北京市二中2017-2018學(xué)年高二下學(xué)期第三學(xué)段考試物理(4月)試題

北京二中2017—2018學(xué)年度第三學(xué)段高二年級學(xué)段考試試卷物理選修32一、單項選擇題（每小題2分，共52分）1.以下過程中能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式有：A.①②B.②③C.③④D.①④【答案】D【解析】①導(dǎo)體棒左右晃動，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流；②由于鋁環(huán)B不閉合，條形磁鐵靠近時，不產(chǎn)生感應(yīng)電流；③閉合開關(guān)后通電線圈A放在螺線管B中靜止不動，穿過線圈B的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流；④條形磁鐵插入或者拔出螺線管的過程中，穿過螺線管的磁通量改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選：D2.如圖所示為一臺小型發(fā)電機示意圖，磁場為水平方向。若線圈繞著轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運動，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖所示的水平位置時，下列判斷正確的是（）A.通過線圈的磁通量最大B.此時線圈恰好經(jīng)過中性面C.線圈中產(chǎn)生的電動勢最大D.此時交流電流正好改變方向【答案】C【解析】圖中的位置與中性面垂直，線圈與磁場平行，此時磁通量最小，而穿過線圈的磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，故C正確，ABD錯誤。故選：C3.如右圖所示，在鐵芯P上繞有兩組線圈A和B，如果線圈A中通有如下所示的四種電流，規(guī)定從線圈A上端流入為電流正方向，試分析在t1~t2這段時間內(nèi)（從上方俯視）線圈B中可以產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流（）A.甲可以B.乙可以C.丙可以D.丁可以【答案】B【解析】A．由圖示可知，A中電流不變，電流產(chǎn)生的磁場不變，穿過B的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯誤；B．由圖示可知，通過A的電流正向增大，穿過B的磁通量向下增大，B中產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流，故B正確；C、由圖示可知，通過A的電流正向減小，穿過B的磁通量向下減小，B中產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，故C錯誤；D、由圖示可知，通過A的電流正向減小，穿過B的磁通量向下減小，B中產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，故D錯誤。故選：B。4.如圖所示，在水平放置的條形磁鐵的N極附近，一個閉合線圈向下運動并始終保持水平。在位置B，N極附近的磁感線正好與線圈平面平行。則從上方俯視可見（）A.線圈從A到C的運動過程中感應(yīng)電流的方向先逆時針后順時針B.線圈從A到C的運動過程中感應(yīng)電流的方向先順時針后逆時針C.線圈從A到C的運動過程中感應(yīng)電流的方向始終是順時針D.線圈從A到C的運動過程中感應(yīng)電流的方向始終是逆時針【答案】D【解析】A．在位置A到在B上方過程時，穿過線圈的磁通量減小，磁場方向斜向上，據(jù)楞次定律判斷可知：線圈中感應(yīng)電流方向沿逆時針方向；在B下方時，穿過線圈的磁通量增大，磁場方向斜向下，據(jù)楞次定律判斷可知：線圈中感應(yīng)電流方向沿逆時針方向。故均為逆時針方向。故ABC錯誤，D正確。故選：D.5.1831年10月28日，法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機（圖甲）。它是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，是人類歷史上的第一臺發(fā)電機。據(jù)說，在法拉第表演他的圓盤發(fā)電機時，一位貴婦人問道：“法拉第先生，這東西有什么用呢？圖乙是這個圓盤發(fā)電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸。使銅盤轉(zhuǎn)動，電阻R中就有電流通過。已知銅盤半徑為r，銅盤內(nèi)阻忽略不計，銅盤所在區(qū)域磁感強度B，轉(zhuǎn)動的角速度為ω，則以下判斷正確的是（）①銅盤轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的電流方向是D到C②銅盤轉(zhuǎn)動過程中D點的電勢高于C點③銅盤轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為④銅盤轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為A.①②B.②③C.③④D.①④【答案】B【解析】①②.根據(jù)右手定則可知，銅盤轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的電流方向是C到D，因此銅片D的電勢高于銅片C的電勢，故①錯誤，②正確；③.感應(yīng)電動勢，故③正確；④根據(jù)歐姆定律，I=E/R=，故④錯誤。故選：B。點睛：根據(jù)右手定則判斷CD間感應(yīng)電流方向，即可知道電勢高低．依據(jù)閉合電路歐姆定律，結(jié)合感應(yīng)電動勢，及線速度與角速度關(guān)系，即可判定。6.如圖所示，電源在電動機線圈中產(chǎn)生的電流的方向已經(jīng)標(biāo)出。在如圖所示位置，以下關(guān)于電動機運動過程中的分析正確的是（）①導(dǎo)線AB邊所受安培力與圖示v箭頭方向相反②導(dǎo)線AB邊產(chǎn)生的反電動勢方向由B指向A③線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢對電源電流起到了促進作用④如果要維持線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動，電源必須源源不斷的提供電能來克服反電動勢的阻礙作用A.①②B.①③C.②③D.②④【答案】D【解析】①根據(jù)左手定則，導(dǎo)線AB邊所受安培力與圖示v箭頭方向相同，故①錯誤；②根據(jù)右手定則，導(dǎo)線AB邊產(chǎn)生的反電動勢方向由B指向A，故②正確；③線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與電源電流方向相反，對電源電流起到了阻礙作用，故③錯誤；④如果要維持線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動，電源必須源源不斷的提供電能來克服反電動勢的阻礙作用，故④正確。故選：D7.一個單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與磁場垂直，圖中表示穿過線圈平面的磁通量隨時間變化的函數(shù)圖像。圖中磁通量的最大值Φmax＝0.20Wb，變化周期T＝0.02s。則由圖可知，()A.線圈中感應(yīng)電動勢的最大值出現(xiàn)在0.005、0.015s各時刻B.電流改變方向出現(xiàn)在0.010s、0.020s時刻C.根據(jù)有Emax＝62.8VD.線圈中電動勢的有效值是【答案】C【解析】A.在0.005s、0.015s各時刻，線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小，線圈位于中性面位置，感應(yīng)電動勢為零，故A錯誤；B.在0.010s、0.020s時刻，磁通量為零，線圈垂直于中性面，感應(yīng)電動勢最大，故B錯誤；C．由圖知磁通量的最大值Φmax=0.2Wb，則公式Emax=BSω、Φmax=BS、ω=2π/T得：＝62.8V，故C正確；D.線圈中電動勢的有效值是，故D錯誤。故選：C.點睛：交變電流產(chǎn)生過程中，線圈在中性面上時，穿過線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動勢最小，線圈與中性面垂直時，通過的磁通量最小，電動勢為最大；由圖讀出磁通量的最大值Φmax，由公式Emax=BSω和Φmax=BS結(jié)合求解Emax．8.如圖所示，A、B兩個閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均10匝，半徑rA=2rB，圖示區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間均勻減小，以下分析正確的是（）A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比EA∶EB=2:1B.兩線圈中電阻之比RA∶RB=1:2C.兩線圈中感應(yīng)電流之比IA∶IB=1:2D.兩線圈中產(chǎn)生的熱功率之比PA∶PB=8:1【答案】D【解析】A.由法拉第電磁感應(yīng)定律得：,因半徑rA=2rB,且n、△B/△t相同，則得到：EA:EB=4:1，故A錯誤；B.根據(jù)電阻定律：線圈的電阻為，則ρ、s、n相同，兩線圈電阻之比：rA:rB=RA:RB=2:1.故B錯誤；C．線圈中感應(yīng)電流I=E/R,由A、B綜合得到：IA:IB=2:1，故C錯誤；D.根據(jù)焦耳定律：Q=I2Rt，則相同時間內(nèi)，產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻成正比，因此熱量之比為8:1，故D正確；故選：D.9.如圖所示，勻強磁場的上下邊界水平，寬度為L，方向垂直紙面向里。質(zhì)量為m、邊長為l（l<L）的正方形導(dǎo)線框abcd始終沿豎直方向穿過該磁場，已知cd邊進入磁場時的速度為v0，ab邊離開磁場時的速度也為v0，重力加速度的大小為g。下列說法正確的是()A.線框進入和離開磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同B.線框進入和離開磁場時受到的安培力方向相反C.線框穿過磁場的過程中克服安培力所做的功為mg(L+l)D.線框穿過磁場的過程中可能先做加速運動后做減速運動【答案】C【解析】試題分析：根據(jù)楞次定律可知，線圈進入磁場時產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流；出離磁場時產(chǎn)生瞬時針方向的感應(yīng)電流，故線框進入和離開磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，選項A錯誤；線圈進入磁場和出離磁場時所受的安培力的方向均向上，故線框進入和離開磁場時受到的安培力方向相同，選項B錯誤；根據(jù)從進入磁場到完全出離磁場，根據(jù)動能定理可知：，則線框穿過磁場的過程中克服安培力所做的功為mg（L+l），選項C正確；由于線圈cd邊進入磁場時的速度為v0，ab邊離開磁場時的速度也為v0，由運動的對稱性可知，線圈一定是先做減速運動，全部進入磁場后做加速度為g的加速度運動，然后出離磁場時又做減速運動，選項D錯誤；故選C.考點：電磁感應(yīng)現(xiàn)象；動能定理。10.如圖是用電流傳感器（電流傳感器相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽略不計）研究自感現(xiàn)象的實驗電路，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，自感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻值大于燈泡D的阻值，在t=0時刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時間后，在t=t1時刻斷開開關(guān)S。在下面所示的4幅圖象中，可能正確表示電流傳感器記錄的電流隨時間變化情況的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】試題分析：閉合開關(guān)的瞬間，電感的電阻很大，燈泡中有一定的電流通過，過一段時間，電感的電阻減小，電感與燈泡并聯(lián)的兩端電壓減小，故燈泡中的電流變小，選項AD均錯誤；當(dāng)時間再延長，燈泡的電流穩(wěn)定在某一值上；當(dāng)斷開開關(guān)時，電感產(chǎn)生自感電動勢，電感中的電流與原來的電流方向相同，它與燈泡組成的電路中，感應(yīng)電流沿逆時針方向，而燈泡中原來的電流沿順時針方向，故燈泡中的電流比穩(wěn)定時要小一些，然后電流隨自感電動勢的減小而慢慢減小到0，故選項B正確，C錯誤?？键c：自感電動勢?！久麕燑c晴】對于電感線圈，它通直流，阻交流，當(dāng)電路中的電流發(fā)生變化時產(chǎn)生一定的阻杭，阻礙電流的這種變化；當(dāng)剛接通電路時，電感線圈會產(chǎn)生電動勢阻礙這種電流增大，當(dāng)斷開時，電感線圈又會產(chǎn)生電動勢阻礙這種電流的減小。11.鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以確定火車的位置。如圖所示（俯視圖），能產(chǎn)生勻強磁場的磁鐵被安裝在火車首節(jié)車廂下面，當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時，便會產(chǎn)生一個電信號，通過和線圈相連的電壓傳感器被控制中心接收，從而確定火車的位置。若一列火車勻加速駛來，則電壓信號U隨時間t的變化圖象為()A.B.C.D.【答案】D【解析】試題分析：若設(shè)線圈進入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為正，則出離磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為負(fù)值；根據(jù)E=BLv可知，若火車勻加速度運動，則E=BLat可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢逐漸變大；進入磁場的時間大于出離磁場的時間，故選項D正確?？键c：法拉第電磁感應(yīng)定律；楞次定律12.如圖，光滑斜面的傾角為，斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框，邊的邊長為，邊的邊長為，線框的質(zhì)量為，電阻為，線框通過細(xì)棉線繞過光滑的滑輪與重物相連，重物質(zhì)量為，斜面上線（平行底邊）的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為，如果線框從靜止開始運動，進入磁場的最初一段時間是做勻速運動的，且線框的邊始終平行底邊，則下列說法正確的是（）A.線框進入磁場前運動的加速度為B.線框進入磁場時勻速運動的速度為C.線框做勻速運動的總時間為D.該勻速運動過程產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】D【解析】線框進入磁場前，對整體，根據(jù)牛頓第二定律得：．故A錯誤．設(shè)線框勻速運動的速度大小為v，則線框受到的安培力大小為，根據(jù)平衡條件得：F=Mgmgsinθ，聯(lián)立兩式得，，勻速運動的時間為．故BC均錯誤．線框進入磁場的過程做勻速運動，M的重力勢能減小轉(zhuǎn)化為m的重力勢能和線框中的內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律得：焦耳熱為Q=（Mgmgsinθ）l2．故D正確．此題選擇錯誤的選項，故選ABC.13.如圖a所示，虛線上方空間有垂直線框平面的勻強磁場，直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。設(shè)線框中感應(yīng)電流方向以逆時針為正，那么在下面四個選項中能正確描述線框從圖a中所示位置開始轉(zhuǎn)動一周的過程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化情況的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】當(dāng)線框進入磁場過程中，切割的有效長度為半圓的半徑不變，即電動勢及電流大小不變；由右手定則可知，電流為逆時針，故為正值；當(dāng)線框全部進入磁場，磁通量不變，無感應(yīng)電流；當(dāng)線框離開磁場時，切割的有效長度為半圓的半徑不變，即電動勢及電流大小不變；由右手定則可知，電流為順時針，故為負(fù)值；當(dāng)線框全部出磁場，磁通量沒有變化，則無感應(yīng)電流．故選：A．14.如圖所示電路中，電源電動勢為E，線圈L的電阻不計。以下判斷正確的是()A.閉合S，穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為EB.閉合S，穩(wěn)定后，電容器的a極帶正電C.斷開S的瞬間，電容器的a極板將帶正電D.斷開S的瞬間，電容器的a極板將帶負(fù)電【答案】C【解析】閉合S穩(wěn)定后，線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線，則電容器被短路，則其電壓為零，故A錯誤；當(dāng)閉合S穩(wěn)定后，電容器被短路，則其電壓為零，電容器的a極板不帶電，故B錯誤．?dāng)嚅_S的瞬間，線圈L中電流減小，產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)于電源，結(jié)電容器充電，根據(jù)線圈的電流方向不變，則電容器的a極板將帶正電．故C正確，D錯誤．故選：C．點睛：本題考查自感線圈的雙重作用的理解：當(dāng)電流穩(wěn)定不變時，自感線圈是電阻不計的導(dǎo)線；當(dāng)電流變化時，相當(dāng)于一個電源。15.如圖，甲、乙兩圖為與勻強磁場垂直放置的兩個金屬框架，乙圖除了一個電阻為零、自感系數(shù)為L的線圈外，其他部分與甲圖都相同，導(dǎo)體AB以相同的加速度向右做勻加速直線運動。若導(dǎo)體AB通過的位移相同，則（）A.甲圖中外力做功多B.兩圖中外力做功相同C.乙圖中外力做功多D.無法判斷【答案】A【解析】試題分析：乙圖中有線圈，要減緩電流的增加，安培力要小于甲圖中的安培力，則甲圖克服安培力做功大于乙圖克服安培力做功，根據(jù)動能定律得,因為導(dǎo)體AB以相同的加速度向右做勻加速直線運動，通過的位移相等，則末動能相等．所以甲圖外力做功大于乙圖外力做功．故A正確，B、C、D錯誤．考點：法拉第電磁感應(yīng)定律、電磁感應(yīng)能量轉(zhuǎn)化點評：解決本題的關(guān)鍵知道線圈會緩解電流的增加，乙圖中安培力要小于甲圖中的安培力，然后根據(jù)動能定理求解．16.插有鐵芯的線圈（電阻不能忽略）直立在水平桌面上，鐵芯上套一鋁環(huán)，線圈與電源、開關(guān)相連。以下說法中正確的是()A.閉合開關(guān)的瞬間鋁環(huán)跳起，開關(guān)閉合后再斷開的瞬間鋁環(huán)又跳起B(yǎng).閉合開關(guān)的瞬間鋁環(huán)不跳起，開關(guān)閉合后再斷開的瞬間鋁環(huán)也不跳起C.閉合開關(guān)的瞬間鋁環(huán)不跳起，開關(guān)閉合后再斷開的瞬間鋁環(huán)跳起D.閉合開關(guān)的瞬間鋁環(huán)跳起，開關(guān)閉合后再斷開的瞬間鋁環(huán)不跳起【答案】D【解析】分析：當(dāng)閉合電鍵瞬間，鋁環(huán)所處的磁通量發(fā)生變化，故鋁環(huán)中產(chǎn)生電流，對應(yīng)的感應(yīng)磁場去阻礙原磁通量的變化，所以向上跳．若磁通量不變，則鋁環(huán)不會動．解答：解：如圖所示．閉合電鍵的瞬間，鋁環(huán)向上跳起．若保持電鍵閉合，則鋁環(huán)的磁通量不變，環(huán)中沒有電流，故要落回原處．故選：D17.如圖所示，一根空心鋁管豎直放置，把一枚小圓柱形的永磁體從鋁管上端由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后，永磁體穿出鋁管下端口。假設(shè)永磁體在鋁管內(nèi)下落過程中始終沿著鋁管的軸線運動，不與鋁管內(nèi)壁接觸，且無翻轉(zhuǎn)。忽略空氣阻力，則下列說法中正確的是A.若僅增強永磁體的磁性，則其穿出鋁管時的速度變小B.若僅增強永磁體的磁性，則其穿過鋁管的時間縮短C.若僅增強永磁體的磁性，則其穿過鋁管的過程中產(chǎn)生的焦耳熱減少D.在永磁體穿過鋁管的過程中，其動能的增加量等于重力勢能的減少量【答案】A【解析】試題分析：若僅增強永磁體的磁性，則鋁管中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變大，磁體受到的向上的安培力變大，加速度減小，故則其穿出鋁管時的速度變小，選項A正確；由于當(dāng)增強永磁體的磁性后，磁體在鋁管中的平均速度減小，故其穿過鋁管的時間變長，選項B錯誤；由能量守恒關(guān)系可知，穿過鋁管的過程中產(chǎn)生的焦耳熱等于磁體的機械能的減小量，即，因為v減小，故Q增大，選項C錯誤；由以上分析可知，在永磁體穿過鋁管的過程中，其動能的增加量小于重力勢能的減少量，選項D錯誤；故選A.考點：電磁感應(yīng)；能量守恒定律；楞次定律.18.如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ處于豎直向下的足夠大的勻強磁場中，導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌的右端接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，并與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)使金屬棒以一定初速度向左運動，它先后通過位置a、b后，到達(dá)位置c處剛好靜止。已知磁場的磁感應(yīng)強度為B，金屬棒通過a、b處的速度分別為va、vb，a、b間的距離等于b、c間的距離，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。下列說法中正確的是（）A.金屬棒運動到a處時的加速度大小為B.金屬棒運動到b處時通過電阻的電流方向由N指向QC.金屬棒在a→b過程與b→c過程中通過電阻的電荷量相等D.金屬棒在a處的速度va是其在b處速度vb的倍【答案】C【解析】A.金屬棒運動到a處時,有E=BLva,I=E/（R+r）,安培力：F=BIL=,由牛頓第二定律得加速度：a=F/m=，故A錯誤；B.金屬棒運動到b處時，由右手定則判斷知，通過電阻的電流方向由Q指向N，故B錯誤；C.金屬棒在a→b過程中,通過電阻的電荷量,同理,在b→c的過程中,通過電阻的電荷量,由于△Φab=△Φbc,可得q1=q2.故C正確；D.在b→c的過程中,對金屬棒運用動量定理得：,而∑v△t=lbc,同理,在a→c的過程中,對金屬棒運用動量定理得：,而∑v△t′=lac,因lac=2lbc,因此va=2vb，故D錯誤。故選：C.19.如圖所示，幾位同學(xué)在做“搖繩發(fā)電”實驗：把一條長導(dǎo)線的兩端連在一個靈敏電流計的兩個接線柱上，形成閉合回路。兩個同學(xué)迅速搖動AB這段“繩”。假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道，地磁場方向與地面平行，由南指向北。圖中搖“繩”同學(xué)是沿東西站立的，甲同學(xué)站在西邊，手握導(dǎo)線的A點，乙同學(xué)站在東邊，手握導(dǎo)線的B點。則下列說法正確的是A.當(dāng)“繩”搖到最高點時，“繩”中電流最大B.當(dāng)“繩”搖到最低點時，“繩”受到的安培力最大C.當(dāng)“繩”向下運動時，“繩”中電流從A流向BD.在搖“繩”過程中，A點電勢總是比B點電勢高【答案】C【解析】試題分析：地球的周圍存在磁場，且磁感線的方向是從地理的南極指向地理的北極，當(dāng)兩個同學(xué)在迅速搖動電線時，總有一部分導(dǎo)線做切割磁感線運動，電路中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流，根據(jù)繩子轉(zhuǎn)動方向與地磁場方向的關(guān)系，判斷感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的大小，從而判斷安培力的大小，由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向和電勢高低．解：A、當(dāng)“繩”搖到最高點時，繩轉(zhuǎn)動的速度與地磁場方向平行，不切割磁感線，感應(yīng)電流最小，故A錯誤．B、當(dāng)“繩”搖到最低點時，繩轉(zhuǎn)動的速度與地磁場方向平行，不切割磁感線，感應(yīng)電流最小，繩受到的安培力也最小，故B錯誤．C、當(dāng)“繩”向下運動時，地磁場向北，根據(jù)右手定則判斷可知，“繩”中電流從A流向B．故C正確．D、在搖“繩”過程中，當(dāng)“繩”向下運動時，“繩”中電流從A流向B，A點相當(dāng)于電源的負(fù)極，B點相當(dāng)于電源正極，則A點電勢比B點電勢低；當(dāng)“繩”向上運動時，“繩”中電流從B流向A，B點相當(dāng)于電源的負(fù)極，A點相當(dāng)于電源正極，則B點電勢比A點電勢低；故D錯誤．故選：C【點評】本題要建立物理模型，與線圈在磁場中轉(zhuǎn)動切割相似，要知道地磁場的分布情況，能熟練運用電磁感應(yīng)的規(guī)律解題．20.如圖所示，在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小B隨時間t的變化關(guān)系為B＝B0+kt，其中B0、k為正的常數(shù)。在此區(qū)域的水平面內(nèi)固定一個半徑為r的圓環(huán)形內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管，將一電荷量為q的帶正電小球在管內(nèi)由靜止釋放，不考慮帶電小球在運動過程中產(chǎn)生的磁場，則下列說法正確的是（）A.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿順時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為2qkπrB.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿逆時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為2qkπrC.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿順時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為qkπr2D.從上往下看，小球?qū)⒃诠軆?nèi)沿逆時針方向運動，轉(zhuǎn)動一周的過程中動能增量為qkπr2【答案】C【解析】試題分析：根據(jù)磁感應(yīng)強度B＝B0+kt可判斷磁場均勻增大，從上往下看，產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電場，正電荷受力方向與電場方向相同，所以電荷順時針方向運動，選項BD錯。根據(jù)楞次定律產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,電荷轉(zhuǎn)動一周電場力做功等于動能增量即，選項C對。考點：電磁感應(yīng)定律21.如圖所示，在豎直方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，金屬框架ABC固定在水平面內(nèi)，AB與BC間夾角為θ，光滑導(dǎo)體棒DE在框架上從B點開始在外力作用下以速度v向右勻速運動，導(dǎo)體棒與框架足夠長且構(gòu)成等腰三角形電路．若框架與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為R，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸，下列關(guān)于電路中電動勢E與時間t、電流大小I與時間t、導(dǎo)體棒所受安培力FA與時間t、消耗的電功率P與水平移動的距離x變化規(guī)律的圖像中正確的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】試題分析：金屬棒向右運動到的過程中，有效切割長度在不斷的增大，根據(jù)幾何關(guān)系寫出有效長度的表達(dá)式，然后根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解即可。CD、設(shè)水平移動的距離x，由法拉第電磁感應(yīng)定律有，回路總電阻為，電路中消耗的電功率為，可見功率隨著距離增大而均勻增大；D正確故選AD考點：電磁感應(yīng)的圖像問題點評：對于這類問題不能盲目憑感覺進行判斷，要根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系和所學(xué)物理規(guī)律求出物理量之間的表達(dá)式進行判斷，否則容易出錯。22.以下哪些現(xiàn)象利用了電磁阻尼規(guī)律（）A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④【答案】A【解析】①振動的條形磁鐵在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流對磁鐵的相對運動由阻礙作用，能使振動的條形磁鐵快速停下來，這是利用了電磁阻尼規(guī)律，故①正確；②磁鐵通過無缺口的鋁管，在鋁管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流對磁鐵的相對運動由阻礙作用，能更快使強磁鐵勻速運動，這是利用了電磁阻尼規(guī)律，故②正確；③U形磁鐵可以在高速轉(zhuǎn)動的鋁盤中產(chǎn)生感應(yīng)渦電流，感應(yīng)渦電流對鋁盤與磁鐵間的相對運動有阻礙作用，能使鋁盤迅速停下來，這是利用了電磁阻尼規(guī)律，故③正確；④轉(zhuǎn)動把手時下面的閉合銅線框隨U形磁鐵同向轉(zhuǎn)動，這是電磁驅(qū)動，故④錯誤。故選：A23.如圖甲所示，由粗細(xì)均勻的電阻絲制成邊長為l的正方形線框abcd，線框的總電阻為R。現(xiàn)將線框以水平向右的速度v勻速穿過一寬度為2l、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域，整個過程中ab、cd兩邊始終保持與磁場邊界平行。令線框的cd邊剛好與磁場左邊界重合時t=0，電流沿abcd流動的方向為正，u0=Blv。在圖乙中畫出線框中a、b兩點間電勢差uab隨線框cd邊的位移x變化的圖象正確的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】試題分析：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；閉合電路的歐姆定律．專題：電磁感應(yīng)與圖像結(jié)合．分析：由楞次定律判斷感應(yīng)電流方向，確定出a、b兩端電勢的高低．由E=BLv求出感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求出電勢差．由楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，確定Uab的正負(fù)．cd邊進入磁場后，ab兩端電勢差，由楞次定律判斷出感應(yīng)電流方向沿逆時針方向，則a的電勢高于b的電勢，Uab為正，即。線框全部進入磁場后，線框中雖然感應(yīng)電流為零，但ab兩端仍有電勢差，且Uab=U0，由右手定則判斷可知，a的電勢高于b的電勢，Uab為正．Uab=U0．cd邊穿出磁場后，ab邊切割磁感線，其兩端電勢差等于路端電壓，由右手定則知，a點的電勢始終高于b的電勢，．B正確．故選B。考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；閉合電路的歐姆定律．點評：本題由楞次定律判斷電勢的高低，確定電勢差的正負(fù)．分析Uab與感應(yīng)電動勢關(guān)系是關(guān)鍵，要區(qū)分外電壓和內(nèi)電壓．24.矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強磁場中，在外力控制下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖（甲）所示。磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖象如圖（乙）所示。t=0時刻，磁感應(yīng)強度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里，在0~4s時間內(nèi)，導(dǎo)線框ad邊所受安培力隨時間變化的圖象（規(guī)定以向左為安培力正方向）可能是以下四幅圖中的（）A.B.C.D.【答案】D【解析】試題分析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，即電動勢與圖像的斜率成正比，前兩秒內(nèi)，圖像斜率不變，即感應(yīng)電動勢不變，感應(yīng)電流不變，根據(jù)安培力可判斷安培力大于與B成正比，所以選項AB錯。根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流方向為順時針方向，磁場方向垂直平面向外，左手判斷安培力方向向右，為負(fù)方向，選項C錯D對?？键c：法拉第電磁感應(yīng)定律25.如圖所示，水平面上固定有間距為1m的平行光滑導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場方向豎直向下。導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為1kg、電阻為2Ω；cd的質(zhì)量為2kg、電阻為1Ω。開始時ab靜止，cd棒以6m/s的初速度向右運動，經(jīng)過t＝4s，棒ab、cd的運動開始穩(wěn)定。運動過程中兩棒始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好，其它電阻不計。以下分析正確的是（）①達(dá)到穩(wěn)定前ab棒做勻加速運動，cd棒做勻減速運動②整過程回路中產(chǎn)生焦耳熱Q=12J③在t時間內(nèi)通過ab棒電量q=8C④在t時間內(nèi)abcd圍成的回路面積增加量為m2A.①②B.①③C.②③D.②④【答案】D【解析】①達(dá)到穩(wěn)定前，ab棒加速運動，cd棒減速運動，兩棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BL（vcdvab）逐漸減小，回路電流逐漸減小，兩棒受到的安培力逐漸減小，加速度逐漸減小，故①錯誤；②當(dāng)兩棒一起以相同的速度做勻速運動時達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，設(shè)此時它們的速度大小為v，則根據(jù)動量守恒定律得mcdv0=(mab+mcd)v得，v=4m/s，根據(jù)能量守恒定律得：整個過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=，故②正確；③通過兩棒電流相等，電量也相等，對ab棒：根據(jù)動量定理得：又電量，聯(lián)立得q=4C，故③錯誤；故選：D二、計算題（本大題共3小題，共48分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）26.電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置，在不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)也不相同，物理學(xué)中用電動勢來表明電源的這種特性。（1）如圖271所示，固定于水平面的U形金屬框架處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，金屬框兩平行導(dǎo)軌間距為l。金屬棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做勻速直線運動，運動過程中金屬棒始終垂直于兩平行導(dǎo)軌并接觸良好。已知電子的電荷量為e。a.請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)金屬棒MN切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1；b．在金屬棒產(chǎn)生電動勢的過程中，請畫圖說明是什么力充當(dāng)非靜電力，并根據(jù)電動勢的定義式求出這個非靜電力產(chǎn)生的電動勢表達(dá)式E2；（2）由于磁場變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，也是通過非靜電力做功而實現(xiàn)的。在磁場變化時產(chǎn)生的電場與靜電場不同，它的電場線是閉合的，我們把這樣的電場叫做感生電場，也稱渦旋電場。在渦旋電場中電場力做功與路徑有關(guān)，正因為如此，它是一種非靜電力。如圖272所示，空間存在一個垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B0，磁場區(qū)域半徑為R。一半徑為r的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心O與圓形磁場區(qū)域的中心重合。已知電子的電荷量為e。a.如果磁感應(yīng)強度Bt隨時間t的變化關(guān)系為Bt=B0+kt。求圓形導(dǎo)線環(huán)中的感應(yīng)電動勢E3的大小；b．上述感應(yīng)電動勢中的非靜電力來自于渦旋電場對電子的作用。求上述導(dǎo)線環(huán)中電子所受非靜電力F3的大小。【答案】(1)a.b.(2)a.b.【解析】(1)a、導(dǎo)線做勻速直線運動，在△t時間內(nèi)，導(dǎo)線MN的位移為：x=v?△t，線框的面積變化量是：△S=Lx=Lv?△t，則穿過閉合電路的磁通量的變化量是：△Φ=B?△S=BLv?△t根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=△Φ/△t=BLv△t/△t=BLv，由此得證：導(dǎo)線MN切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為：E=BLv；b、導(dǎo)線MN切割磁感線時相當(dāng)于電源，由右手定則可以判斷M為正極，N為負(fù)極，所以自由電荷沿導(dǎo)體棒由N向M定向移動,自由電荷實際的速度方向和所受洛倫茲力的方向如圖1所示。將f沿導(dǎo)線方向和垂直導(dǎo)線方向分解為f1和f2,其中f1為非靜電力，如圖2所示。設(shè)自由電荷的電荷量為q,則f1=qvB，自由電荷在從N移動到M，f1做的功W=f1L=qvBL,所以導(dǎo)線MN切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為：E=W/q=qvBL/q=BLv；（2）a、由Bt=B0+kt得，；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，；b．在很短的時間內(nèi)電子的位移為△s，非靜電力對電子做的功為F3△s，電子沿著導(dǎo)線運動一周，非靜電力做的功，根據(jù)電動勢的定義式聯(lián)立解得27.如圖所示，光滑導(dǎo)軌MN、PQ在同一水平面內(nèi)平行固定放置，其間距d=1.0m，右端通過導(dǎo)線與阻值R=2.0Ω的電阻相連，在正方形區(qū)域CDGH內(nèi)有豎直向下的勻強磁場。一質(zhì)量m=100g、阻值r=0.5Ω的金屬棒，在與金屬棒垂直、大小為F=0.2N的水平恒力作用下，從CH左側(cè)x=1.0m處由靜止開始運動，剛進入磁場區(qū)域時恰好做勻速直線運動。不考慮導(dǎo)軌電阻，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.求：（1）勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大?。唬?）金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱；（3）其它條件不變，如果金屬棒進入磁場時立即撤掉恒力F，試討論金屬棒是否能越過磁場區(qū)域并簡要說明理由；（4）接（3）問，試求上述過程中流過電阻R的電量是多少?！敬鸢浮?1)(2)(3)可以穿越（4）【解析】(1)金屬棒未進入磁場前做勻加速直線運動,由F=ma得：a=F/m=0.2/0.1m/s2=2m/s2.進入磁場瞬間的速度為v,由v2=2ax得：v=2m/s.金屬棒進入磁場瞬間恰好