期末综合复习能力提升过关（四）-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）

2020~2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修二期末综合复习能力提升过关（四）
一、单选题
1．如图所示，绝缘直导线固定在竖直平面内，导线中通有竖直向上的恒定电流，等腰直角三角形金属框false紧靠在直导线上，直导线将三角形的面积一分为二，直导线与false边平行，将三角形金属框一直向右平移，则金属框中感应电流方向（　　）
A．沿顺时针方向
B．沿逆时针方向
C．先沿顺时针方向，后沿逆时针方向
D．先沿逆时针方向，后沿顺时针方向
2．如图所示,当导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R的电流方向是( ).
A．由A→B B．由B→A C．无感应电流 D．无法确定
3．如图甲所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，两磁场边界均与x轴垂直且宽度均为L，在y轴方向足够宽。现有一高和底均为L的等腰三角形导线框，顶点a在y轴上，从图示x=0位置开始，在外力F的作用下向右沿x轴正方向匀速穿过磁场区域。在运动过程中，线框bc边始终与磁场的边界平行。线框中感应电动势E大小、线框所受安培力F安大小、感应电流i大小、外力F大小这四个量分别与线框顶点a移动的位移x的关系图像中正确的是 （　　）
A． B． C． D．
4．一演示自感现象的实验电路图如图所示，L是带铁芯的线圈，A是一只灯泡，开关S处于闭合状态，灯泡正常发光，现断开S，灯泡过一会儿才熄灭。关于断开S前和断开S后瞬间，通过灯泡A的电流方向，下面说法正确的是
A．断开S前，b→a；断开S后瞬间，a→b
B．断开S前，a→b；断开S后瞬间，b→a
C．断开S前，b→a；断开S后瞬间，b→a
D．断开S前，a→b；断开S后瞬间，a→b；
5．两根互相垂直的绝缘通电长直导线放在水平面上，两个相同的闭合圆形线圈a、b放在同一水平面上，两线圈的圆心到两导线的距离都相等。设两直导线中的电流强度相等，方向如图所示。若两直导线中的电流以相同的变化率均匀减小，下列说法正确的是（　　）
A．a中无感应电流，b中有顺时针方向的感应电流
B．a中无感应电流，b中有逆时针方向的感应电流
C．a中有顺时针方向的感应电流，b中无感应电流
D．a中有逆时针方向的感应电流，b中无感应电流
6．如图甲所示的电路中，R表示电阻，L表示线圈的自感系数。改变电路中元件的参数，使i－t曲线图乙中的①改变为②。则元件参数变化的情况是（　　）
A．L增大，R不变 B．L减小，R不变
C．L不变，R增大 D．L不变，R减小
7．如图所示，电源电动势E=1.5V，内电阻r=0.5Ω，滑动变阻器R1的最大，电阻Rm=5.0Ω，定值电阻R2=2.0Ω，C为平行板电容器，其电容为3μF。将开关S与a接触，则
A．当R1的阻值增大时，R2两端的电压减小
B．当R1接入电路阻值为0.5Ω时，R1消耗的功率最大
C．将开关从a接向b，流过R3的电流流向为d→>c
D．将开关从a接向b，待电路稳定，流过R3的电荷量为9×10－3C
二、多选题
8．电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　）
A．图（a）中利用了发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器，从而实现手机充电
B．图（b）中给电磁炉接通恒定电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热
C．图（c）中如果线圈B不闭合，S断开将不会产生延时效果
D．图（d）中给电子感应加速器通以恒定电流时，被加速的电子获得恒定的加速度
9．如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且false．流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．关于导线abed所受到的磁场的作用力的合力，下列说法正确的是（ ）
A．方向沿纸面垂直bc向上，大小为false
B．方向沿纸面垂直bc向下，大小为false
C．若在纸面内将abcd逆时针旋转30°，力的大小不变
D．若在纸面内将abcd逆时针旋转60°，力的大小减半
三、填空题
10．如图所示，“U”型金属框水平放置，右端与竖直墙壁相连，导体棒ab垂直于框架的两臂，与框架构成边长L＝1.0m的正方形，整个回路的电阻R＝2Ω．质量m＝1 kg的物体c置于水平地面上，并通过轻绳绕过定滑轮与ab相连，当竖直向上的磁场按B=kt均匀变化(k为恒量)时，物体c对地面的压力F随时间t变化的规律如图所示．不考虑一切摩擦，取g＝10m／s2.则k的数值为_____T/S,ab棒中感应电流大小为______A方向为________（填a→b或b→a）
四、解答题
11．如图甲所示，利用粗糙绝缘的水平传送带输送一正方形单匝金属线圈abcd，传送带以恒定速度v0运动。传送带的某正方形区域内，有一竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。当金属线圈的bc边进入磁场时开始计时，直到bc边离开磁场，其速度与时间的关系如图乙所示，且在传送带上始终保持ad、bc边平行于磁场边界。已知金属线圈质量为m，电阻为R，边长为L，线圈与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求下列问题：
(1)线圈刚进入磁场时的加速度大小；
(2)正方形磁场的边长d。
12．如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行光滑金属导轨MN和PQ，它们的电阻忽略不计，在M和P之间接有阻值R为4Ω的定值电阻，现有一质量m为0.5kg的导体棒ab，长L=0.5m，其电阻r为1.0Ω，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，现使导体棒ab以v=8m/s的速度向右做匀速运动．求：
(1)导体棒ab中电流的方向；
(2)ab两端电压U；
(3)导体棒ab所受的外力大小．
13．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，每边电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在垂直磁场边界向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：
（1）线框中电流I的大小和方向；
（2）拉力所做的功W；
（3）ab边产生的焦耳热Q。
14．运用电磁感应可以测量运动物体的速度．当固定着线圈的小车进入磁场时，根据线圈切割磁感线产生的感应电流大小，可以间接测量出小车的速度．如图所示，水平地面上方存在有边界的水平匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B．电阻为R的矩形单匝线圈MNPQ固定在小车A上，其中MN边水平，NP边竖直，高度为L，小车A和线圈的总质量为m．小车载着线圈在光滑水平面上一起以初速度v0(未知)做匀速运动，与另一辆停在磁场边界处且质量也为m的小车C发生碰撞，碰后立刻粘在一起，随后进入匀强磁场，刚进入磁场时线圈中感应电流为I，小车A完全进入磁场时的速度为v1．已知小车由绝缘材料做成，小车长度与线圈MN边长度相同．求：
(1)线圈中感应电流的方向和小车A的初速度v0的大小；
(2)小车A进入磁场的过程中线圈产生的焦耳热Q；
(3)小车A进入磁场过程中通过线圈横截面的电荷量q．
参考答案
1．D
【详解】
根据安培定则，导线左侧磁场方向向外，右侧磁场方向向里；金属框向右平移过程中，框中磁通量先向外减小，当导线与false重合后磁通量向里减小，根据楞次定律可知，环中感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向。
故选D。
2．A
【解析】
试题分析：当导线棒MN沿导轨向右运动时，MN切割磁感线运动，根据右手定则，感应电流方向从N到M，所以，流过R的电流方向是由A→B，A正确．
考点： 右手定则
3．B
【详解】
线框从开始进入到全部进入第一个磁场时，因切割的有效长度均匀减小，故由E=BLv可知，电动势也均匀减小；由闭合电路欧姆定律得，感应电流也均匀减小；匀速运动，外力F与安培力大小相等
false
外力F与安培力不是均匀减小，不是线性关系，故B正确，ACD错误。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
开关S断开前，流过灯泡的电流为电源提供，左端与电源正极相连，故灯泡中电流方向从左到右，即为a→b；迅速断开开关S时，灯泡中原来的电流瞬间减小到零，而线圈由于要阻碍电流的减小，产生自感电动势，由楞次定律和右手定则可判断右端为高电势，与灯泡组成闭合回路，感应电流流过灯泡，故灯泡中电流方向从右到左，即为b→a，故选项B正确，A、C、D错误。
5．B
【详解】
由安培定则可知通电导线产生的磁场方向，并根据叠加原理可知a所在区域的两个磁场方向相反，穿过a环的磁通量为0且保持不变，所以a中无感应电流；b所在区域两个磁场方向相同，合磁场不为零，当电流减小时，b中磁通量减小，根据楞次定律可知b中有逆时针方向的感应电流。
故选B。
6．A
【详解】
电源电阻不计，由图可知，放电达到的最大电流相等，而达到最大电流的时间不同，说明回路中的电阻值不变，即电阻R不变；电流的变化变慢，所以线圈的阻碍作用增大，即自感系数L增大， A正确，BCD错误。
故选A。
7．A
【解析】
【分析】
含容电路中当电路稳定时电容器支路相当与断路，与谁并联就与谁电压相等，与电容器串联的原件相当于导线。
【详解】
增大R1的阻值，R总增大，I总减小，流过R2的电流减小，R2两端的电压减小，所以A正
确；将R2与电源看作等效电源，当R1=R2+r=2.5 Ω时．R1获得功率最大，所以B错误；
开关接a时，电容器左极扳带负电，开关接b时，左极板带正电，所以流过R3的电流流向为c→d，，因此C错误；因R1接人的阻值未知，不能求出电容器上电压的变化，故不能求出流过R3的电荷量，所以D错误。
8．AC
【详解】
A．电流流过发射线圈会产生变化的磁场，当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电，即利用发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器，从而实现手机充电，故A正确；
B．恒定的电流激发恒定的磁场，穿过金属锅的磁通量不变，不会发生电磁感应现象，没有涡流产生，故B错误；
C．如果线圈不闭合，则B线圈中会有电磁感应现象，但不产生感应电流，故不会产生延时效果，故C正确；
D．给电子感应加速器通以恒定电流时产生的磁场不变，即磁通量不变，则不会产生感生电场，则不能加速电子，故D错误。
故选AC。
9．AC
【详解】
由安培力公式F＝BIL，与左手定则，可得ab段导线的安培力方向垂直于导线与磁感线构成的平面并斜向左上．同理cd段导线的安培力方向垂直于导线与磁感线构成的平面并斜向右上．因此由平行四边形定则对这两个安培力进行分解，可得沿bc段方向的安培力分力正好相互平衡，所以ab段与cd段导线的安培力的合力为falseBIL，方向竖直向上；
而bc段安培力的大小为BIL，方向是竖直向上．则导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力大小为false，方向是竖直向上．若在纸面内将abcd旋转任何角度，力的大小均不变，故AC正确，BD错误．
10．2T/s 1A b→a.
【解析】
【详解】
根据楞次定律可知，感应电流方向由b指向a；E=ΔΦΔt=ΔBΔtS=kL2，回路中的感应电流为：I=ER=kL2R ，ab所受安培力为：F=BIL=kt×kL2R×L=k2L3tR ，t=5?s时，安培力大小等于c的重力10?N，即：k2×13×52=10，得：k=2 T/s．I=kL2R=2×122A=1A。
11．(1)false；(2)false
【详解】
(1)闭合铜线圈右侧边刚进入磁场时，产生的电动势
E＝BLv0
产生的电流
false
右侧边所受安培力
false
根据牛顿第二定律有
F－μmg＝ma
解得
false
(2)当金属线圈的ad边刚刚进入磁场和离开磁场时线圈的速度大小均等于v1，说明金属线圈的bc边离开磁场时线圈的速度大小为v0。在线圈刚刚完全进入磁场做匀加速运动，直到bc边到达磁场右边界的过程中，根据动能定理
false
解得
false
12．（1）b→a（2）U=3.2V（3）0.4N
【解析】
【分析】由右手定则判断出感应电流方向，由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出电压；由安培力公式求出安培力，由平衡条件求出外力；
解：（1）由右手定则：导体棒ab中感应电流的方向：从b→a；
（2）由法拉第电磁感应定律可知E=BLv
解得E=4V
根据闭合电路欧姆定律false
解得I=0.8A
根据欧姆定律U=IR
解得U=3.2V
（3）F安=BIL
解得F=0.4N
导体棒ab匀速运动，F=F安=0.4N
13．（1）false；方向是由a到d；（2）false；（3）false
【详解】
（1）由于ad边向左切割磁感线，故产生的感应电动势为
E=BLv
故线框中的电流、
false
由右手定则判断出电流的方向是由a到d；
（2）由于线框匀速运动，故拉力
F=F安=BIL=false
拉力做的功
false
（3）拉力做功全部转化为电流产生的焦耳热，则ab边产生的焦耳热
false
14．（1）false （2）false （3）false
【解析】
试题分析：（1）根据楞次定律判断线圈中感应电流的方向，AC碰撞动量守恒，切割磁感线产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律求感应电动势，根据闭合电路的欧姆定律列式，联立求出false；（2）根据能量守恒定律，求出小车A进入磁场的过程中线圈产生的热耳热Q；（3）根据动量定理求小车A进入磁场过程中通过线圈截面的电荷量．
（1）由楞次定律知线圈中感应电流方向为：M→Q→P→N→M
设小车的初速度为false，小车A与C碰撞时，根据动量守恒定律：false
线圈切割磁感线感应电动势false
由闭合电路欧姆定律得线圈中电流false
得：false
（2）线圈进入磁场的过程中，系统减少的动能转化成线圈的焦耳热，即false
解得：false
（3）设线圈从开始进入磁场到完全进入磁场的过程中，线圈的平均电流为false
根据动量定理得：false
通过的电荷量false
解得：false
【点睛】本题是电磁感应与力学和能量知识的综合．运用功能关系时，要分析回路中涉及几种形式的能，分析能量是如何转化的是关键．