期末综合复习练习（七）—2020_2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（Word含答案）
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| 名称 | 期末综合复习练习（七）—2020_2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（Word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 527.5KB | ||
| 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 12:38:34 | ||
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文档简介
期末综合复习练习（七）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．如图甲所示，有一闭合导线环，磁场方向垂直于环面向里，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时，顺着磁场方向看，导线环中感应电流的方向是（ ）
A．一直顺时针 B．一直逆时针
C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针
2．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计，A、B为两个完全相同的灯泡，电压表指针居于刻度盘中央，量程为E，可以测量正、反向电压。线圈L的自感系数较大，直流电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合后，B逐渐变亮
B．开关闭合，待电路稳定后，B比A更亮
C．断开开关瞬间，a点电势比b点低
D．断开开关瞬间，电压表不会烧坏
3．如图所示，为两个有界匀强磁场、磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定i电流沿逆时针方向时为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正值，外力F向右为正，则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电流i、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是
A．
B．
C．
D．
4．如图在竖直方向上的两个匀强磁场B1和B2中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a和b，它们可绕竖直轴自由转动．用导线将a盘中心与b盘边缘相连，b盘中心与a盘边缘相连．从上向下看，当a盘顺时针转动时（ ）
A．b盘总是逆时针转动
B．若B1和B2同向，b盘顺时针转动
C．若B1和B2反向，b盘顺时针转动
D．b盘总是顺时针转动
5．如图甲所示，在正方形金属线框区域内存在匀强磁场，开始时磁场方向垂直于纸面向外。线框区域内磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，规定金属线框内的电流逆时针方向为正方向，则正方形金属线框中的感应电流I随时间t的变化图线是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，电路中A、B是完全相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么（ ）
A．合上开关S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮
B．合上开关S，A、B逐渐变亮，最后A、B一样亮
C．断开开关S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭
D．断开开关S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭
二、多选题
7．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
8．关于通电直导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ）
A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角无关
C．匀强磁场中，将直导线从中点折成直角，安培力的大小可能变为原来的false倍
D．两根通以同向电流的平行直导线之间，存在着相互吸引的安培力
三、填空题
9．从1405~1433年，出生于云南的航海家郑和先后7次下西洋。在一望无际的茫茫大海中，利用指南针导航。指南针指南的一端是______极（选填“N”或“S”）；安培力是磁场对通电导线的作用，如图所示长度L=0.3m的导体棒垂直磁场放置，磁感应强度B=1T，通入水平向右，大小为I=2A的电流，则导体棒受到的安培力向是______，大小为______N。
10．如图所示，光滑导轨间距false，电阻false，false为质量是false的金属棒，金属棒电阻不计，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度false，当棒false向右以恒定的速度false运动时，流过棒false的电流大小为_____________，棒false受到的安培力的大小为______，棒false两端的电压为______.
四、解答题
11．如图（甲）所示，AB、CD是间距为L＝1m的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为α，在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计，长为1m的导体棒ab垂直放置在导轨上，导体棒电阻R＝1Ω；AB、CD右侧连接一电路，已知灯泡L的规格是“3V，3W”，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω．在t＝0时，将导体棒ab从某一高度由静止释放，导体棒的速度﹣时间图象如图（乙）所示，其中OP段是直线，PM段是曲线．若导体棒沿导轨下滑12.5m时，导体棒达到最大速度，并且此时灯泡L已正常发光，假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度g＝10m/s2，试求：
（1）导轨平面与水平面的夹角α；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B0；
（3）从导体棒静止释放到速度达到最大的过程中，通过电阻R1的电荷量．
12．如图甲所示，匝数N=100，电阻r=1Ω，面积大小为0.1m2的圆形金属线圈与粗糙倾斜金属导轨连接成一个回路，导轨宽度L=1m，动摩擦因数μ=0.5，倾角θ=37°，轨道上连有阻值R1=2Ω的电阻，在线圈中存在垂直线圈平面向上的均匀变化的磁场B1，B1变化规律如图乙所示，在倾斜导轨上存在垂直导轨平面向下大小恒定的磁场B2，在导轨上放置一根质量m=lkg，阻值R2=2Ω，与导轨等宽的金属棒ab，并锁定。现将开关S闭合，解除锁定后，发现金属棒能在导轨上保持静止状态，其余电阻不计。求：
(1)流经金属棒的电流大小和方向；
(2)磁场B2的取值范围；
(3)若B2=2T，现将开关S断开，当金属棒向下滑0.4m时速度达到1m/s，求该过程中电阻R1上产生的热量。
13．如图所示的装置，表面粗糙、足够长且相互平行的两条金属导轨固定在同一平面上，且所在平面与水平面夹角为false，金属导轨间距为false，导轨电阻忽略不计。导轨平面上虚线false、false间的区域存在垂直于导轨所在平面向上、磁感应强度为false的匀强磁场。导体棒false的质量为false，电阻为false；导体棒false的质量为false，电阻为false。现将两根导体棒相隔一定距离并从导轨上同时静止释放，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好。当false到达磁场边界false时，false正好到达磁场边界false。已知两导体棒都能匀速通过磁场区域，不计导体棒之间的电流相互作用，两导体棒与金属导轨间的动摩擦因数为false。重力加速度false，false（计算结果保留两位有效数字）。求：
(1)两导体棒分别在磁场中匀速运动时的速度大小；
(2)磁场区域false的宽度；
(3)若两根金属导轨光滑，增大磁感应强度false后，两导体棒仍然都能匀速穿过磁场区域。则在两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，在导体棒false、false上产生的热量分别是多少。
14．将质量false的小球以水平速度false抛出，不计空气阻力，false取false，求：
（1）抛出后false内重力对小球的冲量；
（2）抛出false时小球的动量；
（3）抛出后false内小球动量的变化量．
15．如图所示，水平放置的U形导轨足够长，置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=5 T，导轨宽度L=0.4 m，左侧与R=1.5Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上，导体棒ab质量m=2.0 kg，电阻r=0.5 Ω，与导轨的动摩擦因数μ=0.2，其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10 N的水平外力F作用下，由静止开始运动后，速度达到最大，取g=10 m/s2.。求：
(1)导体棒ab运动的最大速度是多少？
(2)当导体棒ab的速度v=1 m/s时，求ab两点的电势差和导体棒的ab加速度？
16．倾角为false的光滑绝缘斜面如图所示，在相隔为d的平行虚线MN和PQ与斜面底边平行，其间有大小为B的匀强磁场，方向垂直斜面向下。一质量为m、电阻为R、用相同的金属线做成的边长为L的正方形单匝线框，在斜面上某位置由静止释放，且释放时cd边与斜面底边平行。当cd边刚进入磁场时，线框的加速度大小为a，方向沿斜面向上；线框ab边刚要离开磁场和cd边刚进入磁场时，ab边两端的电压相同。已知磁场的宽度d大于线框的边长L，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）cd边刚进入磁场时，cd边的电流方向和线框速度大小v；
（2）线框通过磁场的过程中，线框中产生的热量Q；
（3）线框从进入磁场到完全离开磁场所用的时间t。
17．如图所示，在倾角为θ＝false的斜面上，固定一宽L＝0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）金属棒所受到的安培力的大小；
（2）通过金属棒的电流的大小；
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．
18．如图所示，两根足够长的平行金属导轨间距l=0.50 m，倾角θ=53°，导轨上端串接电阻R=0.05 Ω。在导轨间长d=0.56 m的区域内，存在方向垂直于导轨平面向下、磁感应强度B=2.0 T的匀强磁场。质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用轻质细绳跨过定滑轮与拉杆GH（GH杆的质量不计）相连。某同学用F=80 N的恒力竖直向下拉动GH杆，使CD棒从图中初始位置由静止开始运动，刚进入磁场时速度为v=2.4 m/s，当CD棒到达磁场上边界时该同学松手。g取10 m/s2，sin 53°=0.8，不计其他电阻和一切摩擦。求∶
(1)CD棒的初始位置与磁场区域下边界的距离s；
(2)该同学松手后，CD棒能继续上升的最大高度h；
(3)在拉升CD棒的过程中，该同学所做的功W和电阻R上产生的热量Q。
参考答案
1．D
【详解】
导线环中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律，顺着磁场方向看，导线环中感应电流的方向先逆时针后顺时针。
故选D。
2．D
【详解】
A．开关闭合后，B马上变亮，所以A错误；
B．开关闭合，待电路稳定后，由于线圈L的自感系数较大，直流电阻不计， A B为两个完全相同的灯泡，则两灯一样亮，所以B错误；
C．断开开关瞬间，B灯有从a到b的反向电流通过，所以a点电势比b点高，则C错误；
D．断开开关瞬间，电压表两端出现反向电压，但大小不会超过原来的大小，所以不会烧坏，D正确；
故选D。
3．D
【详解】
试题分析：由线圈的运动可得出线圈中磁通量的变化；由则由法拉第电磁感应定律及false可得出电动势的变化；由欧姆定律可求得电路中的电流，则可求得安培力的变化；由false可求得电功率的变化．
A、当线框运动L时开始进入磁场，磁通量开始增加，当全部进入时达最大；此后向外的磁通量增加，总磁通减小；当运动到2.5L时，磁通量最小；错误
B、当线圈进入第一个磁场时，由false可知，I保持不变，而开始进入第二个磁场时，两端同时切割磁感线，电动势应为false，故电流应为2I；错误
C、因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右；错误
D、拉力的功率false，因速度不变，而线框在第一个磁场时，电流为定值，功率为定值，两边分别在两个磁场中时，由B的分析可知，电流加倍，功率为原来的4倍；此后从第二个磁场中离开时，功率应等于线框在第一个磁场中的功率；正确
故选D
考点：电磁感应与图象的结合问题
点评：电磁感应与图象的结合问题，在解题时涉及的内容较多，同时过程也较为复杂；故在解题时要灵活，可以选择合适的解法，如排除法等进行解答．
4．C
【分析】
对于左盘，根据右手定则判断感应电流方向；对于右盘，根据左手定则判断安培力方向，确定转动方向．
【详解】
若B1B2同向上，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从false；b盘电流从b′→O′，根据左手定则，安培力逆时针（俯视）；
若B1B2同向下，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从false；b盘电流从O′→b′，根据左手定则，安培力逆时针（俯视）；
若B1向上，B2向下，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从false；b盘电流从b′→O′，根据左手定则，安培力顺时针（俯视）；
若B1向下，B2向上，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从false；b盘电流从O′→b′，根据左手定则，安培力顺时针（俯视），C正确．
【点睛】
本题关键要能熟练运用左手定则和右手定则判断感应电流方向和安培力方向，明确两个定则的运用条件，不可混淆．
5．D
【详解】
磁感应强度在0到t1内，由法拉第电磁感应定律可得，由于磁感应强度随时间变化率不变，则感应电动势大小不变，感应电流的大小也不变；由于磁感线是向外在减小，向内在增大。所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针，由于环中感应电流沿逆时针方向为正方向，则感应电流为正的。同理，磁感应强度在t1到t2内，感应电流不变，且电流方向为负。故D正确，ABC错误。
故选D。
6．D
【详解】
AB．合上开关S瞬间，自感线圈由于自感作用无电流，此时相当于两灯泡串联，故两灯泡会立即变亮，随后L上的电流逐渐变大，因L电阻可忽略，故A灯泡会逐渐变暗，最后熄灭，B灯泡会逐渐变亮，故AB错误；
CD．断开开关S，B灯泡会立即熄灭，自感线圈与A灯泡形成闭合回路，同时L会产生自感电动势，所以A灯会闪亮一下后逐渐熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
7．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。
8．CD
【详解】
AB．安培力false，其中false为电流方向与磁场方向的夹角，安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角有关．当false时，就算有电流和磁场也不会有安培力，AB错误；
C．当导线和磁场垂直时，导线受到的安培力大小为false，将导线从中点折成直角，到导线的有效长度变为false，故安培力变为原来的false倍，C正确；
D．根据电流与电流之间的相互作用可知，两根通以同方向电流的平行直导线之间，存在着相互吸引的安培力，D正确．
9．S 竖直向上 0.6
【详解】
[1]地理的南北极与地磁的南北极相反，根据同名磁极相吸引，异名磁极相排斥可知，指南针的S极指向地理的南极；
[2][3]通电导线在磁场中受到安培力作用，左手定则可知，力的方向竖直向上，大小为
false
10．2A 0.2N 1V
【解析】
【详解】
[1]ab棒匀速切割磁感线产生的动生电动势为：
false
ab棒作为等效电源，不计内阻，则外电路为两电阻R并联，有：
false
由闭合电路的欧姆定律可得干路电流：
false
[2]ab棒因通电而在匀强磁场中受到安培力，其大小为
false
[3]棒false两端的电压为路端电压，但内阻不计，则大小等于电动势
false
11．(1)false (2) B0=1T (3) false
【详解】
（1）0~1s内，false ，而false ，可得false
（2）小灯泡正常发光时，false，即此时导体棒中电流为false ；
导体棒达到最大速度时满足false ，其中false ，
false ，vm=10m/s，
解得B0=1T
（3）导体棒在磁场中滑行的距离为false；
从导体棒静止释放至速度达到最大的过程中，通过导体棒的总电荷量为：
false
通过电阻R1的电荷量为false
12．(1)2.5A，由a到b；(2) 0.8T~4T；(3)0.15J
【详解】
(1)线圈中产生的感应电动势的大小
false
回路的总电流
false
流经金属棒的电流大小
false
方向从a到b；
(2)当导体棒有向上运动趋势时，则
false
解得
false
当导体棒有向下运动趋势时，则
false
解得
false
则磁场B2的取值范围0.8T~4T。
(3)由能量关系可知
false
电阻R1产生的热量为
false
解得
Q1=0.15J
13．(1)false ，8.8m/s；(2)4.4m；(3)9.5J，6.3J
【详解】
(1)设导体棒false和false在磁场中匀速运动的速度分别为false和false，根据受力平衡可得
false
false
false
false
联立解得
false
false
(2)设磁场区域false的宽度为false，当false在磁场中匀速运动时，对false受力分析可得
false
false做匀加速直线运动，因此
false
联立解得
false
(3)若两根金属导轨光滑，两导体棒都匀速穿过磁场区域的整个过程中
false
false
由能量守恒定律可知在装置上产生的热量为
false
因此false、false上产生的热量分别为
false
false
联立解得
false
false
14．（1）false，方向竖直向下（2）false，方向与水平方向成false角斜向下（3）false，方向竖直向下
【详解】
（1）重力是恒力，false内重力对小球的冲量
false
方向竖直向下．
（2）false时的速度
falsefalse
方向与水平方向的夹角为false，则
false，false
由此知小球速度方向与水平方向成false角向下．false时动量
false
方向与水平方向成false角向下．
（3）根据动量定理知，false内小球动量的变化量就是这false内重力的冲量，所以有
false
方向与重力方向一致，竖直向下．
15．(1)false；(2)false，false
【详解】
(1)当导体棒所受合力为零，加速度为零时达到最大速度，由平衡条件可得
false
其中电流I为
false
联立代入数据可解得false。
(2)当导体棒ab的速度v=1 m/s时，产生的感应电动势
false
回路中感应电流为
false
ab两点的电势差为
false
设导体棒的ab加速度为a，由牛顿第二定律可得
false
代入数据可解得false。
16．（1）d→c ，false （2）false （3）false
【解析】
【详解】
（1）由右手定则知电流方向为d→c ；
由牛顿第二定律得：false
由闭合电路欧姆定律得：false
由法拉第电磁感应定律得E=BLv
得 false
（2）cd边进入磁场时，ab边两端电压为false
设ab边离开磁场时，线框的速度为v1，ab边两端电压为false
可得 false
由能量守恒定律得：false
得false
（3）对线框穿过磁场的全过程用动量定理得：
false
因为线框只在进出磁场时受安培力作用，故有：false
可得线框穿过磁场的总时间：false
17．（1）0.1 N（2）0.5 A（3）23 Ω
【详解】
(1)金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡
false
代入数据得
false
(2) 由F安=BIL，解得：
false
(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得false，代入数据得
false
18．(1)0.24 m；(2)0.288 m；(3)W=64 J，QR=26.88 J
【详解】
(1)CD棒向上运动
F-mgsinθ=ma
解得
a=12m/s2
由运动学公式v2=2as解得
s=0.24 m
(2)刚进入磁场时
E=Blv
由闭合电路欧姆定律
false
又
F安=BIl
因为
F=mgsinθ+F安
所以CD棒在磁场中做匀速直线运动。
离开磁场后，CD棒沿导轨向上做匀减速运动，由v2=2gxsinθ解得
x=0.36 m
CD棒还能继续上升的最大高度
h=xsinθ=0.288m
(3)该同学所做的功
W=F（s+d）
解得
W=64J
由能量转化和守恒定律得
W=mg[（s+d）sin θ+h]+QR
解得
QR=26.88 J
一、单选题
1．如图甲所示，有一闭合导线环，磁场方向垂直于环面向里，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时，顺着磁场方向看，导线环中感应电流的方向是（ ）
A．一直顺时针 B．一直逆时针
C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针
2．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻不计，A、B为两个完全相同的灯泡，电压表指针居于刻度盘中央，量程为E，可以测量正、反向电压。线圈L的自感系数较大，直流电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合后，B逐渐变亮
B．开关闭合，待电路稳定后，B比A更亮
C．断开开关瞬间，a点电势比b点低
D．断开开关瞬间，电压表不会烧坏
3．如图所示，为两个有界匀强磁场、磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定i电流沿逆时针方向时为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正值，外力F向右为正，则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电流i、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是
A．
B．
C．
D．
4．如图在竖直方向上的两个匀强磁场B1和B2中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a和b，它们可绕竖直轴自由转动．用导线将a盘中心与b盘边缘相连，b盘中心与a盘边缘相连．从上向下看，当a盘顺时针转动时（ ）
A．b盘总是逆时针转动
B．若B1和B2同向，b盘顺时针转动
C．若B1和B2反向，b盘顺时针转动
D．b盘总是顺时针转动
5．如图甲所示，在正方形金属线框区域内存在匀强磁场，开始时磁场方向垂直于纸面向外。线框区域内磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，规定金属线框内的电流逆时针方向为正方向，则正方形金属线框中的感应电流I随时间t的变化图线是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，电路中A、B是完全相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么（ ）
A．合上开关S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮
B．合上开关S，A、B逐渐变亮，最后A、B一样亮
C．断开开关S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭
D．断开开关S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭
二、多选题
7．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
8．关于通电直导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ）
A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角无关
C．匀强磁场中，将直导线从中点折成直角，安培力的大小可能变为原来的false倍
D．两根通以同向电流的平行直导线之间，存在着相互吸引的安培力
三、填空题
9．从1405~1433年，出生于云南的航海家郑和先后7次下西洋。在一望无际的茫茫大海中，利用指南针导航。指南针指南的一端是______极（选填“N”或“S”）；安培力是磁场对通电导线的作用，如图所示长度L=0.3m的导体棒垂直磁场放置，磁感应强度B=1T，通入水平向右，大小为I=2A的电流，则导体棒受到的安培力向是______，大小为______N。
10．如图所示，光滑导轨间距false，电阻false，false为质量是false的金属棒，金属棒电阻不计，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度false，当棒false向右以恒定的速度false运动时，流过棒false的电流大小为_____________，棒false受到的安培力的大小为______，棒false两端的电压为______.
四、解答题
11．如图（甲）所示，AB、CD是间距为L＝1m的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为α，在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计，长为1m的导体棒ab垂直放置在导轨上，导体棒电阻R＝1Ω；AB、CD右侧连接一电路，已知灯泡L的规格是“3V，3W”，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω．在t＝0时，将导体棒ab从某一高度由静止释放，导体棒的速度﹣时间图象如图（乙）所示，其中OP段是直线，PM段是曲线．若导体棒沿导轨下滑12.5m时，导体棒达到最大速度，并且此时灯泡L已正常发光，假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度g＝10m/s2，试求：
（1）导轨平面与水平面的夹角α；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B0；
（3）从导体棒静止释放到速度达到最大的过程中，通过电阻R1的电荷量．
12．如图甲所示，匝数N=100，电阻r=1Ω，面积大小为0.1m2的圆形金属线圈与粗糙倾斜金属导轨连接成一个回路，导轨宽度L=1m，动摩擦因数μ=0.5，倾角θ=37°，轨道上连有阻值R1=2Ω的电阻，在线圈中存在垂直线圈平面向上的均匀变化的磁场B1，B1变化规律如图乙所示，在倾斜导轨上存在垂直导轨平面向下大小恒定的磁场B2，在导轨上放置一根质量m=lkg，阻值R2=2Ω，与导轨等宽的金属棒ab，并锁定。现将开关S闭合，解除锁定后，发现金属棒能在导轨上保持静止状态，其余电阻不计。求：
(1)流经金属棒的电流大小和方向；
(2)磁场B2的取值范围；
(3)若B2=2T，现将开关S断开，当金属棒向下滑0.4m时速度达到1m/s，求该过程中电阻R1上产生的热量。
13．如图所示的装置，表面粗糙、足够长且相互平行的两条金属导轨固定在同一平面上，且所在平面与水平面夹角为false，金属导轨间距为false，导轨电阻忽略不计。导轨平面上虚线false、false间的区域存在垂直于导轨所在平面向上、磁感应强度为false的匀强磁场。导体棒false的质量为false，电阻为false；导体棒false的质量为false，电阻为false。现将两根导体棒相隔一定距离并从导轨上同时静止释放，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好。当false到达磁场边界false时，false正好到达磁场边界false。已知两导体棒都能匀速通过磁场区域，不计导体棒之间的电流相互作用，两导体棒与金属导轨间的动摩擦因数为false。重力加速度false，false（计算结果保留两位有效数字）。求：
(1)两导体棒分别在磁场中匀速运动时的速度大小；
(2)磁场区域false的宽度；
(3)若两根金属导轨光滑，增大磁感应强度false后，两导体棒仍然都能匀速穿过磁场区域。则在两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，在导体棒false、false上产生的热量分别是多少。
14．将质量false的小球以水平速度false抛出，不计空气阻力，false取false，求：
（1）抛出后false内重力对小球的冲量；
（2）抛出false时小球的动量；
（3）抛出后false内小球动量的变化量．
15．如图所示，水平放置的U形导轨足够长，置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=5 T，导轨宽度L=0.4 m，左侧与R=1.5Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上，导体棒ab质量m=2.0 kg，电阻r=0.5 Ω，与导轨的动摩擦因数μ=0.2，其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10 N的水平外力F作用下，由静止开始运动后，速度达到最大，取g=10 m/s2.。求：
(1)导体棒ab运动的最大速度是多少？
(2)当导体棒ab的速度v=1 m/s时，求ab两点的电势差和导体棒的ab加速度？
16．倾角为false的光滑绝缘斜面如图所示，在相隔为d的平行虚线MN和PQ与斜面底边平行，其间有大小为B的匀强磁场，方向垂直斜面向下。一质量为m、电阻为R、用相同的金属线做成的边长为L的正方形单匝线框，在斜面上某位置由静止释放，且释放时cd边与斜面底边平行。当cd边刚进入磁场时，线框的加速度大小为a，方向沿斜面向上；线框ab边刚要离开磁场和cd边刚进入磁场时，ab边两端的电压相同。已知磁场的宽度d大于线框的边长L，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）cd边刚进入磁场时，cd边的电流方向和线框速度大小v；
（2）线框通过磁场的过程中，线框中产生的热量Q；
（3）线框从进入磁场到完全离开磁场所用的时间t。
17．如图所示，在倾角为θ＝false的斜面上，固定一宽L＝0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）金属棒所受到的安培力的大小；
（2）通过金属棒的电流的大小；
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．
18．如图所示，两根足够长的平行金属导轨间距l=0.50 m，倾角θ=53°，导轨上端串接电阻R=0.05 Ω。在导轨间长d=0.56 m的区域内，存在方向垂直于导轨平面向下、磁感应强度B=2.0 T的匀强磁场。质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用轻质细绳跨过定滑轮与拉杆GH（GH杆的质量不计）相连。某同学用F=80 N的恒力竖直向下拉动GH杆，使CD棒从图中初始位置由静止开始运动，刚进入磁场时速度为v=2.4 m/s，当CD棒到达磁场上边界时该同学松手。g取10 m/s2，sin 53°=0.8，不计其他电阻和一切摩擦。求∶
(1)CD棒的初始位置与磁场区域下边界的距离s；
(2)该同学松手后，CD棒能继续上升的最大高度h；
(3)在拉升CD棒的过程中，该同学所做的功W和电阻R上产生的热量Q。
参考答案
1．D
【详解】
导线环中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律，顺着磁场方向看，导线环中感应电流的方向先逆时针后顺时针。
故选D。
2．D
【详解】
A．开关闭合后，B马上变亮，所以A错误；
B．开关闭合，待电路稳定后，由于线圈L的自感系数较大，直流电阻不计， A B为两个完全相同的灯泡，则两灯一样亮，所以B错误；
C．断开开关瞬间，B灯有从a到b的反向电流通过，所以a点电势比b点高，则C错误；
D．断开开关瞬间，电压表两端出现反向电压，但大小不会超过原来的大小，所以不会烧坏，D正确；
故选D。
3．D
【详解】
试题分析：由线圈的运动可得出线圈中磁通量的变化；由则由法拉第电磁感应定律及false可得出电动势的变化；由欧姆定律可求得电路中的电流，则可求得安培力的变化；由false可求得电功率的变化．
A、当线框运动L时开始进入磁场，磁通量开始增加，当全部进入时达最大；此后向外的磁通量增加，总磁通减小；当运动到2.5L时，磁通量最小；错误
B、当线圈进入第一个磁场时，由false可知，I保持不变，而开始进入第二个磁场时，两端同时切割磁感线，电动势应为false，故电流应为2I；错误
C、因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右；错误
D、拉力的功率false，因速度不变，而线框在第一个磁场时，电流为定值，功率为定值，两边分别在两个磁场中时，由B的分析可知，电流加倍，功率为原来的4倍；此后从第二个磁场中离开时，功率应等于线框在第一个磁场中的功率；正确
故选D
考点：电磁感应与图象的结合问题
点评：电磁感应与图象的结合问题，在解题时涉及的内容较多，同时过程也较为复杂；故在解题时要灵活，可以选择合适的解法，如排除法等进行解答．
4．C
【分析】
对于左盘，根据右手定则判断感应电流方向；对于右盘，根据左手定则判断安培力方向，确定转动方向．
【详解】
若B1B2同向上，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从false；b盘电流从b′→O′，根据左手定则，安培力逆时针（俯视）；
若B1B2同向下，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从false；b盘电流从O′→b′，根据左手定则，安培力逆时针（俯视）；
若B1向上，B2向下，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从false；b盘电流从b′→O′，根据左手定则，安培力顺时针（俯视）；
若B1向下，B2向上，从上向下看，a盘顺时针转动，其半径切割磁感线，感应电流从false；b盘电流从O′→b′，根据左手定则，安培力顺时针（俯视），C正确．
【点睛】
本题关键要能熟练运用左手定则和右手定则判断感应电流方向和安培力方向，明确两个定则的运用条件，不可混淆．
5．D
【详解】
磁感应强度在0到t1内，由法拉第电磁感应定律可得，由于磁感应强度随时间变化率不变，则感应电动势大小不变，感应电流的大小也不变；由于磁感线是向外在减小，向内在增大。所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针，由于环中感应电流沿逆时针方向为正方向，则感应电流为正的。同理，磁感应强度在t1到t2内，感应电流不变，且电流方向为负。故D正确，ABC错误。
故选D。
6．D
【详解】
AB．合上开关S瞬间，自感线圈由于自感作用无电流，此时相当于两灯泡串联，故两灯泡会立即变亮，随后L上的电流逐渐变大，因L电阻可忽略，故A灯泡会逐渐变暗，最后熄灭，B灯泡会逐渐变亮，故AB错误；
CD．断开开关S，B灯泡会立即熄灭，自感线圈与A灯泡形成闭合回路，同时L会产生自感电动势，所以A灯会闪亮一下后逐渐熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
7．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。
8．CD
【详解】
AB．安培力false，其中false为电流方向与磁场方向的夹角，安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角有关．当false时，就算有电流和磁场也不会有安培力，AB错误；
C．当导线和磁场垂直时，导线受到的安培力大小为false，将导线从中点折成直角，到导线的有效长度变为false，故安培力变为原来的false倍，C正确；
D．根据电流与电流之间的相互作用可知，两根通以同方向电流的平行直导线之间，存在着相互吸引的安培力，D正确．
9．S 竖直向上 0.6
【详解】
[1]地理的南北极与地磁的南北极相反，根据同名磁极相吸引，异名磁极相排斥可知，指南针的S极指向地理的南极；
[2][3]通电导线在磁场中受到安培力作用，左手定则可知，力的方向竖直向上，大小为
false
10．2A 0.2N 1V
【解析】
【详解】
[1]ab棒匀速切割磁感线产生的动生电动势为：
false
ab棒作为等效电源，不计内阻，则外电路为两电阻R并联，有：
false
由闭合电路的欧姆定律可得干路电流：
false
[2]ab棒因通电而在匀强磁场中受到安培力，其大小为
false
[3]棒false两端的电压为路端电压，但内阻不计，则大小等于电动势
false
11．(1)false (2) B0=1T (3) false
【详解】
（1）0~1s内，false ，而false ，可得false
（2）小灯泡正常发光时，false，即此时导体棒中电流为false ；
导体棒达到最大速度时满足false ，其中false ，
false ，vm=10m/s，
解得B0=1T
（3）导体棒在磁场中滑行的距离为false；
从导体棒静止释放至速度达到最大的过程中，通过导体棒的总电荷量为：
false
通过电阻R1的电荷量为false
12．(1)2.5A，由a到b；(2) 0.8T~4T；(3)0.15J
【详解】
(1)线圈中产生的感应电动势的大小
false
回路的总电流
false
流经金属棒的电流大小
false
方向从a到b；
(2)当导体棒有向上运动趋势时，则
false
解得
false
当导体棒有向下运动趋势时，则
false
解得
false
则磁场B2的取值范围0.8T~4T。
(3)由能量关系可知
false
电阻R1产生的热量为
false
解得
Q1=0.15J
13．(1)false ，8.8m/s；(2)4.4m；(3)9.5J，6.3J
【详解】
(1)设导体棒false和false在磁场中匀速运动的速度分别为false和false，根据受力平衡可得
false
false
false
false
联立解得
false
false
(2)设磁场区域false的宽度为false，当false在磁场中匀速运动时，对false受力分析可得
false
false做匀加速直线运动，因此
false
联立解得
false
(3)若两根金属导轨光滑，两导体棒都匀速穿过磁场区域的整个过程中
false
false
由能量守恒定律可知在装置上产生的热量为
false
因此false、false上产生的热量分别为
false
false
联立解得
false
false
14．（1）false，方向竖直向下（2）false，方向与水平方向成false角斜向下（3）false，方向竖直向下
【详解】
（1）重力是恒力，false内重力对小球的冲量
false
方向竖直向下．
（2）false时的速度
falsefalse
方向与水平方向的夹角为false，则
false，false
由此知小球速度方向与水平方向成false角向下．false时动量
false
方向与水平方向成false角向下．
（3）根据动量定理知，false内小球动量的变化量就是这false内重力的冲量，所以有
false
方向与重力方向一致，竖直向下．
15．(1)false；(2)false，false
【详解】
(1)当导体棒所受合力为零，加速度为零时达到最大速度，由平衡条件可得
false
其中电流I为
false
联立代入数据可解得false。
(2)当导体棒ab的速度v=1 m/s时，产生的感应电动势
false
回路中感应电流为
false
ab两点的电势差为
false
设导体棒的ab加速度为a，由牛顿第二定律可得
false
代入数据可解得false。
16．（1）d→c ，false （2）false （3）false
【解析】
【详解】
（1）由右手定则知电流方向为d→c ；
由牛顿第二定律得：false
由闭合电路欧姆定律得：false
由法拉第电磁感应定律得E=BLv
得 false
（2）cd边进入磁场时，ab边两端电压为false
设ab边离开磁场时，线框的速度为v1，ab边两端电压为false
可得 false
由能量守恒定律得：false
得false
（3）对线框穿过磁场的全过程用动量定理得：
false
因为线框只在进出磁场时受安培力作用，故有：false
可得线框穿过磁场的总时间：false
17．（1）0.1 N（2）0.5 A（3）23 Ω
【详解】
(1)金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡
false
代入数据得
false
(2) 由F安=BIL，解得：
false
(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得false，代入数据得
false
18．(1)0.24 m；(2)0.288 m；(3)W=64 J，QR=26.88 J
【详解】
(1)CD棒向上运动
F-mgsinθ=ma
解得
a=12m/s2
由运动学公式v2=2as解得
s=0.24 m
(2)刚进入磁场时
E=Blv
由闭合电路欧姆定律
false
又
F安=BIl
因为
F=mgsinθ+F安
所以CD棒在磁场中做匀速直线运动。
离开磁场后，CD棒沿导轨向上做匀减速运动，由v2=2gxsinθ解得
x=0.36 m
CD棒还能继续上升的最大高度
h=xsinθ=0.288m
(3)该同学所做的功
W=F（s+d）
解得
W=64J
由能量转化和守恒定律得
W=mg[（s+d）sin θ+h]+QR
解得
QR=26.88 J
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