属棒做匀速圆周运动，当从底端转过θ角时的感应电动势为
false
可知回路中产生正弦式交变电流,可得产生的感应电动势的最大值为
false
有效值为
false
根据闭合电路的欧姆定律可得
false
故B错误。
C．根据法拉第电磁感应定律可得平均感应电动势为
false
根据闭合电路的欧姆定律可得
false
该过程中通过R的电荷量为
false
故C错误。
D．有效值E为
false
根据焦耳定律得
false
false
代入得
false
故D正确。
故选D。
8．BD
【详解】
AB．设线框向右运动的速度为false，线框的半径为R，圆形线框匀速进入磁场，切割磁感线的有效长度为
falsefalse
产生的感应电动势
false
显然false时，产生的感应电动势最大，结合图像有：false，即
false
由图像可知，当false时，线框全部进入磁场有：
false
联立以上两式可求得：
false
false
故A错误，B正确；
C．由以上分析知，全部离开磁场时线框向右移动的距离为
false
所以两磁场边界的距离为
false
故C错误；
D．由图像知，false时，false，线框正向右运动了1m，此时有效切割长度为2R，则安培力
F安=false
故D正确。
故选BD。
9．BC
【详解】
A．圆柱形磁铁a、b、c的初、末位置相同，三根管长度、内径相等，三根管中磁通量的变化量相同，A错误；
B．根据楞次定律，从上往下看，铜管中感应电流的方向开始为逆时针方向，最后为顺时针方向，B正确；
C．a下落过程中，木管中没有感应电流，a做自由落体运动，a最先落地，b、c下落过程中，铜管、银管中都有感应电流，由楞次定律得b、c受到的磁场力都向上，由于银管的电阻小，银管中的平均感应电流大，银管受到的平均安培力大，由牛顿第三定律得c受到平均磁场力大，c的加速度最小，c比b后落地，C正确；
D．由于C受到平均磁场力大，磁场力对c做负功，a、b、c运动的过程根据动能定理有
mgh–W磁=falsemv2
其中
Wa磁=0，Wb磁解得a、b、c落地时的速度大小关系为
va>vb>vc
D错误。
故选BC。
10．ACD
【详解】
A．用洗衣机脱水，是利用了离心现象，故A符合题意；
B．汽车转弯时要减速，是防止离心现象，故B不符合题意；
C．用离心沉淀器分离物质，是利用了离心现象，故C符合题意；
D．转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水，是利用了离心现象，故D符合题意。
故选ACD。
11．(1) false； (2) false
【详解】
(1)假设速度大小为v，则此时回路中的感应电动势为
false
回路中的总电阻为
false
流过AB的电流为
false
由受力平衡可得
false
带入解得：false
(2)从开始运动，到AB出磁场的过程，设回路中总焦耳热为false，CD杆中的焦耳热为false，由能量守恒定律可得
false
由电路连接方式得
false
从AB出磁场到CD出磁场的过程，设回路总焦耳热为false，CD杆中的焦耳热为false，
由能量守恒定律可得
false
由电路连接方式得
false
整个过程，CD金属杆上产生的焦耳热
false
联立解得：false
12．（1）2.0 m/s2；（2）5.0 m/s；（3）0.4 J
【详解】
（1）以m1与m2组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得
false
解得
false
（2）线圈在磁场中匀速上升时系统处于平衡状态，由平衡条件得
false
在线圈中产生的感应电流
false
线圈受到向下的安培力
false
联立以上各式得
false
（3）线圈在磁场中做匀速直线运动，动能不变，系统重力势能的减少量等于产生的焦耳热，由能量守恒定律得
false
代入数据解得
false
13．（1）false6m/s
(2) x="1.1m "
【解析】
试题分析：ab向右做切割磁感线运动，产生感应电流，电流流过MN，MN受到向右的安培力，当安培力等于最大静摩擦力时，框架开始运动．根据安培力、欧姆定律和平衡条件等知识，求出速度．依据能量守恒求解位移．
解：（1）由题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力为：
F=μFN=μ（m1+m2）g
ab中的感应电动势为：E=Blv
MN中电流为：
MN受到的安培力为：F安=IlB
框架开始运动时有：F安=F
由上述各式代入数据，解得：v=6m/s
（2）导体棒ab与MN中感应电流时刻相等，由焦耳定律Q=I2Rt得知，Q∝R
则闭合回路中产生的总热量：=×0.1J=0.4J
由能量守恒定律，得：Fx=+Q总
代入数据解得：x=1.1m
答：（1）求框架开始运动时ab速度v的大小为6m/s；
（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中ab位移x的大小为1.1m．
【点评】本题是电磁感应中的力学问题，考查电磁感应、焦耳定律、能量守恒定律定律等知识综合应用和分析能力．
14．(1)false；(2)false；(3)0
【分析】
（1）地球存在南北方向的磁场，当闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流．根据闭合电路欧姆定律求出感应电动势，由E=BSω求出B．
（2）将两人站立的位置，改为与刚才方向垂直的两点上，没有感应电流产生．
【详解】
（1）两同学摇动双绞线做圆周运动的角速度为ω，则：false①
则双绞线垂直切割地磁场的速度为v，则：false②
据法拉弟电磁感应定律，双绞线产生的电动势E：false ③
由闭合电路欧姆定律得：false④
由①～④得：false⑤
（2）将题中数据代入⑤式，可计算出：false⑥
（3）将两位置改变后，甩动的双绞线不再切割地磁场，故双绞线不再有感应电动势产生，则电流计的示数为0．
15．（1）0.3A，方向由a→b；（2）2m/s；（3）0.5J．
【详解】
（1）根据法拉第电磁感应定律有：false
根据闭合电路的欧姆定律有：false
联立解得：falseA
根据右手定则可知：金属杆中电流方向由a→b
（2）恰能到达竖直轨道最高点，金属杆所受的重力提供向心力，则有false
解得：falsem/s
（3）根据能量守恒定律，电路中产生的焦耳热false
解得：falseJ
16．(1) false ；(2) false；(3) false
【解析】试题分析：（1）当两球速度相等时，两球相距最近，根据动量守恒定律求出B球的初速度；（2）在两球相距L＞18m时无相互作用力，B球做匀速直线运动，两球相距L≤18m时存在着恒定斥力F，B球做匀减速运动，由动能定理可得相互作用力
（3）根据动量定理得到两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间．
（1）设两球之间的斥力大小是F，两球从开始相互作用到两球相距最近时所经历的时间是t。当两球相距最近时球B的速度false，此时球A的速度false 与球B的速度大小相等， false,由动量守恒定律可false得： false;
(2)两球从开始相互作用到它们之间距离最近时，它们之间的相对位移Δx=L-d，由功能关系可得： false 得：F=2.25N
(3)根据动量定理，对A球有false,得 false
点晴：本题综合考查了动量定理、动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强．知道速度相等时，两球相距最近，以及知道恒力与与相对位移的乘积等于系统动能的损失是解决本题的关键．
17．（1）2V；（2）5.1N
【详解】
(1)由法拉第电磁感应定律得
E=Blv=0.4×0.5×10V=2V
由右手定则判断ab中电流的方向为从b向a
(2)由闭合电路欧姆定律得：
I=false=0.5A
安培力大小为
F=BIL=0.4×0.5×0.5=0.1N
摩擦力为
f=μmg=0.5×10=5N
根据平衡条件可知
F'=f+F=5+0.1=5.1N
18．（1）false；（2）false；（3）false，false
【详解】
（1）导体棒稳定时，根据受力平衡有
false
则
false
（2）导体棒稳定时，感应电动势和感应电流为
false
false
则
false
根据能量守恒有
false
则
false
（3）导体棒刚进入水平磁场时，感应电动势和感应电流为
false
false
则小灯泡的额定功率为
false
对导体棒根据动量定理有
false
设导体棒在水平导轨上运动的位移为false
则有
falsefalse
联立解得
false
19．2A false
【详解】
[1][2]导体棒的最大静摩擦力大小为
fm=0.5mg=1N，
M的重力为
G=Mg=3N，
则fm＜G，要保持导体棒匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.
根据受力分析，由平衡条件，则有
F安=T+f=BIL
所以
false
20．Bdv/2
【详解】
试题分析：杆切割产生的感应电动势：E=Bdv．两个电阻为R的半金属圆环并联，并联电阻，
电路电流（总电流）：，
杆两端的电压：
考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律
一、单选题
1．磁电式仪表的基本组成部分是磁铁和线圈。缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上。线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央；线圈通电时发生转动，指针随之偏转，由此就能确定电流的大小。如图所示，线圈通电时指针向右偏转，在此过程中，下列说法正确的是
A．俯视看线圈中通有逆时针方向的电流
B．穿过铝框的磁通量减少
C．俯视看铝框中产生顺时针方向的感应电流
D．使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处
2．如图所示的电路为演示自感现象的实验电路，若闭合开关S，电流达到稳定后通过线圈L的电流为false，通过小灯泡false的电流为false，小灯泡false处于正常发光状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合瞬间，false灯缓慢变亮，false灯立即变亮
B．S闭合瞬间，false缓慢变亮，false立即变亮
C．S断开瞬间，false小灯泡中的电流由false逐渐减为零，方向与false相反
D．S断开瞬间，小灯泡false中的电流由false逐渐减为零，方向不变
3．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，false为定值电阻，R为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是
A．灯泡L变暗
B．电容器C的带电量将增大
C．false两端的电压减小
D．电源的总功率变小，但电源的输出功率一定变大
4．如图（a）螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向螺线管与导线框cdef相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间t按图（b）所示规律变化时（ ）
A．在t2﹣t3时间内，L内有逆时针方向感应电流
B．在t3﹣t4时间内，L内有逆时针方向的感应电流
C．在t1～t2时间内，L有扩张趋势
D．在t3～t4时间内，L有扩张趋势
5．如图所示，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外，abcd是位于纸面内的梯形线圈，其中ad=H、bc=h，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。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域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（ ）
A． B．
C． D．
6．在如图所示的电路中，灯泡A与一个带铁芯的电感线圈false并联。闭合开关false，稳定后通过灯泡false的电流为false，通过线圈false的电流为false。断开开关S，此后通过灯泡A的电流记为i，规定通过灯泡的电流向右为正，四幅图中能正确反映i随时间t变化关系的图像是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，两根等高光滑的false圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以初速度v向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中（ ）
A．通过R的电流方向为a→R→b B．通过R的电流大小为false
C．流过R的电荷量为false D．R上产生的热量为false
二、多选题
8．如图甲所示，两条平行实线间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为false，一总电阻为false的圆形线圈从靠近左侧实线的位置开始向右做匀速直线运动，圆形线圈产生的感应电动势随时间变化的图线如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．圆形线圈的半径为false B．圆形线圈运动速度的大小为false
C．两实线之间的水平距离false D．在0.05s，圆形线圈所受的安培力大小为400N
9．如图所示，三个长度、内径、管壁厚度相同的木管，铜管，银管竖直固定放置（相距较远），其下端到地面的高度相同。在每个管正上方各有一个完全相同的圆柱形磁铁，分别为a、b、c，它们下表面N极也在同一水平面上，现让a、b、c同时由静止释放，它们分别穿过对应的管道，观察到a、b、c不是同时到达地面，这种现象被戏称为牛顿的梦。不考虑管间感应磁场的影啊，也不考虑磁铁问的相互影响，已知银的电阻率比铜的电阻率小。a、b、c从释放到落到地面的过程（ ）
A．三根管中磁通量的变化量不同
B．从上往下看，铜管中感应电流的方向开始为逆时针方向，最后为顺时针方向
C．a最先落地，c最后落地
D．a、b、c落地时的速度大小关系为va>vc>vb
10．下列现象中，利用离心现象的是（ ）
A．用洗衣机脱水 B．汽车转弯时要减速
C．用离心沉淀器分离物质 D．转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水
三、解答题
11．如图所示，两根相互平行的光滑倾斜金属长直导轨，导轨的间距为L，与水平面的夹角为θ=30°；一阻值为R的电阻接在长直导轨之间；在两导轨间一矩形区域内存在垂直轨道向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场的上、下边间距为s；水平金属杆AB、CD用绝缘杆固定连接（形成“工”字形构架），间距为s0（s0＞s），与导轨紧密接触。开始时让金属杆与磁场的上边界刚好重合，某时刻由静止释放该金属框架，发现金属杆AB和金属杆CD离开磁场下边沿时金属框架受力已经平衡。已知“工”字形构架的总质量为m，金属棒AB、CD的电阻均为R，导轨电阻不计；重力加速度为g。求：
(1)金属杆AB刚要出磁场时的速度大小；
(2)从金属杆AB开始运动到金属杆CD离开磁场的过程中， CD金属杆上产生的焦耳热。
12．如图所示，单匝线圈ABCD每边长l = 0.2 m，线圈质量m1 = 0.1 kg。总电阻R = 0.1 Ω，右边重物质量为m2 = 0.15 kg，线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B = 0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的高度为h = 0.2m，重物从某一位置下降，使AB边进入磁场开始做匀速运动，（g取10 m/s2），求
（1）重物刚开始下落时的加速度；
（2）线圈做匀速运动的速度大小；
（3）线圈穿过磁场的过程产生的焦耳热。
13．如图所示，质量false，电阻false，长度false的导体棒false横放在U型金属框架上．框架质量false，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数false，相距0.4m的false、false相互平行，电阻不计且足够长．电阻false的false垂直于false．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度false．垂直于false施加false的水平恒力，false从静止开始无摩擦地运动，始终与false、false保持良好接触．当false运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．
（1）求框架开始运动时false速度v的大小；
（2）从false开始运动到框架开始运动的过程中，false上产生的热量false，求该过程false位移x的大小．
14．如图所示，在操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上．双绞线并联后的电阻R为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f=2Hz.如果同学摇动绳子的最大圆半径h=1m, 电流计的最大值I=3mA（不计电流计内阻及连接线的电阻）
(1)试推导出地磁场的磁感应强度B的数学表达式（用R、I、L、f、h等已知量表示）．
(2)试估算此处地磁场的磁感应强度B的数值．
(3)若将两人的位置改为与刚才方向垂直的两点上进行摇绳，则电流的示数是多少？
15．一光滑金属导轨如图所示，水平平行导轨MN、ST相距false=0.5m，竖直半圆轨道NP、TQ直径均为D=0.8m，轨道左端用阻值R=0.4Ω的电阻相连．水平导轨的某处有一竖直向上、磁感应强度B=0.06T的匀强磁场．光滑金属杆ab质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω，当它以5m/s的初速度沿水平导轨从左端冲入磁场后恰好能到达竖直半圆轨道的最高点P、Q．设金属杆ab与轨道接触良好，并始终与导轨垂直，导轨电阻忽略不计．取g=10m/s2，求金属杆：
（1）刚进入磁场时，通过金属杆的电流大小和方向；
（2）到达P、Q时的速度大小；
（3）冲入磁场至到达P、Q点的过程中，电路中产生的焦耳热．
16．如图所示,两个小球A和B质量分别是mA＝2.0kg,mB＝1.6kg,球A静止在光滑水平面上的M点,球B在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A运动,假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F,L＞18m时无相互作用力.当两球相距最近时,它们间的距离为d＝2m,此时球B的速度是4m/s.求:
(1)球B的初速度大小;
(2)两球之间的斥力大小;
(3)两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间.
17．如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R=3Ω的定值电阻，导体棒ab长L=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，质量m=1kg，导体棒与导轨接触良好，其间的摩擦因数为0.5。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T。在水平外力的作用下，导体棒v=10m/s的速度向右做匀速运动。求：
（1）导体棒产生的感应电动势多大？
（2）水平外力的大小？
18．距离为false的两根轨道false、false平行放置，false、false与水平面的夹角为false，false、false为两段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略），除false、false两段外其余部分均为金属，电阻可忽略不计false、false均光滑、足够长且二者在同一水平面上，轨道的false端接一个电阻false，阻值大小为false，false端接一个电阻恒为false的小灯泡，false所在平面内的磁场方向垂直于平面向下，磁感应强度的大小为false，false右侧的水平内的磁场方向竖直向上，磁感应强度的大小为false。长为false、质量为false、电阻为false的导体棒false从靠近false端的位置由静止开始沿轨道下滑，运动到斜面中点处时恰好稳定运动。导体棒刚进入水平磁场时灯泡正常发光。false棒的初始位置离水平面的高度为false，导体棒与倾斜轨道间的动摩擦因数为false，重力加速度为false，导体棒在运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求：
（1）导体棒运动至斜面中点处时流过false的电流大小；
（2）导体棒从静止至运动到斜面底端过程中回路中产生的焦耳热；
（3）小灯泡的额定功率及导体棒false水平磁场中运动的距离。
四、填空题
19．如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量m=0.2kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M=0.3kg，棒与导轨间的动摩擦因数?=0.5，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入____A的电流，方向__________。
20．如图所示，金属环直径为d，总电阻为2R，匀强磁场磁感应强度为B，垂直穿过环所在平面．电阻为R／2的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时，杆两端的电压为____________．
参考答案
1．D
【详解】
A．由左手定则可知，俯视看线圈中通有顺时针方向的电流，选项A错误；
BC．因为线圈在水平位置时磁通量为零，则线圈转动时，穿过铝框的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，俯视看铝框中产生逆时针方向的感应电流，选项BC错误；
D．当铝框中产生感应电流时，铝框受到的安培力与运动方向相反，故起到了阻尼作用，则使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
AB．S闭合瞬间，线圈L的电流缓慢增大，但false灯、false灯组成闭合回路，均立即变亮，AB错误；
CD．S断开瞬间，线圈L相等于电源，与小灯泡false串联，故false小灯泡中的电流由false逐渐减为零，方向与false相反，C正确，D错误。
故选C。
3．B
【详解】
当滑动变阻器的滑片向右移动后，连入电路的电阻增大，所以总电阻增大，总电流减小，因为电容不通电，所以通过L的电流即为总电流，所以灯泡L变暗，A错误；电容两端的电压为路端电压，所以电容两端的电压增大，根据公式false，可得电荷量增大，B正确；因为通过false的电流始终为零，所以false两端的电压始终为零，C正确；电源的总功率false，因为电流减小，所以电源的总功率减小，电源的输出功率为false可能增大可能减小，D错误。
4．D
【详解】
A、在t2﹣t3时间内，穿过圆环的磁通量向上均匀减小，之后是向下均匀增大的，由法拉第电磁感应定律可知，L中磁通量不变，则L中没有感应电流，故A错误；
B、在t3﹣t4时间内，向下的磁通量减小，根据楞次定律，在线圈中的电流方向fedc，根据右手螺旋定则，穿过圆环L的磁通量向里减小，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故B错误；
C、在t1﹣t2时间内，穿过圆环的磁通量向上不是均匀增大，由愣次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增大，故有收缩的趋势，故C错误；
D、由B选项，可知，在t3～t4时间内，穿过圆环L的磁通量向里减小，依据楞次定律的“减缩增扩”，则环L有扩张趋势，故D正确。
5．B
【详解】
在梯形线框进入磁场的过程中，根据法拉第电磁感应定律
false
当导体棒的位移为
false
有效切割长度为
false
因此有
false
由全电路欧姆定律
false
由此可化为
false
由数学知识可知此过程的false图像应该是纵截距为
false
斜率为
false
t的取值范围为false。再根据楞次定律或者右手定则可知在进入磁场的过程中感应电流的方向为false；
同理可得，在梯形线框离开磁场的过程中，有效切割长度为
false
因此有
false
由全电路欧姆定律可化为
false
由数学知识可知此过程的false图像应该是纵截距为
false
斜率为
false
t的取值范围为false，在离开磁场的过程中感应电流的方向为false。
综上所述，ACD不符题意，B符合题意，故ACD错误，B正确。
故选B。
6．D
【详解】
当开关断开时，则灯泡中的原来的电流I1立即消失，但是L由于自感要阻碍自身电流的减小，L中的电流由I2逐渐减小，由于L与灯泡组成回路，L中的电流要经过灯泡，所以灯泡中的电流突然变为I2且电流为反方向，然后逐渐减小到0，由于规定通过灯泡的电流向右为正，所以此时流过灯泡的电流方向为负，且在稳定时I2大于I1。
故选D。
7．D
【详解】
A．根据右手定则可知，导体棒中产生的感应电流方向从c到d，所以通过R的电流方向为b→R→a，故A错误。
B．金属棒做匀速圆周运动，当从底端转过θ角时的感应电动势为
false
可知回路中产生正弦式交变电流,可得产生的感应电动势的最大值为
false
有效值为
false
根据闭合电路的欧姆定律可得
false
故B错误。
C．根据法拉第电磁感应定律可得平均感应电动势为
false
根据闭合电路的欧姆定律可得
false
该过程中通过R的电荷量为
false
故C错误。
D．有效值E为
false
根据焦耳定律得
false
false
代入得
false
故D正确。
故选D。
8．BD
【详解】
AB．设线框向右运动的速度为false，线框的半径为R，圆形线框匀速进入磁场，切割磁感线的有效长度为
falsefalse
产生的感应电动势
false
显然false时，产生的感应电动势最大，结合图像有：false，即
false
由图像可知，当false时，线框全部进入磁场有：
false
联立以上两式可求得：
false
false
故A错误，B正确；
C．由以上分析知，全部离开磁场时线框向右移动的距离为
false
所以两磁场边界的距离为
false
故C错误；
D．由图像知，false时，false，线框正向右运动了1m，此时有效切割长度为2R，则安培力
F安=false
故D正确。
故选BD。
9．BC
【详解】
A．圆柱形磁铁a、b、c的初、末位置相同，三根管长度、内径相等，三根管中磁通量的变化量相同，A错误；
B．根据楞次定律，从上往下看，铜管中感应电流的方向开始为逆时针方向，最后为顺时针方向，B正确；
C．a下落过程中，木管中没有感应电流，a做自由落体运动，a最先落地，b、c下落过程中，铜管、银管中都有感应电流，由楞次定律得b、c受到的磁场力都向上，由于银管的电阻小，银管中的平均感应电流大，银管受到的平均安培力大，由牛顿第三定律得c受到平均磁场力大，c的加速度最小，c比b后落地，C正确；
D．由于C受到平均磁场力大，磁场力对c做负功，a、b、c运动的过程根据动能定理有
mgh–W磁=falsemv2
其中
Wa磁=0，Wb磁
va>vb>vc
D错误。
故选BC。
10．ACD
【详解】
A．用洗衣机脱水，是利用了离心现象，故A符合题意；
B．汽车转弯时要减速，是防止离心现象，故B不符合题意；
C．用离心沉淀器分离物质，是利用了离心现象，故C符合题意；
D．转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水，是利用了离心现象，故D符合题意。
故选ACD。
11．(1) false； (2) false
【详解】
(1)假设速度大小为v，则此时回路中的感应电动势为
false
回路中的总电阻为
false
流过AB的电流为
false
由受力平衡可得
false
带入解得：false
(2)从开始运动，到AB出磁场的过程，设回路中总焦耳热为false，CD杆中的焦耳热为false，由能量守恒定律可得
false
由电路连接方式得
false
从AB出磁场到CD出磁场的过程，设回路总焦耳热为false，CD杆中的焦耳热为false，
由能量守恒定律可得
false
由电路连接方式得
false
整个过程，CD金属杆上产生的焦耳热
false
联立解得：false
12．（1）2.0 m/s2；（2）5.0 m/s；（3）0.4 J
【详解】
（1）以m1与m2组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得
false
解得
false
（2）线圈在磁场中匀速上升时系统处于平衡状态，由平衡条件得
false
在线圈中产生的感应电流
false
线圈受到向下的安培力
false
联立以上各式得
false
（3）线圈在磁场中做匀速直线运动，动能不变，系统重力势能的减少量等于产生的焦耳热，由能量守恒定律得
false
代入数据解得
false
13．（1）false6m/s
(2) x="1.1m "
【解析】
试题分析：ab向右做切割磁感线运动，产生感应电流，电流流过MN，MN受到向右的安培力，当安培力等于最大静摩擦力时，框架开始运动．根据安培力、欧姆定律和平衡条件等知识，求出速度．依据能量守恒求解位移．
解：（1）由题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力为：
F=μFN=μ（m1+m2）g
ab中的感应电动势为：E=Blv
MN中电流为：
MN受到的安培力为：F安=IlB
框架开始运动时有：F安=F
由上述各式代入数据，解得：v=6m/s
（2）导体棒ab与MN中感应电流时刻相等，由焦耳定律Q=I2Rt得知，Q∝R
则闭合回路中产生的总热量：=×0.1J=0.4J
由能量守恒定律，得：Fx=+Q总
代入数据解得：x=1.1m
答：（1）求框架开始运动时ab速度v的大小为6m/s；
（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中ab位移x的大小为1.1m．
【点评】本题是电磁感应中的力学问题，考查电磁感应、焦耳定律、能量守恒定律定律等知识综合应用和分析能力．
14．(1)false；(2)false；(3)0
【分析】
（1）地球存在南北方向的磁场，当闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流．根据闭合电路欧姆定律求出感应电动势，由E=BSω求出B．
（2）将两人站立的位置，改为与刚才方向垂直的两点上，没有感应电流产生．
【详解】
（1）两同学摇动双绞线做圆周运动的角速度为ω，则：false①
则双绞线垂直切割地磁场的速度为v，则：false②
据法拉弟电磁感应定律，双绞线产生的电动势E：false ③
由闭合电路欧姆定律得：false④
由①～④得：false⑤
（2）将题中数据代入⑤式，可计算出：false⑥
（3）将两位置改变后，甩动的双绞线不再切割地磁场，故双绞线不再有感应电动势产生，则电流计的示数为0．
15．（1）0.3A，方向由a→b；（2）2m/s；（3）0.5J．
【详解】
（1）根据法拉第电磁感应定律有：false
根据闭合电路的欧姆定律有：false
联立解得：falseA
根据右手定则可知：金属杆中电流方向由a→b
（2）恰能到达竖直轨道最高点，金属杆所受的重力提供向心力，则有false
解得：falsem/s
（3）根据能量守恒定律，电路中产生的焦耳热false
解得：falseJ
16．(1) false ；(2) false；(3) false
【解析】试题分析：（1）当两球速度相等时，两球相距最近，根据动量守恒定律求出B球的初速度；（2）在两球相距L＞18m时无相互作用力，B球做匀速直线运动，两球相距L≤18m时存在着恒定斥力F，B球做匀减速运动，由动能定理可得相互作用力
（3）根据动量定理得到两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间．
（1）设两球之间的斥力大小是F，两球从开始相互作用到两球相距最近时所经历的时间是t。当两球相距最近时球B的速度false，此时球A的速度false 与球B的速度大小相等， false,由动量守恒定律可false得： false;
(2)两球从开始相互作用到它们之间距离最近时，它们之间的相对位移Δx=L-d，由功能关系可得： false 得：F=2.25N
(3)根据动量定理，对A球有false,得 false
点晴：本题综合考查了动量定理、动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强．知道速度相等时，两球相距最近，以及知道恒力与与相对位移的乘积等于系统动能的损失是解决本题的关键．
17．（1）2V；（2）5.1N
【详解】
(1)由法拉第电磁感应定律得
E=Blv=0.4×0.5×10V=2V
由右手定则判断ab中电流的方向为从b向a
(2)由闭合电路欧姆定律得：
I=false=0.5A
安培力大小为
F=BIL=0.4×0.5×0.5=0.1N
摩擦力为
f=μmg=0.5×10=5N
根据平衡条件可知
F'=f+F=5+0.1=5.1N
18．（1）false；（2）false；（3）false，false
【详解】
（1）导体棒稳定时，根据受力平衡有
false
则
false
（2）导体棒稳定时，感应电动势和感应电流为
false
false
则
false
根据能量守恒有
false
则
false
（3）导体棒刚进入水平磁场时，感应电动势和感应电流为
false
false
则小灯泡的额定功率为
false
对导体棒根据动量定理有
false
设导体棒在水平导轨上运动的位移为false
则有
falsefalse
联立解得
false
19．2A false
【详解】
[1][2]导体棒的最大静摩擦力大小为
fm=0.5mg=1N，
M的重力为
G=Mg=3N，
则fm＜G，要保持导体棒匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.
根据受力分析，由平衡条件，则有
F安=T+f=BIL
所以
false
20．Bdv/2
【详解】
试题分析：杆切割产生的感应电动势：E=Bdv．两个电阻为R的半金属圆环并联，并联电阻，
电路电流（总电流）：，
杆两端的电压：
考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律
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