期末综合复习基础过关（四）-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 | 期末综合复习基础过关（四）-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 | 376.8KB | ||
| 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 13:31:07 | ||
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文档简介
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基础过关（四）
一、单选题
1．如图所示电路中，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为false，流过灯泡A的电流为false，且false，在false时刻将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是图中的哪一个（ ）
A．
B．
C．
D．
2．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ）
A．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭
B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭
C．合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭
D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭
3．如图所示，虚线右侧空间有磁感应强度为false的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框false的半径为false，电阻为false绕垂直于纸面的轴false以角速度false顺时针匀速转动．设线框中感应电流的方向以false为正，线框处于图示位置为计时零点．下列图中能正确表示线框转动一周感应电流变化情况的是（ ）
B．
C．
D．
4．如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈C向右摆动，则ab的运动情况是（ ）
A．向左或向右做匀速运动 B．向左或向右做减速运动
C．向左或向右做加速运动 D．只能向右做匀加速运动
5．如图所示电路中，R1和R2是两个滑动变阻器，电源的内阻不可忽略．开关S闭合后，灯泡L正常发光，两金属板之间的带电油滴处于静止状态，则（ ）
A．仅将R1的滑片向右移动，液滴会向上运动
B．仅将R2的滑片向左移动，灯泡L会变亮
C．仅将R1的滑片向右移动，路端电压变小
D．仅将R2的滑片向左移动，电源的功率变小
6．如图所示，闭合金属线圈a悬挂在通电长直导线b的正上方，且和b在同一竖直平面内。当导线b中的电流突然减小时，下列说法中正确的是（??? ）
?
A．线圈a中产生逆时针方向的感应电流，悬线拉力增大
B．线圈a中产生顺时针方向的感应电流，悬线拉力增大
C．线圈a中产生顺时针方向的感应电流，悬线拉力变小
D．线圈a中产生逆时针方向的感应电流，悬线拉力变小
7．如图，MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为false的金属棒ab垂直导轨放置，并在水平外力F作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻，则
A．通过电阻R的电流方向为P→R→M
B．ab两点间的电压为BLv
C．a端电势比b端高
D．外力F做的功等于电阻R产生的焦耳热
二、多选题
8．下列有关起电的说法正确的是
A．摩擦起电说明电荷是可以创造的
B．摩擦起电时物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子
C．感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分
D．等量的正、负电荷可以中和，说明电荷可以被消灭
9．如图所示，将一个细导电硅胶弹性绳圈剪断，在绳圈中通入电流，并将其置于光滑水平面上，该空间存在竖直向下的匀强磁场。已知磁感应强度为false，硅胶绳的劲度系数为false，通入电流前绳圈周长为false，通入顺时针方向的电流false稳定后，绳圈周长变为false。则下列说法正确的是（ ）
A．通电稳定后绳圈中的磁通量大于false
B．false段绳圈所受安培力的合力大小为false
C．图中false两处的弹力大小均为false
D．题中各量满足关系式false
三、解答题
10．质量为1 kg的小球从距地面高为H = 5 m处由静止开始下落，小球与地面碰撞后能反弹到距地面h = 3.2 m高处．若小球与地面相互作用时间为0.1 s，求小球对地面的平均冲击力多大？不计空气阻力取10 m/ s2 ．
11．如图所示，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=2欧姆的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，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，解答以下问题．
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？
（2）若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v2是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则从金属棒开始运动到速度 v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程中所需的时间是多少？
12．如图，匝数为N、电阻为r、面积为S的圆形线圈P放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈P通过导线与阻值为R的电阻和两平行金属板相连，两金属板之间的距离为d，两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场。当线圈P所在位置的磁场均匀变化时，一质量为m、带电量为q的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动。重力加速度为g，求：
(1)匀强电场的电场强度
(2)流过电阻R的电流
(3)线圈P所在磁场磁感应强度的变化率
13．如图所示，竖直放置的通电直导线ab位于垂直纸面向里的匀强磁场中，导线ab长L=0.2m，通以大小I=0.5A、方向向上的电流，导线ab所受的安培力的大小F=0.1N。
（1）判断导线ab所受的安培力的方向；
（2）求匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）若导线ab通以电流大小改为I＇=2A，求导线ab所受的安培力大小F＇。
14．如图所示，直导线ab与固定的电阻器R连成闭合电路，ab长0.40m，在磁感应强度是0.60T的匀强磁场中以5.0m/s的速度向右做切割磁感线的运动，运动方向跟ab导线垂直。
求：（1）这时直导线ab产生的感应电动势的大小是多少？
（2）直导线ab中的感应电流的方向。
15．如图所示，足够长的两光滑导轨及两导轨所在平面与水平面均成false角，导轨间距false，导轨间接有false电阻和电压传感器.电阻false质量false的金属棒false由静止开始滑动，导轨的电阻忽略不计.整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小false，重力加速度g取false，false。
（1）请判别通过金属棒false的电流方向；
（2）求金属棒能达到的最大速度，并写出电压传感器两端的电压U与金属棒false速度v的关系式；
（3）金属棒经过false的距离时速度达到最大值，求这一过程中金属棒false产生的焦耳热（结果保留三位有效数字）。
16．如图所示，金属杆ab连着一轻质弹簧（弹簧另一端固定），金属杆的电阻为R1，水平地放置在两根电阻不计、互相平行的光滑金属导轨cd、ef上，金属杆与导轨垂直且接触良好。导轨所在范围内有一竖直向下的匀强磁场，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻为R2，合上开关S，稳定后弹簧伸长量为false，已知弹簧的劲度系数为k，ab的长为L，求匀强磁场的磁感应强度的大小B。
17．水平桌面上固定着两相距为L的平行金属导轨，导轨右端接电阻R，在导间存在宽度均为d的有界匀强磁场区域I和Ⅱ，磁感应强度为B，方向竖直向下。I区和Ⅱ区之间有宽为s0的无场区。金属棒CD质量为m，电阻为r，水平置于导轨上，用绝缘水平细线通过定滑轮与质量也为m的物体A相连，金属棒CD从距I区左边界s处由静止释放，运动过程中CD棒始终保持与导轨垂直。在棒穿过两磁场区域的过程中，通过电阻R的电流变化情况相同，重力加速度为g，不计其它电阻、摩擦力。求：
（1）金属棒刚进入磁场区域I时，受到的安培力的大小和方向；
（2）金属棒刚离开磁场区域I时的速度；
（3）金属棒穿越区域I的时间。
四、填空题
18．如图所示，一段静止的长为L的通电导线，每米导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，它们定向移动的速度为v。现加一匀强磁场，其方向垂直于导线，磁感应强度为B，那么，导体中的电流大小为_________，这段导线受到的安培力大小为_________。
19．如图所示，A、false两闭合线圈用同样导线绕成的，都是10匝，半径为false，内有以false线圈作为理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、false环中感应电动势false∶false=_______，产生的感应电流false∶false=_______。
参考答案
1．D
【详解】
当闭合电键，因为线圈阻碍作用，所以电流I1会慢慢增大，灯泡A这一支路立即就有电流，当电键断开，A这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过A的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，而且A和L构成回路，通过A的电流也流过L，所以I2变成反向，且逐渐减小，因false，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．A
【详解】
合上开关，灯泡b立即变亮，而灯泡a所在支路由于存在自感线圈L，会产生阻碍电流的增加的自感电动势，所以a会慢慢变亮；断开开关，灯泡a、b和自感线圈L构成串联回路，自感线圈会产生于阻碍电流消失的自感电动势，此时相当于回路中的电源，所以a、b会一起慢慢熄灭。故A正确，BCD错误。
故选A。
3．A
【解析】
当线框进入磁场过程中，切割的有效长度为半圆的半径不变，即电动势及电流大小不变，电流大小为false，由右手定则可知，电流为逆时针，故为正值；
当线框全部进入磁场，磁通量不变，无感应电流；
当线框离开磁场过程中，切割的有效长度为半圆的半径不变，即电动势及电流大小不变，电流大小为false，由右手定则可知，电流为顺时针，故为负值，
故选A.
4．B
【详解】
线圈C向右摆动，说明穿过线圈的磁通量减小，也就是螺线管中的电流是减小的，也就是ab产生的感应电动势逐渐减小，则ab必做减速运动；
故选B．
5．B
【详解】
AC.仅将R1的滑片向右移动时，R1减小，但但R1的支路中含有电容器，相当于断路，对电路没有影响，所以液滴仍处于静止状态，路端电压不变；故A项错误，C项错误.
BD.当R2的滑片向左移动，电阻变小，总电阻变小，总电流变大，所以灯泡变亮，电源的功率P=EI变大；故B正确，D错误.
6．A
【解析】根据安培定则可知金属线圈a所在处的磁场方向垂直纸面向外，直导线中的电流减小，穿过金属线圈a的磁通量减小，根据楞次定律得到：线圈中感应电流方向为逆时针方向．根据左手定则可知导线圈所受安培力指指向线框内，由于靠近导线磁场强，则安培力较大；远离导线磁场弱，则安培力较小．因此受到的安培力向下，悬绳的张力增大，故A正确，故选A．
点睛：本题考查安培定则、楞次定律和左手定则综合应用的能力．同时注意远离直导线的磁场较弱，靠近直导线的磁场较强．并根据线框所受安培力的合力大小来判定如何运动.
7．C
【详解】
AC．根据右手定则可以知道回路中的电流方向为b→a→ M→R→P；金属棒ab相当于电源，电流方向是b到a，可以认为a是电源正极，b是电源的负极，所以a端电势比b端高；故A错误，C正确；
B．金属棒ab运动过程中产生感应电动势为：
false
金属棒ab相当于电源，ab两点间的电压即为路端电压，有：
false
故B错误；
D．根据功能关系可以知道外力F做的功转化为电能，即电阻R和金属棒ab共同产生的焦耳热，故D错误。
8．BC
【解析】
摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷，物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子，所以A错误，B正确；感应起电过程电荷在电场力作用下，电荷从物体的一部分转移到另一个部分，总的电荷量并没有改变，故C正确；等量的正、负电荷可以中和，但电荷并没有被消灭，只是整体不显示电性而已，故D错误．所以BC正确，AD错误．
9．ACD
【详解】
A．通入顺时针方向电流false稳定后，绳圈周长为false，由
false
可得false，面积
false
由安培定则可判断出环形电流在环内产生的磁场方向竖直向下，绳圈内磁感应强度大于false，由磁通量公式
false
可知通电稳定后绳圈中的磁通量大于false，故A正确；
B．false段的等效长度为false，故false段所受安培力
false
故B错误；
C．设题图中false两处的弹力大小均为false，对半圆弧false段，由平衡条件有
false
解得false，故C正确；
D．由胡克定律有
false
解得false，两侧均除以false，得
false
即false，故D正确。
故选ACD。
10．190N
【解析】
【详解】
由动能定理得：小球下落过程：mgh1=falsemv12-0，
解得：v1=10m/s，方向竖直向下；
小球上升过程：-mgh2=0-falsemv22，
v2=8m/s，方向竖直向上；
以向下为正方向，由动量定理得：（mg-F）t=mv2-mv1，
即：（1×10-F）×0.1=1×（-8）-1×10，
解得：F=190N；冲力方向向上
【点睛】
该题考查自由落体运动与动能定理，熟练应用动能定理与动量定理可以正确解题，应用动量定理解题时，要注意正方向的选取．
11．（1）4m/s；（2）3m/s；（3）0.5s
【详解】
当棒的速度为false时，则有
false，false，false
则安培力
false。
（1）若施加的水平外力恒为false，金属棒达到稳定时做匀速运动，由平衡条件得：
false
得
false
（2）若施加的水平外力的功率恒为false，金属棒达到稳定时水平外力大小为false
由平衡条件得
false
得
false
（3）若施加的水平外力的功率恒为false，金属棒从开始运动到速度false的过程中，水平外力做功为false，根据能量守恒定律得
false
代入解得
false
12．(1)false(2)false(3)
【详解】
(1)由题意得：
qE=mg
解得
false false
(2)由电场强度与电势差的关系得：
false
由欧姆定律得：
false
解得
false
(3)根据法拉第电磁感应定律得到：
根据闭合回路的欧姆定律得到：false
解得：
13．（1）水平向左 （2）1T （3）0.4N
【分析】
考查磁感应强度的定义和安培力的方向判断及大小计算。
【详解】
（1）根据左手定则：打开手掌，四指并拢伸直，大拇指垂直四指且与手掌在同一平面上，让磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，则大拇指方向为安培力方向，可以判断，导线ab所受的安培力的方向水平向左；
（2）根据磁感应强度的定义式：
false
代入数据解得：false；
（3）由安培力公式：
false
代入数据解得：false。
14．(1）1.2V （2）b→a
【详解】
（1）直导线ab产生的感应电动势的大小是
E=BLv=0.6×0.4×5V=1.2V
（2）直导线ab中的感应电流根据右手定则判断，其方向为b→a．
15．（1）通过金属棒ab的电流方向由b到a；（2）1.2m/s ；false ；（3）0.127J
【分析】
使用右手定则来判定电流方向，然后分析当导体棒处于临界是的受力情况，再联合电磁感应定律进行分析，最后从能量角度来分析金属棒产生的热量。
【详解】
（1）由右手定则可得通过金属棒ab的电流方向由b到a
（2）当导体棒达到最大速度时，金属棒的合力为零，则有
false
false
false
解得
false
金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势
false
根据闭合回路的欧姆定律
false
联立两式并代入数据解得
false
（3）金属棒由静止到最大速度的过程，由动能定理得
false
解得
false
电路产生的焦耳热为
false
金属棒ab产生的焦耳热为
false
代入数据解得
false
16．
【详解】
由胡克定律可知，弹簧的弹力大小为
false
由闭合电路的欧姆定律可得，回路中通过的电流为
false
金属杆所受安培力的大小为
false
由平衡条件有
false
联立上式解得
17．（1）false，水平向左（2）false（3）false
【解析】（1）设金属棒刚进入I区的速度为false，由机械能守恒定律可得false
由false，闭合回路欧姆定律false，安培力false
联立解得false，方向水平向左
（2）由题意可知，进入II区的初速度与进入I区的初速度相同
金属棒在I区和II区之间的无磁场区运动
对金属棒false，对物体A： false，解得false
由false，解得false
（3）对金属棒false
对物体A： false
又知道false，
联立解得false
18．nev nevBL
【详解】
[1]每米导线中有n个自由电子，每个自由电子的电量均为e，它们定向移动的平均速率为v，所以电流的大小为
false
[2]磁场对这段导线的安培力
false
20．false false
【详解】
[1]根据法拉第电磁感应定律
题中n相同，相同，面积S也相同，则得到A、B环中感应电动势
EA：EB=false
[2]根据电阻定律
R=ρfalse
L=n?2πr
ρ、s相同，则电阻之比
RA：RB=rA：rB=2：1
根据欧姆定律
false
得，产生的感应电流之比
IA：IB=false
一、单选题
1．如图所示电路中，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为false，流过灯泡A的电流为false，且false，在false时刻将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是图中的哪一个（ ）
A．
B．
C．
D．
2．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ）
A．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭
B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭
C．合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭
D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭
3．如图所示，虚线右侧空间有磁感应强度为false的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框false的半径为false，电阻为false绕垂直于纸面的轴false以角速度false顺时针匀速转动．设线框中感应电流的方向以false为正，线框处于图示位置为计时零点．下列图中能正确表示线框转动一周感应电流变化情况的是（ ）
B．
C．
D．
4．如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈C向右摆动，则ab的运动情况是（ ）
A．向左或向右做匀速运动 B．向左或向右做减速运动
C．向左或向右做加速运动 D．只能向右做匀加速运动
5．如图所示电路中，R1和R2是两个滑动变阻器，电源的内阻不可忽略．开关S闭合后，灯泡L正常发光，两金属板之间的带电油滴处于静止状态，则（ ）
A．仅将R1的滑片向右移动，液滴会向上运动
B．仅将R2的滑片向左移动，灯泡L会变亮
C．仅将R1的滑片向右移动，路端电压变小
D．仅将R2的滑片向左移动，电源的功率变小
6．如图所示，闭合金属线圈a悬挂在通电长直导线b的正上方，且和b在同一竖直平面内。当导线b中的电流突然减小时，下列说法中正确的是（??? ）
?
A．线圈a中产生逆时针方向的感应电流，悬线拉力增大
B．线圈a中产生顺时针方向的感应电流，悬线拉力增大
C．线圈a中产生顺时针方向的感应电流，悬线拉力变小
D．线圈a中产生逆时针方向的感应电流，悬线拉力变小
7．如图，MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为false的金属棒ab垂直导轨放置，并在水平外力F作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻，则
A．通过电阻R的电流方向为P→R→M
B．ab两点间的电压为BLv
C．a端电势比b端高
D．外力F做的功等于电阻R产生的焦耳热
二、多选题
8．下列有关起电的说法正确的是
A．摩擦起电说明电荷是可以创造的
B．摩擦起电时物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子
C．感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分
D．等量的正、负电荷可以中和，说明电荷可以被消灭
9．如图所示，将一个细导电硅胶弹性绳圈剪断，在绳圈中通入电流，并将其置于光滑水平面上，该空间存在竖直向下的匀强磁场。已知磁感应强度为false，硅胶绳的劲度系数为false，通入电流前绳圈周长为false，通入顺时针方向的电流false稳定后，绳圈周长变为false。则下列说法正确的是（ ）
A．通电稳定后绳圈中的磁通量大于false
B．false段绳圈所受安培力的合力大小为false
C．图中false两处的弹力大小均为false
D．题中各量满足关系式false
三、解答题
10．质量为1 kg的小球从距地面高为H = 5 m处由静止开始下落，小球与地面碰撞后能反弹到距地面h = 3.2 m高处．若小球与地面相互作用时间为0.1 s，求小球对地面的平均冲击力多大？不计空气阻力取10 m/ s2 ．
11．如图所示，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=2欧姆的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，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，解答以下问题．
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？
（2）若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v2是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则从金属棒开始运动到速度 v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程中所需的时间是多少？
12．如图，匝数为N、电阻为r、面积为S的圆形线圈P放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈P通过导线与阻值为R的电阻和两平行金属板相连，两金属板之间的距离为d，两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场。当线圈P所在位置的磁场均匀变化时，一质量为m、带电量为q的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动。重力加速度为g，求：
(1)匀强电场的电场强度
(2)流过电阻R的电流
(3)线圈P所在磁场磁感应强度的变化率
13．如图所示，竖直放置的通电直导线ab位于垂直纸面向里的匀强磁场中，导线ab长L=0.2m，通以大小I=0.5A、方向向上的电流，导线ab所受的安培力的大小F=0.1N。
（1）判断导线ab所受的安培力的方向；
（2）求匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）若导线ab通以电流大小改为I＇=2A，求导线ab所受的安培力大小F＇。
14．如图所示，直导线ab与固定的电阻器R连成闭合电路，ab长0.40m，在磁感应强度是0.60T的匀强磁场中以5.0m/s的速度向右做切割磁感线的运动，运动方向跟ab导线垂直。
求：（1）这时直导线ab产生的感应电动势的大小是多少？
（2）直导线ab中的感应电流的方向。
15．如图所示，足够长的两光滑导轨及两导轨所在平面与水平面均成false角，导轨间距false，导轨间接有false电阻和电压传感器.电阻false质量false的金属棒false由静止开始滑动，导轨的电阻忽略不计.整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小false，重力加速度g取false，false。
（1）请判别通过金属棒false的电流方向；
（2）求金属棒能达到的最大速度，并写出电压传感器两端的电压U与金属棒false速度v的关系式；
（3）金属棒经过false的距离时速度达到最大值，求这一过程中金属棒false产生的焦耳热（结果保留三位有效数字）。
16．如图所示，金属杆ab连着一轻质弹簧（弹簧另一端固定），金属杆的电阻为R1，水平地放置在两根电阻不计、互相平行的光滑金属导轨cd、ef上，金属杆与导轨垂直且接触良好。导轨所在范围内有一竖直向下的匀强磁场，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻为R2，合上开关S，稳定后弹簧伸长量为false，已知弹簧的劲度系数为k，ab的长为L，求匀强磁场的磁感应强度的大小B。
17．水平桌面上固定着两相距为L的平行金属导轨，导轨右端接电阻R，在导间存在宽度均为d的有界匀强磁场区域I和Ⅱ，磁感应强度为B，方向竖直向下。I区和Ⅱ区之间有宽为s0的无场区。金属棒CD质量为m，电阻为r，水平置于导轨上，用绝缘水平细线通过定滑轮与质量也为m的物体A相连，金属棒CD从距I区左边界s处由静止释放，运动过程中CD棒始终保持与导轨垂直。在棒穿过两磁场区域的过程中，通过电阻R的电流变化情况相同，重力加速度为g，不计其它电阻、摩擦力。求：
（1）金属棒刚进入磁场区域I时，受到的安培力的大小和方向；
（2）金属棒刚离开磁场区域I时的速度；
（3）金属棒穿越区域I的时间。
四、填空题
18．如图所示，一段静止的长为L的通电导线，每米导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，它们定向移动的速度为v。现加一匀强磁场，其方向垂直于导线，磁感应强度为B，那么，导体中的电流大小为_________，这段导线受到的安培力大小为_________。
19．如图所示，A、false两闭合线圈用同样导线绕成的，都是10匝，半径为false，内有以false线圈作为理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、false环中感应电动势false∶false=_______，产生的感应电流false∶false=_______。
参考答案
1．D
【详解】
当闭合电键，因为线圈阻碍作用，所以电流I1会慢慢增大，灯泡A这一支路立即就有电流，当电键断开，A这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过A的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，而且A和L构成回路，通过A的电流也流过L，所以I2变成反向，且逐渐减小，因false，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．A
【详解】
合上开关，灯泡b立即变亮，而灯泡a所在支路由于存在自感线圈L，会产生阻碍电流的增加的自感电动势，所以a会慢慢变亮；断开开关，灯泡a、b和自感线圈L构成串联回路，自感线圈会产生于阻碍电流消失的自感电动势，此时相当于回路中的电源，所以a、b会一起慢慢熄灭。故A正确，BCD错误。
故选A。
3．A
【解析】
当线框进入磁场过程中，切割的有效长度为半圆的半径不变，即电动势及电流大小不变，电流大小为false，由右手定则可知，电流为逆时针，故为正值；
当线框全部进入磁场，磁通量不变，无感应电流；
当线框离开磁场过程中，切割的有效长度为半圆的半径不变，即电动势及电流大小不变，电流大小为false，由右手定则可知，电流为顺时针，故为负值，
故选A.
4．B
【详解】
线圈C向右摆动，说明穿过线圈的磁通量减小，也就是螺线管中的电流是减小的，也就是ab产生的感应电动势逐渐减小，则ab必做减速运动；
故选B．
5．B
【详解】
AC.仅将R1的滑片向右移动时，R1减小，但但R1的支路中含有电容器，相当于断路，对电路没有影响，所以液滴仍处于静止状态，路端电压不变；故A项错误，C项错误.
BD.当R2的滑片向左移动，电阻变小，总电阻变小，总电流变大，所以灯泡变亮，电源的功率P=EI变大；故B正确，D错误.
6．A
【解析】根据安培定则可知金属线圈a所在处的磁场方向垂直纸面向外，直导线中的电流减小，穿过金属线圈a的磁通量减小，根据楞次定律得到：线圈中感应电流方向为逆时针方向．根据左手定则可知导线圈所受安培力指指向线框内，由于靠近导线磁场强，则安培力较大；远离导线磁场弱，则安培力较小．因此受到的安培力向下，悬绳的张力增大，故A正确，故选A．
点睛：本题考查安培定则、楞次定律和左手定则综合应用的能力．同时注意远离直导线的磁场较弱，靠近直导线的磁场较强．并根据线框所受安培力的合力大小来判定如何运动.
7．C
【详解】
AC．根据右手定则可以知道回路中的电流方向为b→a→ M→R→P；金属棒ab相当于电源，电流方向是b到a，可以认为a是电源正极，b是电源的负极，所以a端电势比b端高；故A错误，C正确；
B．金属棒ab运动过程中产生感应电动势为：
false
金属棒ab相当于电源，ab两点间的电压即为路端电压，有：
false
故B错误；
D．根据功能关系可以知道外力F做的功转化为电能，即电阻R和金属棒ab共同产生的焦耳热，故D错误。
8．BC
【解析】
摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷，物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子，所以A错误，B正确；感应起电过程电荷在电场力作用下，电荷从物体的一部分转移到另一个部分，总的电荷量并没有改变，故C正确；等量的正、负电荷可以中和，但电荷并没有被消灭，只是整体不显示电性而已，故D错误．所以BC正确，AD错误．
9．ACD
【详解】
A．通入顺时针方向电流false稳定后，绳圈周长为false，由
false
可得false，面积
false
由安培定则可判断出环形电流在环内产生的磁场方向竖直向下，绳圈内磁感应强度大于false，由磁通量公式
false
可知通电稳定后绳圈中的磁通量大于false，故A正确；
B．false段的等效长度为false，故false段所受安培力
false
故B错误；
C．设题图中false两处的弹力大小均为false，对半圆弧false段，由平衡条件有
false
解得false，故C正确；
D．由胡克定律有
false
解得false，两侧均除以false，得
false
即false，故D正确。
故选ACD。
10．190N
【解析】
【详解】
由动能定理得：小球下落过程：mgh1=falsemv12-0，
解得：v1=10m/s，方向竖直向下；
小球上升过程：-mgh2=0-falsemv22，
v2=8m/s，方向竖直向上；
以向下为正方向，由动量定理得：（mg-F）t=mv2-mv1，
即：（1×10-F）×0.1=1×（-8）-1×10，
解得：F=190N；冲力方向向上
【点睛】
该题考查自由落体运动与动能定理，熟练应用动能定理与动量定理可以正确解题，应用动量定理解题时，要注意正方向的选取．
11．（1）4m/s；（2）3m/s；（3）0.5s
【详解】
当棒的速度为false时，则有
false，false，false
则安培力
false。
（1）若施加的水平外力恒为false，金属棒达到稳定时做匀速运动，由平衡条件得：
false
得
false
（2）若施加的水平外力的功率恒为false，金属棒达到稳定时水平外力大小为false
由平衡条件得
false
得
false
（3）若施加的水平外力的功率恒为false，金属棒从开始运动到速度false的过程中，水平外力做功为false，根据能量守恒定律得
false
代入解得
false
12．(1)false(2)false(3)
【详解】
(1)由题意得：
qE=mg
解得
false false
(2)由电场强度与电势差的关系得：
false
由欧姆定律得：
false
解得
false
(3)根据法拉第电磁感应定律得到：
根据闭合回路的欧姆定律得到：false
解得：
13．（1）水平向左 （2）1T （3）0.4N
【分析】
考查磁感应强度的定义和安培力的方向判断及大小计算。
【详解】
（1）根据左手定则：打开手掌，四指并拢伸直，大拇指垂直四指且与手掌在同一平面上，让磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，则大拇指方向为安培力方向，可以判断，导线ab所受的安培力的方向水平向左；
（2）根据磁感应强度的定义式：
false
代入数据解得：false；
（3）由安培力公式：
false
代入数据解得：false。
14．(1）1.2V （2）b→a
【详解】
（1）直导线ab产生的感应电动势的大小是
E=BLv=0.6×0.4×5V=1.2V
（2）直导线ab中的感应电流根据右手定则判断，其方向为b→a．
15．（1）通过金属棒ab的电流方向由b到a；（2）1.2m/s ；false ；（3）0.127J
【分析】
使用右手定则来判定电流方向，然后分析当导体棒处于临界是的受力情况，再联合电磁感应定律进行分析，最后从能量角度来分析金属棒产生的热量。
【详解】
（1）由右手定则可得通过金属棒ab的电流方向由b到a
（2）当导体棒达到最大速度时，金属棒的合力为零，则有
false
false
false
解得
false
金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势
false
根据闭合回路的欧姆定律
false
联立两式并代入数据解得
false
（3）金属棒由静止到最大速度的过程，由动能定理得
false
解得
false
电路产生的焦耳热为
false
金属棒ab产生的焦耳热为
false
代入数据解得
false
16．
【详解】
由胡克定律可知，弹簧的弹力大小为
false
由闭合电路的欧姆定律可得，回路中通过的电流为
false
金属杆所受安培力的大小为
false
由平衡条件有
false
联立上式解得
17．（1）false，水平向左（2）false（3）false
【解析】（1）设金属棒刚进入I区的速度为false，由机械能守恒定律可得false
由false，闭合回路欧姆定律false，安培力false
联立解得false，方向水平向左
（2）由题意可知，进入II区的初速度与进入I区的初速度相同
金属棒在I区和II区之间的无磁场区运动
对金属棒false，对物体A： false，解得false
由false，解得false
（3）对金属棒false
对物体A： false
又知道false，
联立解得false
18．nev nevBL
【详解】
[1]每米导线中有n个自由电子，每个自由电子的电量均为e，它们定向移动的平均速率为v，所以电流的大小为
false
[2]磁场对这段导线的安培力
false
20．false false
【详解】
[1]根据法拉第电磁感应定律
题中n相同，相同，面积S也相同，则得到A、B环中感应电动势
EA：EB=false
[2]根据电阻定律
R=ρfalse
L=n?2πr
ρ、s相同，则电阻之比
RA：RB=rA：rB=2：1
根据欧姆定律
false
得，产生的感应电流之比
IA：IB=false
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