期末综合复习练习（六） 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）
文档属性
| 名称 | 期末综合复习练习（六） 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 | 413.7KB | ||
| 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 12:39:50 | ||
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文档简介
期末综合复习练习（六）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，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是( )
A．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮
B．S闭合，L1亮度不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭
C．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变
D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下再熄灭
2．航母上飞机弹射光滑绝缘杆起飞所利用的电磁驱动左右，原理如图所示，当固定环线圈上突然通过直流电流时线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（ ）
A．合上开关S的瞬间，从右侧看环中产生沿顺时针方向的感应电流
B．金属环向左运动过程中将有扩大趋势
C．若将金属环置于线圈的右侧环将不能弹射出去
D．若将电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射
3．如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在开关S接通和断开时，灯泡A1和A2亮暗的顺序是（ ）
A．接通时A1先达最亮，断开时A1后灭 B．接通时A2先达最亮，断开时A1后灭
C．接通时A1先达最亮，断开时A1先灭 D．接通时A2先达最亮，断开时A1先灭
4．如图，纸面内有两个半径均为R且相切的圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里；左侧有一半径同为R的圆形导线框，导线框电阻为r。三圆共面且圆心在同一直线上。现使圆形线框以v水平向右做匀速运动，则（ ）
A．当 t= false时，线框感应电流为false
B．当t=false，线框中电流第一次反向
C．当t=false，线框感应电动势达到极大值
D．在线框穿过磁场过程中，电流改变两次方向
5．如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈，工作过程中某段时间通电线圈存在顺时针方向（从左向右看）均匀增大的电流，则（ ）
A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针
B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大
C．有金属片通过时，金属片中没有感应电流
D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化
6．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。开关闭合前电容器不带电。闭合开关，待电路稳定后（ ）
A．通过电源的电流为零 B．定值电阻两端的电压等于E
C．电路消耗的电功率等于false D．电容器所带电荷量为false
7．如图所示，一足够大的正方形区域abcd内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其顶点a在直线MN上，且ab与MN的夹角为45°.一边长为L的正方形导线框从图示位置沿直线MN以速度v匀速穿过磁场区域．规定逆时针方向为感应电流的正方向，下列表示整个过程导线框中感应电流i随时间t(以false为单位)变化的图象中，正确的是( )
A．
B．
C．
D．
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．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法正确的是（ ）
A．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
B．金属探测器可用于大米装袋，防止细小的砂石颗粒混入大米中
C．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
三、填空题
10．如图，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=1.5Ω的电阻，将一根质量m=0.2kg、电阻r=0.5Ω的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨的电阻不计．整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动．施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒达到的稳定速度v1=__m/s，金属棒从开始运动到速度v2=2m/s的过程中电阻R产生的热量为6.45J，则该过程所需的时间t=__s．
11．在磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直放置、长度L＝0.2 m的通电导线中通有I＝0.4 A的电流，则导线所受磁场力大小为________；若将导线转过90°与磁场方向平行时，导线所受磁场力为________，此时磁场的磁感应强度为________。
四、解答题
12．如图所示，一矩形金属框架与水平面成角θ=37°，宽L=0.4m，上、下两端各有一个电阻R0=2Ω，框架的其他部分电阻不计，框架足够长，垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，ab为金属杆，与框架良好接触，其质量m=0.1kg，电阻r=1.0Ω，杆与框架的动摩擦因数μ=0.5.杆由静止开始下滑，在速度刚好达到最大的过程中，上端电阻R0产生的热量Q0=0.5J（取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）。 求：
（1）当金属棒的速度是2m/s时，金属棒的加速度是多大；
（2）整个过程中流过R0的最大电流；
（3）从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离；
13．如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成false角固定．N、Q间接一电阻false=10Ω，M、P端与电池组和开关组成回路，电动势E=6V，内阻r=1.0Ω，导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场．现将一条质量m=10g，电阻R=10Ω的金属导线ab置于导轨上，并保持导线水平．已知导轨间距L=0.1m，当开关S接通后导线ab恰静止不动．(取g=10m/s2)
(1)试计算磁感应强度大小．
(2)若某时刻将开关S断开，求导线ab能达到的最大速度．（设导轨足够长）
14．如图，质量为m、阻值为R、边长为L的正方形导线框，从位置A由静止下落，恰能竖直且匀速进入下方磁感应强度为B的有界匀强磁场（不计空气阻力）。求：
（1）在A位置时线框的下边到磁场上边界的距离h；
（2）线框进入磁场的过程中通过导线截面的电量q和线框上产生的热量Q；
（3）分析并说明从开始下落到线框下边到达磁场下边界的过程中，线框机械能的变化情况。
15．如图所示，一水平放置的平行导体框宽度L＝0.5m，接有R＝0.2Ω的电阻，磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体棒ab电阻不计，当ab以v＝4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小，并指出ab哪端电势高；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平外力为多少。
16．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.5m一端连接R=1Ω的电阻．导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．质量1kg的导体棒MN放在导轨上，电阻r=0.25Ω，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨的电阻可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s．求：
（1）感应电动势E和MN两点间的电势差；
（2）在2s时间内，拉力做的功；
（3）在2s末，撤去拉力，棒会逐渐减速直至停止运动．求全过程中电阻R上产生的焦耳热．
17．如图所示，两根水平放置的光滑的平行金属导轨相距为d，电阻不计，在其左端接有阻值为R的电阻，MN为一根长度也为d、质量为m，电阻为r的金属杆，垂直导轨放置，并与导轨接触良好，整个装置处于方向垂直导轨平面，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，开始时杆MN处于静止状态．某时刻（t=0）对杆MN施加一个平行导轨方向的水平力，使之做加速度为a的匀加速直线运动．（导轨足够长）
（1）判断M、N两端的电势高低；
（2）求t=t1时刻杆MN两端的电压；
（3）求水平力F随时间t变化的关系式．
18．如图是两根间距均为L的光滑平行金属导轨，左段倾角为false，M1N1M2N2区间有垂直导轨向上的匀强磁场，右段水平轨道P1P2区间右侧有足够长的竖直向上的匀强磁场，大小均为B，水平部分和倾斜部分导轨平滑连接。M1M2之间接有电阻R。闭合开关K，固定水平轨道上的金属棒cd，使金属棒ab从倾斜导轨上端静止释放，达到匀速后再进入水平导轨（无能量损失），此时断开开关K并撤去固定cd的装置，静止释放cd。当cd速度增大到v2时，ab恰好追上并碰到cd。运动过程中，ab、cd棒与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知ab、cd棒质量均为m=0.1kg，阻值和电阻R的阻值均为R=0.2Ω，L=0.5m，θ=53°，B=0.4T，false，不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求：
(1)ab棒到达水平轨道时的速度false；
(2)cd棒速度增大到v2时，ab棒速度v1为多大？
(3)从ab棒进入右段磁场区域到与cd发生碰撞的过程中，ab棒产生的焦耳热；cd棒最初与磁场边界P1P2的距离false为多少？
参考答案
1．D
【详解】
AC．当S闭合瞬时，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，逐渐将L1灯短路，L1逐渐变暗直到熄灭，同时，L2电流逐渐增大，变得更亮；AC错误；
BD．S断开瞬时，L2中电流消失，故立即熄灭，而L1中由于电感中产生一个与电流同向的自感电动势，故右端为正，电流由灯泡L1的右侧流入，故L1亮一下逐渐熄灭。D正确，B错误。
故选D。
2．A
【解析】
【详解】
A.线圈中电流为左侧流入内部产生的磁场方向为向右在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的感应圈电流由右侧看为顺时针．故选项A符合题意．
B.在闭合圈开关的过程中磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的面积有缩小的趋势，故选项B不符合题意．
C.若金属环放在线圈右侧，根据楞次定律可得环将向右运动. 故选项C不符合题意．
D.电池正负极调换后，根据楞次定律可得，金属环受力仍向左，故仍将向左弹出．故选项D不符合题意．
3．A
【详解】
接通时由于线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的增大，故绝大多数电流都流经A1，即A1先达最亮，由于电阻R的分流作用，A1亮度较低；断开时A2先灭，线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的减小，产生的感应电流流经A1，故A1后灭，A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【详解】
画出圆形导线框运动的5个状态，如图所示：
A．当false时，导线框运动到1位置，有效切割长度为2Rsin60°=falseR，线框中的感应电流
false
选项A正确；
B．当false?时，导线框运动到2位置，当?false时，导线框运动到3位置，从初始位置到2位置，穿过线框的磁通量变大，从2位置到3位置，穿过线框的磁通量变小，根据楞次定律可知，当false时，导线框运动到2位置时，电流方向第一次反向，故B正确；
C．当false?时，导线框运动到3位置，此时导线框的左右两侧都在切割，切割长度和方向均相同，此时的感应电动势相互抵消，实际感应电动势为0，故C错误；
D．全过程中，磁感线的贯穿方向始终不变，所以线框中的电流方向改变一次，故D错误。
故选AB。
5．D
【详解】
A．当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，可知穿过右侧线圈的磁通量向右且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，A错误；
B．通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流大小不变，B错误；
C．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化，金属片中也会产生感应电流，C错误；
D．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．闭合开关，待电路稳定后，由于电源与电阻R构成一个闭合电路，故通过电源的电流不为零，故A错误；
B．定值电阻R的两端电压就是电源的路端电压，由于有内电压，所以定值电阻两端的电压不等于电源的电动势，而是false，故B错误；
C．电路消耗的电功率是指总电功率，即为
false
故C错误；
D．根据电容的公式false，故电容器所带电荷量为
false
故D正确。
故选D。
7．C
【解析】
根据右手定则，可知线框进入磁场时产生的感应电流为逆时针方向，离开磁场时产生的感应电流为顺时针方向，AB错误；当线框运动时间为时感应电流为零，D错误、C正确．
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．AD
【详解】
A．金属探测器在探测金属时，由于在被测金属中产生的涡流从而使报警器工作，故A正确；
B．金属探测器探测原理是在被探测物体中由于电磁感应在被探测物中产生涡流来进行工作，食品中的砂石不是金属，所以不能产生涡流，故B错误；
C．电磁炉利用涡流工作，录音机在磁带上录制声音时，是利用了电流的磁效应，使磁带上的磁粉被磁化，故C错误；
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，故D正确。
故选AD。
10．3 0.5
【详解】
[1]．金属棒切割磁感线产生的感应电动势：
E=BLv
感应电流：
false
安培力：
F安=BIL
金属棒匀速运动时速度达到稳定，由平衡条件得：F=F安，
拉力的功率：
PF=Fv1=false
解得：
v1=3m/s；
[2]．电路产生的总热量：
falsefalse
由能量守恒定律得：
Pt=Q+falsemv22
解得：
t=0.5s；
11．6.4×10－2N 0 0.8 T
【详解】
[1]当磁感应强度B与电流I垂直放置时，由公式
false
可知
F＝BIL＝0.8×0.4×0.2 N＝6.4×10－2N
[2][3]当导线放置方向与磁感应强度的方向平行时，受到的磁场力的大小为零，磁场中某点的磁感应强度的大小和是否放置通电导线以及放置的方向无关，B＝0.8T。
12．（1）0.4m/s2；（2）0.25A ；（3）11.56 m
【详解】
（1）当ab杆的速度为v1=2m/s时电动势为
false
由闭合电路欧姆定律得
false
由牛顿第二定律得
false
代入数据解得false
（2）导体棒达到最大速度时，受力平衡，则有
false
代入数据解得false
则整个过程中流过R0的最大电流
false
（3）电路中的总电阻
false=2Ω
电路中的最大电动势
false
由法拉第电磁感应定律
false
解得最大速度为vm=2.5m/s
依题意，易知电路中产生的总焦耳热false
由能量守恒定律得
false
代入数据解得s=11.56m
13．（1）1T；（2）100m/s
【解析】
【详解】
解：(1)由于静止平衡，由平衡条件得：false
电路电流：false
代入数据解得：false
(2)当false匀速运动时速度最大，
产生的感应电动势：false
导线false中的感应电流：false
false受到的安培力：false
由平衡条件得：false
代入数据解得：false
14．（1）false（2）false（3）见解析
【详解】
（1）线框进入磁场前，只有重力做功，机械能守恒
false①
线框进入磁场时受到竖直向下的重力和向上的安培力作用，恰好匀速，有
mg=BIL②
根据切割产生感应电动势规律和闭合电路欧姆定律有
false ③
联立①②③三式，可得：
false
（2）线框进入磁场时的感应电流大小false，由
false
可得：
false
所需的时间
false
线框进入磁场的过程中通过线框截面的电量
false
产生的热量
Q=I2Rt=mgL
（3）线框下边进入磁场前只有重力做功，机械能守恒；线框下边进入磁场后，安培力做负功，因此线框机械能减少；线框全部进入磁场到下边出磁场前，无感应电流，不受安培力，只有重力做功，机械能守恒。
15．(1)E=0.8V；a端电势高；(2)I=4.0A；(3)F=0.8N。
【详解】
(1) 根据法拉第电磁感应定律，有
E=BLv=0.8V
根据右手定则可判断a端电势高；
(2)由欧姆定律可得
false
(3) 导体棒ab受到的安培力为
FA=BIL=0.8N
要维持ab向右匀速运动, 根据平衡力可知，作用在ab上的水平外力为
F= FA =0.8N
16．（1）2.5V ，2V（2）10J，（3）18J
【解析】
【详解】
（1）感应电动势：E=BLv=2.5V
MN两点间的电势差：U=false=2V
（2）棒匀速，F=BIL=false=1N
拉力做的功：W=Fvt=10J
（3）撤去拉力之前，拉力做工等于回路中产生的焦耳热Q1，撤去之后棒动能全部转化为焦耳热Q2 ，Q1=W=10J，Q2=falsemv2 =12.5J
又因为R与r串联，R产生的焦耳热Q3=（Q1+Q2）false = 18J
17．（1）false（2）false（3）false
【解析】
（1）由右手定则可知，false
（2）t1时刻的速度：v1=at1
感应电动势E1=Bdv1
感应电流false
杆MN两端的电压false
（3）由牛顿第二定律可得F-BId=ma
其中false
E=Bdv
v=at
联立解得false
18．(1)6m/s；(2)4m/s；(3)0.4J，0.2m
【详解】
(1)在斜面上匀速时
false
false
解得
false
(2)ab进入右段磁场，cd、ab视为整体，合外力为零，动量守恒
false
解得
false
(3)ab进入右段磁场到发生碰撞，回路焦耳热等于系统损耗的动能
false
false
又cd、ab在磁场中向右运动时
false
false
对ab棒
false
即
false
其中
false
解得
false
一、单选题
1．如图，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是( )
A．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮
B．S闭合，L1亮度不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭
C．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变
D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下再熄灭
2．航母上飞机弹射光滑绝缘杆起飞所利用的电磁驱动左右，原理如图所示，当固定环线圈上突然通过直流电流时线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（ ）
A．合上开关S的瞬间，从右侧看环中产生沿顺时针方向的感应电流
B．金属环向左运动过程中将有扩大趋势
C．若将金属环置于线圈的右侧环将不能弹射出去
D．若将电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射
3．如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在开关S接通和断开时，灯泡A1和A2亮暗的顺序是（ ）
A．接通时A1先达最亮，断开时A1后灭 B．接通时A2先达最亮，断开时A1后灭
C．接通时A1先达最亮，断开时A1先灭 D．接通时A2先达最亮，断开时A1先灭
4．如图，纸面内有两个半径均为R且相切的圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里；左侧有一半径同为R的圆形导线框，导线框电阻为r。三圆共面且圆心在同一直线上。现使圆形线框以v水平向右做匀速运动，则（ ）
A．当 t= false时，线框感应电流为false
B．当t=false，线框中电流第一次反向
C．当t=false，线框感应电动势达到极大值
D．在线框穿过磁场过程中，电流改变两次方向
5．如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈，工作过程中某段时间通电线圈存在顺时针方向（从左向右看）均匀增大的电流，则（ ）
A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针
B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大
C．有金属片通过时，金属片中没有感应电流
D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化
6．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。开关闭合前电容器不带电。闭合开关，待电路稳定后（ ）
A．通过电源的电流为零 B．定值电阻两端的电压等于E
C．电路消耗的电功率等于false D．电容器所带电荷量为false
7．如图所示，一足够大的正方形区域abcd内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其顶点a在直线MN上，且ab与MN的夹角为45°.一边长为L的正方形导线框从图示位置沿直线MN以速度v匀速穿过磁场区域．规定逆时针方向为感应电流的正方向，下列表示整个过程导线框中感应电流i随时间t(以false为单位)变化的图象中，正确的是( )
A．
B．
C．
D．
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．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法正确的是（ ）
A．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
B．金属探测器可用于大米装袋，防止细小的砂石颗粒混入大米中
C．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
三、填空题
10．如图，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=1.5Ω的电阻，将一根质量m=0.2kg、电阻r=0.5Ω的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨的电阻不计．整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动．施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒达到的稳定速度v1=__m/s，金属棒从开始运动到速度v2=2m/s的过程中电阻R产生的热量为6.45J，则该过程所需的时间t=__s．
11．在磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直放置、长度L＝0.2 m的通电导线中通有I＝0.4 A的电流，则导线所受磁场力大小为________；若将导线转过90°与磁场方向平行时，导线所受磁场力为________，此时磁场的磁感应强度为________。
四、解答题
12．如图所示，一矩形金属框架与水平面成角θ=37°，宽L=0.4m，上、下两端各有一个电阻R0=2Ω，框架的其他部分电阻不计，框架足够长，垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，ab为金属杆，与框架良好接触，其质量m=0.1kg，电阻r=1.0Ω，杆与框架的动摩擦因数μ=0.5.杆由静止开始下滑，在速度刚好达到最大的过程中，上端电阻R0产生的热量Q0=0.5J（取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）。 求：
（1）当金属棒的速度是2m/s时，金属棒的加速度是多大；
（2）整个过程中流过R0的最大电流；
（3）从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离；
13．如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成false角固定．N、Q间接一电阻false=10Ω，M、P端与电池组和开关组成回路，电动势E=6V，内阻r=1.0Ω，导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场．现将一条质量m=10g，电阻R=10Ω的金属导线ab置于导轨上，并保持导线水平．已知导轨间距L=0.1m，当开关S接通后导线ab恰静止不动．(取g=10m/s2)
(1)试计算磁感应强度大小．
(2)若某时刻将开关S断开，求导线ab能达到的最大速度．（设导轨足够长）
14．如图，质量为m、阻值为R、边长为L的正方形导线框，从位置A由静止下落，恰能竖直且匀速进入下方磁感应强度为B的有界匀强磁场（不计空气阻力）。求：
（1）在A位置时线框的下边到磁场上边界的距离h；
（2）线框进入磁场的过程中通过导线截面的电量q和线框上产生的热量Q；
（3）分析并说明从开始下落到线框下边到达磁场下边界的过程中，线框机械能的变化情况。
15．如图所示，一水平放置的平行导体框宽度L＝0.5m，接有R＝0.2Ω的电阻，磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体棒ab电阻不计，当ab以v＝4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小，并指出ab哪端电势高；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平外力为多少。
16．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.5m一端连接R=1Ω的电阻．导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．质量1kg的导体棒MN放在导轨上，电阻r=0.25Ω，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨的电阻可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s．求：
（1）感应电动势E和MN两点间的电势差；
（2）在2s时间内，拉力做的功；
（3）在2s末，撤去拉力，棒会逐渐减速直至停止运动．求全过程中电阻R上产生的焦耳热．
17．如图所示，两根水平放置的光滑的平行金属导轨相距为d，电阻不计，在其左端接有阻值为R的电阻，MN为一根长度也为d、质量为m，电阻为r的金属杆，垂直导轨放置，并与导轨接触良好，整个装置处于方向垂直导轨平面，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，开始时杆MN处于静止状态．某时刻（t=0）对杆MN施加一个平行导轨方向的水平力，使之做加速度为a的匀加速直线运动．（导轨足够长）
（1）判断M、N两端的电势高低；
（2）求t=t1时刻杆MN两端的电压；
（3）求水平力F随时间t变化的关系式．
18．如图是两根间距均为L的光滑平行金属导轨，左段倾角为false，M1N1M2N2区间有垂直导轨向上的匀强磁场，右段水平轨道P1P2区间右侧有足够长的竖直向上的匀强磁场，大小均为B，水平部分和倾斜部分导轨平滑连接。M1M2之间接有电阻R。闭合开关K，固定水平轨道上的金属棒cd，使金属棒ab从倾斜导轨上端静止释放，达到匀速后再进入水平导轨（无能量损失），此时断开开关K并撤去固定cd的装置，静止释放cd。当cd速度增大到v2时，ab恰好追上并碰到cd。运动过程中，ab、cd棒与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知ab、cd棒质量均为m=0.1kg，阻值和电阻R的阻值均为R=0.2Ω，L=0.5m，θ=53°，B=0.4T，false，不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求：
(1)ab棒到达水平轨道时的速度false；
(2)cd棒速度增大到v2时，ab棒速度v1为多大？
(3)从ab棒进入右段磁场区域到与cd发生碰撞的过程中，ab棒产生的焦耳热；cd棒最初与磁场边界P1P2的距离false为多少？
参考答案
1．D
【详解】
AC．当S闭合瞬时，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，逐渐将L1灯短路，L1逐渐变暗直到熄灭，同时，L2电流逐渐增大，变得更亮；AC错误；
BD．S断开瞬时，L2中电流消失，故立即熄灭，而L1中由于电感中产生一个与电流同向的自感电动势，故右端为正，电流由灯泡L1的右侧流入，故L1亮一下逐渐熄灭。D正确，B错误。
故选D。
2．A
【解析】
【详解】
A.线圈中电流为左侧流入内部产生的磁场方向为向右在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的感应圈电流由右侧看为顺时针．故选项A符合题意．
B.在闭合圈开关的过程中磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的面积有缩小的趋势，故选项B不符合题意．
C.若金属环放在线圈右侧，根据楞次定律可得环将向右运动. 故选项C不符合题意．
D.电池正负极调换后，根据楞次定律可得，金属环受力仍向左，故仍将向左弹出．故选项D不符合题意．
3．A
【详解】
接通时由于线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的增大，故绝大多数电流都流经A1，即A1先达最亮，由于电阻R的分流作用，A1亮度较低；断开时A2先灭，线圈L产生较大自感电动势阻碍电流的减小，产生的感应电流流经A1，故A1后灭，A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【详解】
画出圆形导线框运动的5个状态，如图所示：
A．当false时，导线框运动到1位置，有效切割长度为2Rsin60°=falseR，线框中的感应电流
false
选项A正确；
B．当false?时，导线框运动到2位置，当?false时，导线框运动到3位置，从初始位置到2位置，穿过线框的磁通量变大，从2位置到3位置，穿过线框的磁通量变小，根据楞次定律可知，当false时，导线框运动到2位置时，电流方向第一次反向，故B正确；
C．当false?时，导线框运动到3位置，此时导线框的左右两侧都在切割，切割长度和方向均相同，此时的感应电动势相互抵消，实际感应电动势为0，故C错误；
D．全过程中，磁感线的贯穿方向始终不变，所以线框中的电流方向改变一次，故D错误。
故选AB。
5．D
【详解】
A．当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，可知穿过右侧线圈的磁通量向右且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，A错误；
B．通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流大小不变，B错误；
C．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化，金属片中也会产生感应电流，C错误；
D．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．闭合开关，待电路稳定后，由于电源与电阻R构成一个闭合电路，故通过电源的电流不为零，故A错误；
B．定值电阻R的两端电压就是电源的路端电压，由于有内电压，所以定值电阻两端的电压不等于电源的电动势，而是false，故B错误；
C．电路消耗的电功率是指总电功率，即为
false
故C错误；
D．根据电容的公式false，故电容器所带电荷量为
false
故D正确。
故选D。
7．C
【解析】
根据右手定则，可知线框进入磁场时产生的感应电流为逆时针方向，离开磁场时产生的感应电流为顺时针方向，AB错误；当线框运动时间为时感应电流为零，D错误、C正确．
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．AD
【详解】
A．金属探测器在探测金属时，由于在被测金属中产生的涡流从而使报警器工作，故A正确；
B．金属探测器探测原理是在被探测物体中由于电磁感应在被探测物中产生涡流来进行工作，食品中的砂石不是金属，所以不能产生涡流，故B错误；
C．电磁炉利用涡流工作，录音机在磁带上录制声音时，是利用了电流的磁效应，使磁带上的磁粉被磁化，故C错误；
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，故D正确。
故选AD。
10．3 0.5
【详解】
[1]．金属棒切割磁感线产生的感应电动势：
E=BLv
感应电流：
false
安培力：
F安=BIL
金属棒匀速运动时速度达到稳定，由平衡条件得：F=F安，
拉力的功率：
PF=Fv1=false
解得：
v1=3m/s；
[2]．电路产生的总热量：
falsefalse
由能量守恒定律得：
Pt=Q+falsemv22
解得：
t=0.5s；
11．6.4×10－2N 0 0.8 T
【详解】
[1]当磁感应强度B与电流I垂直放置时，由公式
false
可知
F＝BIL＝0.8×0.4×0.2 N＝6.4×10－2N
[2][3]当导线放置方向与磁感应强度的方向平行时，受到的磁场力的大小为零，磁场中某点的磁感应强度的大小和是否放置通电导线以及放置的方向无关，B＝0.8T。
12．（1）0.4m/s2；（2）0.25A ；（3）11.56 m
【详解】
（1）当ab杆的速度为v1=2m/s时电动势为
false
由闭合电路欧姆定律得
false
由牛顿第二定律得
false
代入数据解得false
（2）导体棒达到最大速度时，受力平衡，则有
false
代入数据解得false
则整个过程中流过R0的最大电流
false
（3）电路中的总电阻
false=2Ω
电路中的最大电动势
false
由法拉第电磁感应定律
false
解得最大速度为vm=2.5m/s
依题意，易知电路中产生的总焦耳热false
由能量守恒定律得
false
代入数据解得s=11.56m
13．（1）1T；（2）100m/s
【解析】
【详解】
解：(1)由于静止平衡，由平衡条件得：false
电路电流：false
代入数据解得：false
(2)当false匀速运动时速度最大，
产生的感应电动势：false
导线false中的感应电流：false
false受到的安培力：false
由平衡条件得：false
代入数据解得：false
14．（1）false（2）false（3）见解析
【详解】
（1）线框进入磁场前，只有重力做功，机械能守恒
false①
线框进入磁场时受到竖直向下的重力和向上的安培力作用，恰好匀速，有
mg=BIL②
根据切割产生感应电动势规律和闭合电路欧姆定律有
false ③
联立①②③三式，可得：
false
（2）线框进入磁场时的感应电流大小false，由
false
可得：
false
所需的时间
false
线框进入磁场的过程中通过线框截面的电量
false
产生的热量
Q=I2Rt=mgL
（3）线框下边进入磁场前只有重力做功，机械能守恒；线框下边进入磁场后，安培力做负功，因此线框机械能减少；线框全部进入磁场到下边出磁场前，无感应电流，不受安培力，只有重力做功，机械能守恒。
15．(1)E=0.8V；a端电势高；(2)I=4.0A；(3)F=0.8N。
【详解】
(1) 根据法拉第电磁感应定律，有
E=BLv=0.8V
根据右手定则可判断a端电势高；
(2)由欧姆定律可得
false
(3) 导体棒ab受到的安培力为
FA=BIL=0.8N
要维持ab向右匀速运动, 根据平衡力可知，作用在ab上的水平外力为
F= FA =0.8N
16．（1）2.5V ，2V（2）10J，（3）18J
【解析】
【详解】
（1）感应电动势：E=BLv=2.5V
MN两点间的电势差：U=false=2V
（2）棒匀速，F=BIL=false=1N
拉力做的功：W=Fvt=10J
（3）撤去拉力之前，拉力做工等于回路中产生的焦耳热Q1，撤去之后棒动能全部转化为焦耳热Q2 ，Q1=W=10J，Q2=falsemv2 =12.5J
又因为R与r串联，R产生的焦耳热Q3=（Q1+Q2）false = 18J
17．（1）false（2）false（3）false
【解析】
（1）由右手定则可知，false
（2）t1时刻的速度：v1=at1
感应电动势E1=Bdv1
感应电流false
杆MN两端的电压false
（3）由牛顿第二定律可得F-BId=ma
其中false
E=Bdv
v=at
联立解得false
18．(1)6m/s；(2)4m/s；(3)0.4J，0.2m
【详解】
(1)在斜面上匀速时
false
false
解得
false
(2)ab进入右段磁场，cd、ab视为整体，合外力为零，动量守恒
false
解得
false
(3)ab进入右段磁场到发生碰撞，回路焦耳热等于系统损耗的动能
false
false
又cd、ab在磁场中向右运动时
false
false
对ab棒
false
即
false
其中
false
解得
false
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