2021屆全國百校聯(lián)考新高考原創(chuàng)預(yù)測試卷（二十九）物理

2021屆全國百校聯(lián)考新高考原創(chuàng)預(yù)測試卷（二十九）

物理

★?？荚図樌?/p>

注意事項：

1、考試范圍：高考范圍。

2、答題前，請先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號用0.5毫米黑色簽字筆填寫在試題卷和答題卡

上的相應(yīng)位置，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。用2B鉛筆將答題卡上試卷

類型A后的方框涂黑。

3、選擇題的作答：每個小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂

黑。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選擇題答題區(qū)域的答案一律無效。

4、主觀題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙

和答題卡上的非答題區(qū)域的答案一律無效。如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答

案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。

5、選考題的作答：先把所選題目的題號在答題卡上指定的位置用2B鉛筆涂黑。答案用

0.5毫米黑色簽字筆寫在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選

修題答題區(qū)域的答案一律無效。

6、保持卡面清潔，不折疊，不破損，不得使用涂改液、膠帶紙、修正帶等。

7、考試結(jié)束后，請將本試題卷、答題卡、草稿紙一并依序排列上交。

一、單選題（每小題4分，總計36分）

1.在水平桌面上，一個圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度反隨

時間C的變化關(guān)系如圖甲所示，0?1s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下，圓形金屬框與兩根水

平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒處于另一勻

強(qiáng)磁場合中，如圖乙所示，導(dǎo)體棒始終保持靜止,則其所受的摩擦力A隨時間變化的圖像是

下圖中的（設(shè)向右的方向為摩擦力的正方向）（）

]12|3；456

A0-

1i/s

F

fIII

1；2；34；

C0

156tls

【答案】A

【解析】

【詳解】根據(jù)題意可得：在O~ls內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下，且大小變大，則由楞次定律

可得線圈感應(yīng)電流的方向是逆時針，再由左手定則可得導(dǎo)體棒安培力方向水平向左，所以靜

摩擦力的方向是水平向右，即為正方向；而在O~ls內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下，且大小變

大，則由法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈感應(yīng)電流的大小是恒定的，即導(dǎo)體棒的電流大小是不

變的；再由:

F=BIL

可得安培力大小隨著磁場變化而變化，因為磁場是不變的，則安培力大小不變，所以靜摩擦

力的大小也是不變的。故A正確，BCD錯誤。

故選A?

2.位于磁場中的甲、乙兩個矩形金屬線框可繞各自的軸轉(zhuǎn)動，兩根導(dǎo)線將兩個線框按如圖方

式連接?，F(xiàn)用外力使甲線框順時針方向轉(zhuǎn)動。某時刻甲、乙線框恰處于如圖所示的位置。設(shè)

此時乙線框的ab邊受到的安培力為凡則（）

A.尸向上,乙線框表示電動機(jī)的原理

B.尸向上,乙線框表示發(fā)電機(jī)的原理

C.尸向下,乙線框表示電動機(jī)的原理

I).尸向下,乙線框表示發(fā)電機(jī)的原理

【答案】C

【解析】

【分析】

甲線框因用外力而動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流方向。兩個線框用導(dǎo)

線連接，則乙線框中有電流而受到安培力的作用。

【詳解】用外力使甲線框順時針方向轉(zhuǎn)動后，甲線框切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)

電流，根據(jù)楞次定律可判斷甲線框中感應(yīng)電流為順時針方向。流經(jīng)乙線框中感應(yīng)電流也為順

時針方向。乙線框由于有電流而在磁場中受安培力的作用將發(fā)生轉(zhuǎn)動，此為電動機(jī)的原理。

根據(jù)左手定則可判斷乙線框的a方邊受到的安培力廠方向向下，C正確，ABD錯誤。

故選Co

3.如圖所示的變壓器電路中，三個定值電阻的阻值相同，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2：

1,在。、匕端加上電壓為。的交流電壓，電鍵S斷開時，電流表的示數(shù)為/,則S閉合后，

電流表的示數(shù)為

CI7D.|/

A.

51

【答案】D

【解析】

【詳解】設(shè)每個定值電阻的阻值為R，電鍵S斷開時，根據(jù)變流比，副線圈中的電流為2/，

副線圈兩端的電壓為2〃？，根據(jù)變壓比，原線圈兩端的電壓為4/R，結(jié)合串并聯(lián)電路特點(diǎn)有

U=4IR+1R=5IR

同理，當(dāng)電鍵S閉合時，設(shè)電流表的示數(shù)為人，副線圈中的電流為2/一副線圈兩端的電壓為

1湛，原線圈兩端的電壓為2《R,則

U=2/1R+/|R=3/|R

得到

,57

故D正確。

故選Do

4.如圖所示，金屬棒,楙；在豎直放置的兩根平行導(dǎo)軌上無摩擦地下滑，導(dǎo)軌間串聯(lián)一個電阻,

磁感強(qiáng)度垂直于導(dǎo)軌平面，金屬棒和導(dǎo)軌的電阻不計，設(shè),MV下落過程中，電阻??上消耗的最

大功率為尸，要使"消耗的電功率增大到4只可采取的方法是（）

R

XXX

XXX

XXX

A.使助V的質(zhì)量增大到原來的2倍

B.使磁感強(qiáng)度6增大到原來的2倍

C.使助V和導(dǎo)軌間距同時增大到原來的2倍

D.使電阻不的阻值減到原來的一半

【答案】A

【解析】

【詳解】當(dāng)金屬棒做勻速直線運(yùn)動時，金屬棒消耗的功率最大，此時有：

B2I?V

BIL=-------

R

解得：丫=黑~

A.當(dāng)期V的質(zhì)量增大到原來的2倍，則r增大到原來的2倍，根據(jù)能量守恒定律，電阻斤上

消耗的功率等于重力的功率，根據(jù)

P=mgv

知則使A消耗的電功率增大到4尸，A正確；

B.使磁感強(qiáng)度8增大到原來的2倍，則速度變?yōu)樵瓉淼?，根據(jù)

4

P^mgv

知電功率變?yōu)樵瓉淼?，B錯誤；

4

C.使網(wǎng),和導(dǎo)軌間距同時增大到原來的2倍.則速度變?yōu)樵瓉淼?,根據(jù)

4

P^mgv

知電功率變?yōu)樵瓉淼腖,c錯誤；

4

D.使電阻A的阻值減到原來的一半，則速度變?yōu)樵瓉淼?，根據(jù)

2

P=mgv

知電功率變?yōu)樵瓉淼囊话?，D錯誤。

故選Ao

5.某發(fā)電機(jī)的原理簡圖如圖所示，線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動。以下說法正確的是（）

A.線圈經(jīng)過圖示位置時穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率為零

B.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°后，小燈泡中的電流方向發(fā)生變化電流逐漸變大

C.線圈轉(zhuǎn)動兩周，電流的方向改變2次

D.從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，則電動勢e隨時間變化的規(guī)律為疔厭in。力”）

【答案】B

【解析】

【詳解】A.線圈位于圖示位置時，與中性面垂直，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率

最大，A不符合題意；

B.線圈垂直于圖示位置時，處于中性面，電流的方向要發(fā)生改變，電流的大小從零開始逐漸

變大，B符合題意；

C.線圈轉(zhuǎn)動兩圈，電流的方向改變4次，C不符合題意：

D.線圖從圖示位置開始計時，即從垂直中性面位置開始計時，電動勢e隨時間變化的規(guī)律為

e-￡cosur（V）,D不符合題意。

故選B。

6.如圖所示為一個單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的正弦

式交變電流的波形圖，若只將線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，則（）

A.峰值變?yōu)?0AB.周期變?yōu)?.4s

C.轉(zhuǎn)速變?yōu)?00r/sD.提高轉(zhuǎn)速前，在Z=0.05s到i=0.Is

時間內(nèi)，穿過線圈的磁通量逐漸增大

【答案】A

【解析】

【詳解】圖像可知電流的瞬時表達(dá)式可表示為，=嗤色cosM(A),則峰值為10A,周期為

0.2s>轉(zhuǎn)速〃=〃■=工=5r/s；

2%T

AB.當(dāng)轉(zhuǎn)速變2倍，則角速度變2倍，周期變一半，變?yōu)?.1s,峰值變2倍，即峰值變?yōu)?0A,

A符合題意，B不符合題意；

C.轉(zhuǎn)速變?yōu)?0r/s,C不符合題意；

D.提高轉(zhuǎn)速前，在夕0.05s到尸0.1s時間內(nèi)，電流逐漸增大，穿過線圈的磁通量逐漸減小，

但變化得快，D不符合題意。

故選Ao

7.利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦?，可以對交變電流進(jìn)行整流，將交變電流變?yōu)橹绷?，一種

簡單的整流電路如圖甲所示，為交變電流信號輸入端，〃為半導(dǎo)體二極管，〃為定值電阻。

信號輸入后，電阻戶兩端輸出的電壓信號如圖乙所示，則關(guān)于該輸出信號，下列說法正確的

是()

A.頻率為100Hz

B.電壓有效值為500V

C.一個標(biāo)有“90V,30uF”的電容器并聯(lián)在電阻彳兩端，可以正常工作

D.若電助理e10Q,則Imin內(nèi)R產(chǎn)生的熱量為1.5X10」

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由圖乙可知，該電壓的周期為0.02s,故頻率為

f」=50HZ

T

A不符合題意；

B.由圖可知前半個周期內(nèi)的最大電壓U,“=1OOV,后半個周期沒有電壓，根據(jù)電流的熱效應(yīng)

知，一個周期內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量

U2U2

^x0.01=—x0.02

RR

得電壓有效值為。=50V,B不符合題意；

C.電容器兩端的瞬時電壓不應(yīng)超過標(biāo)稱電壓，C不符合題意；

D.電阻分產(chǎn)生的熱量應(yīng)使用電壓的有效值進(jìn)行計算，故產(chǎn)生的熱量為

42

4

2=—Z=1.5X10J

R

D符合題意。

故選Do

8.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5:1,原線圈串聯(lián)一個滑動變阻器(此時接入電

路電阻最大)，副線圈接有額定功率和額定電壓均為“40W,40V”的兩個燈泡a、b.現(xiàn)將變壓

器接入電壓“=220后sin314r(V)的交流電路中，S斷開，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值為"時，

8燈正常發(fā)光；S閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值為&時，a、8兩燈均正常發(fā)光。設(shè)燈泡不會

被燒壞，下列說法正確的是

A.副線圈中電流的頻率為20Hz

B.4的阻值為200。

C.根據(jù)題意可知，S閉合時副線圈電路的功率是S斷開時副線圈電路功率的2倍

D.總的阻值是用的阻值的2倍

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由表達(dá)式“=220匹sin314f(V)可知

27r

T=—=0.02s

314

/?=l=50Hz

T

理想變壓器只改變交流電壓，不改變頻率，故副線圈中電流的頻率為50Hz,故A錯誤;

B.根據(jù)變壓原理可知，燈泡正常發(fā)光時原線圈兩端電壓為〃=200V,接入電壓的有效值

U=220V,S斷開時，有

則

/]=0.2A

在原線圈電路中有

u=I國+q

聯(lián)立得

??,=100Q

則選項B錯誤；

C.S閉合時，兩燈泡均正常發(fā)光，副線圈電路功率為80W,S斷開時，b正常發(fā)光,副線圈電

路功率為40W,故選項C正確；

D.同理有

U=IR+U\

聯(lián)立得

&=50。

則選項D錯誤；

故選Co

9.隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進(jìn)入人們的視線.小到手表、手機(jī)，大到電腦、電動

汽車，都已經(jīng)在無線充電方面實現(xiàn)了從理論研發(fā)到實際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化.如圖所示為某品牌無線

充電手機(jī)利用電磁感應(yīng)方式充電的原理圖.關(guān)于無線充電，下列說法正確的是

A.無線充電時，手機(jī)上接收線圈的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”

B.接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同

C.只有將充電底座接到直流電源上，才能對手機(jī)進(jìn)行充電

1）.只要有無線充電底座，所有手機(jī)都可以進(jìn)行無線充電

【答案】B

【解析】

【詳解】A、無線充電時手機(jī)接收線圈部分的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不是“電流的磁效應(yīng)”

現(xiàn)象，故A錯誤；

B、無線充電利用的是電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象，故接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變

電流的頻率相同，故B正確；

C、當(dāng)充電設(shè)備通以恒定直流，無線充電設(shè)備不會產(chǎn)生交變磁場，那么不能夠正常使用，故C

錯誤；

D、被充電手機(jī)內(nèi)部，應(yīng)該有一類似金屬線圈的部件，與手機(jī)電池相連，當(dāng)有交變磁場時，則

出現(xiàn)感應(yīng)電動勢，所以不是所用的手機(jī)都能利用無線充電設(shè)備進(jìn)行充電，故D錯誤；

二、多選題（每小題4分，總計24分）

10.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1,電壓表為理想電表，斤為光敏電阻（其

阻值隨光的照射強(qiáng)度增大而減?。?，小L:4是三個額定電壓均為10V的燈泡，其中七、

%規(guī)格相同。原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，三個燈泡均正常發(fā)光，設(shè)燈泡不會燒壞,

下列說法正確的是（）

A.電路中電流1s內(nèi)改變50次方向

B.燈泡乙、4的電功率之比為1:5

C.若將燈泡乙換為一個理想二極管，則電壓表示數(shù)為11V

D.若將燈泡乙換為一個理想電流表，把照射A的光減弱,右、4仍然可能正常發(fā)光

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.由圖乙可知交流電的周期為T=2xlO-2s，所以頻率為:

2x10-2Hz=50Hz

所以電路中電流Is內(nèi)改變100次方向，故A錯誤;

B.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1,故原副線圈電流之比為：

個

1210

又因為4、%規(guī)格相同，所以右的電流等于副線圈電流的一半，所以有流過4、4電流之

比為:

：5=1：5

因為三個燈泡均正常發(fā)光，電壓相同，故由：

P=UI

可知電功率之比等于電流之比，即：

%：吃=:=1：5

故B正確；

C.若將燈泡乙換為一個理想二極管，則根據(jù)二極管單向?qū)щ娦钥芍斎腚妷簣D像為:

根據(jù)有效值定義可得:

22

22--0--T---=U---

R2R

解得有效值U=110底V；理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為io：1，故副線圈電壓為u、/2v，

即電壓表示數(shù)為11后V，故c錯誤;

D.若將燈泡4換為一個理想電流表，則原線圈電壓增加，副線圈電壓增加；把照射E的光減

弱，則阻值增加，根據(jù):

R總R+R并

可知副線圈電流可能不變，流過4、4的電流可能不變，即乙、L仍然可能正常發(fā)光，故D

正確。

故選BDo

11.如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為0,導(dǎo)軌電阻不計，與阻值為斤的定值電阻

相連，勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為反有一質(zhì)量為勿、長為/的導(dǎo)體棒在他

位置以初速度「沿斜面向上運(yùn)動，最遠(yuǎn)到達(dá)a'b'處，導(dǎo)體棒向上滑行的最遠(yuǎn)距離為斯導(dǎo)

體棒的電阻也為此與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為〃，重力加速度為g。在導(dǎo)體棒向上滑動過程

中，下列說法正確的是()

導(dǎo)體棒受到的最大安培力為史工

A.

R

導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為;卬病一Rgxsin0

B.

22

口人一一7s,「、，2mRv-Blx

C.導(dǎo)體棒運(yùn)動的時間為-~~?,T------------77

2"?gR(sin，+〃cos8)

整個電路產(chǎn)生的焦耳熱為:""一Rgx(sin0+pcos，)

D.

【答案】BCD

【解析】

【詳解】A.根據(jù):

E=BLv

可以知道速度最大時感應(yīng)電動勢最大，電流和安培力也最大，所以初始時刻的安培力最大,

根據(jù)：

F=BIL

,Blv

1-----

2R

可得：

B2l2v

2R

故A錯誤;

B.從初始位置到滑行最遠(yuǎn)時根據(jù)能量守恒有損失的機(jī)械能為:

AE=—znv2-mgxsin0

故B正確；

C.導(dǎo)體棒向上滑動過程中由動量定理可知：

BILt+(mgsin。+/amgcos0^t-mv

而由電荷的定義式結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律可知:

,EBlx

q=It=——t=-^=——

R&R&2R

聯(lián)立解得：

2mRv-B2l2x

t=-----------------------------

2mgR(sin。〃cos9)

故c正確；

D.上滑過程中克服摩擦力和重力做的總功為：

W=mgx(/jcos6+sin0)

根據(jù)能量守恒定律可得整個電路產(chǎn)生焦耳熱為：

Q=gmv2-mgx卬cos8+sin。)

故D正確。

故選BCD?

12.如圖，等離子體以平行兩極板向右的速度片100m/s進(jìn)入兩極板之間，平行極板間有磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩極板間的距離為10cm,兩極板間等離

子體的電阻片1Q。小波同學(xué)在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極接電路中尻點(diǎn)，沿邊緣放一個

圓環(huán)形電極接電路中1點(diǎn)后完成“旋轉(zhuǎn)的液體”實驗。若蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場視

為勻強(qiáng)磁場，上半部分為$極，花=2.0。，閉合開關(guān)后，當(dāng)液體穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時電壓表(視為理

想電壓表)的示數(shù)恒為2.0V,則

乂x.

XXXKXXA

等高子體'

B

A.玻璃皿中的電流方向由中心流向邊緣

B.由上往下看，液體做逆時針旋轉(zhuǎn)

C.通過面的電流為1.5A

D.閉合開關(guān)后，住的熱功率為2W

【答案】BD

【解析】

【詳解】AB.由左手定則可知，正離子向上偏，所以上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，所以由

于中心放一個圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個圓環(huán)形電極接電源的正極，在電源外

部電流由正極流向負(fù)極，因此電流由邊緣流向中心，器皿所在處的磁場豎直向上，由左手定

則可知，導(dǎo)電液體受到的磁場力沿逆時針方向，因此液體沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，故A錯誤，B正

確；

C.當(dāng)電場力與洛倫茲力相等時，兩極板間的電壓不變，則有

得

U=Bdv=05x0.1x100V=5V

由閉合電路歐姆定律有

U-Uv=/（「+4）

解得

/=1A

Ao的熱功率

絳=/2%=2W

故C錯誤，D正確。

故選BD,

13.如圖所示，兩個固定的光滑四分之一圓弧軌道/￥、QV所在的豎直平面平行，且留連線與

軌道所在平面垂直，軌道間距為乙圓弧所在圓的半徑為r,軌道下端以N處切線水平，軌

道上端只0連接有阻值為A的定值電阻，軌道處在輻向的磁場中，磁場方向垂直軌道所在圓

弧面，圓弧面上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處為8,一根導(dǎo)體棒放在軌道的上端只。處并由靜止釋放,

導(dǎo)體棒向下運(yùn)動過程中與軌道接觸良好，且始終與軌道垂直，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為0,導(dǎo)體棒和軌

道電阻均不計，重力加速度為/若導(dǎo)體棒從運(yùn)動到秘V過程中，定值電阻斤上產(chǎn)生的熱量

為反則導(dǎo)體棒從靜止運(yùn)動到,郵的過程中，下列說法正確的是（）

9

A.電阻”中的電流方向為從a到b

B2I3V2

B.當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為!/時，電阻"的瞬時功率為

R

C.通過電阻"的電量為」——

2R

￡

I).在劭V位置時，對軌道的壓力大小為3mg-一

r

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.由右手定則可知，通過電阻力的電流方向為6到a,故A錯誤;

B.由于速度方向始終與磁場垂直，當(dāng)導(dǎo)體棒速度為「時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)

電動勢為

E=BLv

則電阻區(qū)的瞬時功率為

E2B-I}v2

rn----=---------

RR

故B正確;

C.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律，通過電阻a的電量

①兀BrL

q=-----=--------

R2R

故C正確;

1).根據(jù)功能關(guān)系，導(dǎo)體棒運(yùn)動到瞅'位置時，有

/v—gr—E

在屈V位置，根據(jù)牛頓第二定律，有

ig"

聯(lián)立解得

F=3mg------

根據(jù)支持力和壓力關(guān)系，可知壓力大小為

F=F

故D錯誤；

故選BCo

14.如圖甲為電動汽車無線充電原理圖，M為受電線圈，N為送電線圈.圖乙為受電線圈M的

示意圖，線圈匝數(shù)為〃、電阻為八橫截面積為S,a、b兩端連接車載變流裝置，磁場平行于

線圓軸線向上穿過線圈.下列說法正確是

A.當(dāng)線圈N接入恒定電流時，不能為電動汽車充電

B.當(dāng)線圈N接入正弦式交變電流時，線圈M兩端產(chǎn)生恒定電壓

C.當(dāng)線圈M中磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時，有電流從a端流出

D.充電時，ZU時間內(nèi)線圈M中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻增加則M兩端電壓為左"

加

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.當(dāng)送電線圈N接入恒定電流，則產(chǎn)生的磁場不變化，受電線圈M中的磁通量沒有

發(fā)生變化，故無法產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能為電動汽車充電，故A正確:

B.當(dāng)線圈N接入正弦式交變電流時，受電線圈M中的磁通量線圈按正弦式變化，故M兩端

產(chǎn)生正弦式電壓，故B錯誤；

C.穿過線圈M的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，根據(jù)楞次定律，如果線圈閉合，感應(yīng)電流的磁通量向下,

故感應(yīng)電流方向從b向a,即電流從a端流出；故C正確;

0B

D.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有：E=n=nS-,--設(shè)受電線圈外接電路的電阻為此由

EnSBR

閉合電路的歐姆定律得M兩端的電壓U=R-故D錯誤.

R+rt（R+r）'

15.如圖甲所示，靜止在水平面上的等邊三角形金屬閉合線框，匝數(shù)n=10,總電阻R=2.5O,

邊長L=0.3m,處在兩個半徑均為r=0.1m的圓形勻強(qiáng)磁場中，線框頂點(diǎn)與右側(cè)圓心重合，線框

底邊與左側(cè)圓直徑重合，磁感應(yīng)強(qiáng)度與垂直水平面向外，與垂直水平面向里，不隨時

間t的變化如圖乙所示，線框一直處于靜止?fàn)顟B(tài)，計算過程中近似取?=3.下列說法正確的

是（）

A.t=0時刻穿過線框的磁通量為0.5Wb

B.t=0.2s時刻線框中感應(yīng)電動勢為1.5V

C.0?0.3s內(nèi)通過線框橫截面的電荷量為0.18C

I）.線框具有向左的運(yùn)動趨勢

【答案】BC

【解析】

22

A、片0時刻穿過線框的磁通量為：（/）=B-7ir-B2~7rr=0.0052W^,選項A錯誤；

26

B、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，片0.2s時刻線框中感應(yīng)電動勢為E=〃且x!7/=i.5V.

△t6

選項B正確；

〃他

C、在0?0.3s內(nèi)通過線框中的電量_z1Q「，選項C正確；

Q—X—U.1

R

D、由楞次定律可知，線圈中垂直紙面向外的磁通量增大，感應(yīng)電流順時針方向，根據(jù)左手定

則安培力向右，所以線圈有向右運(yùn)動的趨勢，故D錯誤；

故選BC.

三、解答題（每題8分，總計40分）

16.如圖所示，兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌間的距離占1m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角

0=37：在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度比0.5T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)

磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢后4.5V、內(nèi)阻尸0.5Q的直流電源。現(xiàn)把一個質(zhì)量AFO.04kg

的導(dǎo)體棒a6放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒能靜止在導(dǎo)軌上。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，

2

導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R=4。，其它電阻不計,g取10m/so已知sin370=0.6,

cos370=0.8,求：

(1)導(dǎo)體棒受到的安培力大?。?/p>

(2)導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小和方向；

(3)若把勻強(qiáng)磁場8的方向改為豎直向上、大小改為LOT,且已知導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌間的動

摩擦因數(shù)為〃=0.1,其它條件都不變，求改變磁場的瞬間導(dǎo)體棒的加速度大小。

【答案】(D0.5N(2)0.26N方向沿斜面向下(3)a=11.7m/s2

【解析】

【詳解】(1)導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有:

導(dǎo)體棒受到的安培力F^=B1L,代入數(shù)據(jù)得：

?安=0.5N

(2)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力

片=/ngsin37°=0.24N

由于《小于安培力，故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力了,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件

mgsin370+f=F&

解得

介0.26N,方向沿斜面向下

(3)勻強(qiáng)磁場8的方向改為豎直向上時，安培力水平向右,

'=5'/L=lN

而重力的下滑分力:

耳=/ngsin37°=0.24N

金屬棒受摩擦力為

f'=A(mgcos37°+6'ILsin37°)=0.092N

有牛頓第二定律得

F^CQS3T-F{-f-ma

解得

a=ll.7m/s2

17.磁懸浮列車的運(yùn)動原理如圖所示，在水平面上有兩根水平長直平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間有與導(dǎo)軌

面垂直且方向相反的勻強(qiáng)磁場合和民，區(qū)和民相互間隔，導(dǎo)軌上有金屬框a歷兒當(dāng)磁場才和

民同時以恒定速度沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動時，金屬框也會由靜止開始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動。己知兩導(dǎo)

軌間距30.4m,兩種磁場的寬度均為乙，Lrab,6產(chǎn)尼=L0T。金屬框的質(zhì)量?=0.1kg,電

阻尼2.0Q。金屬框受到的阻力與其速度成正比，即戶Av,A=0.08kg/s,只考慮動生電動勢。

求：

（1）開始時金屬框處于圖示位置，判斷此時金屬框中感應(yīng)電流的方向;

（2）若磁場的運(yùn)動速度始終為即=10m/s,在線框加速的過程中，某時刻線框速度-=7m/s,

求此時線框的加速度國的大小;

（3）若磁場的運(yùn)動速度始終為%=10m/s,求金屬框的最大速度應(yīng)為多大？此時裝置消耗的總

功率為多大?

【答案】(1)a6cda的方向(2)4m/s2(3)8m/s；6.4W

【解析】

【詳解】（1）磁場以恒定速度沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動，則由楞次定律可知金屬框中感應(yīng)電流的方

向是：a6c出的方向；

(2)根據(jù)楞次定律可知金屬框與磁場同向運(yùn)動，感應(yīng)電動勢：

七=23(％―/)

感應(yīng)電流：

E2BL(v-v)

l1—0——1---------------

RR

左右兩邊受到的安培力都為：

工=%=282片(%f)

AR

根據(jù)牛頓第二定律有：

2FA—kv}=ma}

解得此時金屬框的加速度：

m

代入數(shù)據(jù)解得：q=4m/s2；

(3)當(dāng)金屬框有最大速度時做勻速運(yùn)動，所受合外力為零：

2￡-利=。

左右兩邊受到的安培力都為：

p_DJr_D2BL,(v-v)2B~L[(v-v)

r=D1L,=D-----------0-----2---L,=----------0------2--

4A'R1R

代入數(shù)據(jù)解得最大速度：v2=8m/s；

裝置消耗的功率分克服阻力做功的功率和電功率兩部分，克服阻力做功的功率:

6=f'v2=kv；

代入數(shù)據(jù)解得：[=5.12W；

電功率：

R

代入數(shù)據(jù)解得：6=L28W；

此時裝置消耗的功率:

p=《+鳥=6.4W

答：（1）此時金屬框中感應(yīng)電流的方向為a6c曲；

（2）此時線框的加速度q=4m/s2；

（3）金屬框的最大速度嶺=8m/s；此時裝置消耗的總功率為6.4W。

18.如圖所示，水平地面上方有一高度為從上、下水平界面分別為倒、松，的勻強(qiáng)磁場，磁感

應(yīng)強(qiáng)度為A矩形導(dǎo)線框數(shù)邊長為6c邊長為乙導(dǎo)線框的質(zhì)量為處電阻為磁場方

向垂直于線框平面向里，磁場高度">4.線框從某高處由靜止落下，當(dāng)線框的cd邊剛進(jìn)入磁

場時，線框的加速度方向向下、大小為生；當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場時，線框的加速度方

5

向向上、大小為在運(yùn)動過程中，線框平面位于豎直平面內(nèi)，上、下兩邊總平行于02空

氣阻力不計，重力加速度為g.求：

（1）線框的cd邊剛進(jìn)入磁場時，通過線框?qū)Ь€中的電流；

（2）線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時線框的速度大?。?/p>

（3）線框aAd從全部在磁場中開始到全部穿出磁場的過程中，通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷

量.

Q

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXX

2777幺|I_________________________D11

［答案］(1)/產(chǎn)房；(2)%=奇產(chǎn)小36R21n2g2-50BTg(H-4)；(3)牛得。

JX-/<?U11YY

【解析】

【詳解】（1）設(shè)線框的Cd邊剛進(jìn)入磁場時線框?qū)Ь€中的電流為人根據(jù)牛頓第二定律有:

3mg

Mg—Bj

5

2me

解得：，尸薪

(2)設(shè)線框/邊剛進(jìn)入磁場時線框的速度大小為匕，線框的“邊剛離開磁場時速度大小為

外，線框的cd邊剛離磁場時線框?qū)Ь€中的電流為牛頓第二定律有:

BI2l,-mg=^-

6mg

解得：心二房

?￡>/,

由閉合電路歐姆定律

切盟

R

6Rmg

解得：歸謝

由勻變速直線運(yùn)動速度與位移的關(guān)系式

V；-*=2g(H—4)

得—2g(H-12)

代入解得：匕=房7J36R2Mg2—508*/"(〃一外

(3)設(shè)線框abed穿出磁場的過程中所用時間為△/,平均電動勢為反通過導(dǎo)線的平均電流

為/,通過導(dǎo)線某一橫截面的電荷量為q,由法拉第電磁感應(yīng)定律

P①一Bl、%

'btbt

由閉合電路歐姆定律

*=絳

RRAt

則電量為：

0=1'=蛆

R

19.在學(xué)習(xí)了電磁驅(qū)動和電磁制動后，某物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如下裝置進(jìn)行研究。如圖

所示，足夠長平行光滑導(dǎo)軌的間距/=0.2m,6也右側(cè)軌道水平，左側(cè)曲線軌道與水平軌道相

切于仇友，所有軌道均電阻不計。在水平軌道內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為6

=0.8To質(zhì)量為M=0.2kg、電阻為R=0.1Q的金屬棒方垂直于軌道靜止放置在與6也相距

1m遠(yuǎn)的水平軌道上，并用插銷固定。質(zhì)量為〃=0.1kg、電阻為尼=0.2Q的金屬棒a由曲線

軌道上端ae處靜止釋放，aa2處到水平軌道的豎直高度方=0.45m,若金屬棒a在運(yùn)動過程中

始終與導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸，金屬棒a與6相撞時無能量損失，g=10m/s2。求：

(1)金屬棒a第1次滑到仇左處時的速度大??；

(2)金屬棒a與金屬棒6碰撞的次數(shù)；

(3)若撤去固定金屬棒6的插銷，使其能自由移動，金屬棒a還是由曲線軌道上端aa處靜止

釋放，金屬棒6初始靜止在水平軌道上，兩棒最終運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。要使兩棒不相碰，則

金屬棒6初始位置距離6人至少多遠(yuǎn)？整個運(yùn)動過程中金屬棒6上產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

【答案】(l)3m/s(2)2次(3)2.34m；0.1J

【解析】

【詳解】(1)根據(jù)動能定理可得

tngh.=—1wv*2'

解得

片3m/s；

(2)對a棒用動量定理可得：

-BIlt=-mv

解得：

7=9-

/?1+凡

根據(jù)

Vt=x

解得

A=3.5m

因此金屬棒a與金屬棒6碰撞2次;

(3)最終兩棒勻速，且匕=%

根據(jù)動量守恒定律可得：

解得

匕=%=lm/s

系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱

2

Q=Lmv-L^m+M)v1=0.3J

則8棒產(chǎn)生的焦耳熱

QB=Q=OAJ

R]+/?2

a剛要追上b,二者速度相同,此過程對5根據(jù)動量定理可得:

BI14t=Mvb

E①

根據(jù)方/△t、i=E、E=7可得:

聯(lián)立解得

△<J>=BL4x

解得：

△A=2.34mO

20.如圖所示，電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌由彎軌46,和直窄軌式；67/以及直寬軌應(yīng)"、IJ

組合而成，48、房段均為豎直的,圓弧，半徑相等，分別在反。兩點(diǎn)與窄軌比1、"相切，

4

窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi)，BC、GH等長豆與DE,。均相互平行，CD,以等長，共線,

且均與伙;垂直。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感強(qiáng)度為8