1、课时知能训练(见学生用书第277页)(时间：45分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得6分，选错或不答的得0分)图93161如图9316所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区为止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是图中的()【解析】BC边刚进入磁场时，产生的感应电动势最大，由右手定则可判定电流方向为逆时针方向，是正值，随线框进入磁场，有效长度l逐渐减小，由EBlv得电动势均匀减小，即电流均匀减小；当线框刚出磁场时，切
2、割磁感线的有效长度l最大，故电流最大，且为顺时针方向，是负值；此后电流均匀减小，故只有A图象符合要求【答案】A2A和B是两个大小相同的环形线圈，将两线圈平行共轴放置，如图9317(a)所示，当线圈A中的电流i1随时间变化的图象如图9317(b)所示时，若规定两电流方向如图(a)所示的方向为正方向，则线圈B中的电流i2随时间t变化的图象是图中的()图9317【解析】在第一阶段原电流减少，线圈B中的磁场减弱，感应电流产生磁场与A中电流产生磁场方向相同；在第二阶段，A中电流反向增大，线圈B中的磁场增强，感应电流磁场与A中电流产生磁场方向相反【答案】D图93183(2012太原模拟)如图9318所示，
3、边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线从t0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域用I表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正，则下列表示I t关系的图线中，大致正确的是()【解析】从t0开始，线框的位移从0到l，导线框切割磁感线的有效长度线性增加，感应电流也线性增加；线框的位移从l到2l，导线框完全进入磁场，无感应电流；线框的位移从2l到3l，导线框切割磁感线的有效长度线性减少，感应电流也线性减小D正确【答案】D图93194如图9319所示，竖直平面内有
4、一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为()A.B.C.DBav【解析】当摆到竖直位置时，AB棒产生的电动势EB2aBav.等效电路如图所示则U.【答案】A图93205如图9320所示，abcd是金属导线做成的长方形线框，MN是可以在ab、cd上滑动并能保持与ab、cd良好接触的金属棒，除导体棒MN和线框ab边外其余电阻均不计，整个线框均处在与框面垂直的匀强磁场中，当MN由靠近ac边处向bd边匀速
5、滑动的过程中，下列说法正确的是()AMN中的电流大小不变BMN中的电流先增大后减小CMN中的电流先减小后增大DMN两端的电势差先减小后增大【解析】MN从左向右移动的过程中，外电路的电阻先增加后减小，因而MN中的电流先减小后增大【答案】C二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分全部选对的得8分，只选1个且正确的得4分，有选错或不答的得0分)图93216如图9321所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计，现给导线MN一初速度，使导线MN向右
6、运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动时()A电容器两端的电压为零B电阻两端的电压为BLvC电容器所带电荷量为CBLvD为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力为零【解析】当导线MN匀速向右运动时，导线MN产生的感应电动势恒定，稳定后，电容器不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端无电压，电容器两极板间电压UEBLv，所带电荷量QCUCBLv，故C对；MN匀速运动时，因无电流而不受安培力，故拉力为零，D正确【答案】CD7(2012长春模拟)在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1 m2，线圈电阻为1 .规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方
7、向，如图9322甲所示磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示则下列说法正确的是()图9322A在时间05 s内，I的最大值为0.1 AB在第4 s时刻，I的方向为逆时针C前2 s内，通过线圈截面的总电荷量为0.01 CD第3 s内，线圈的发热功率最大【解析】根据B t图象的斜率表示，由EnSk，因此刚开始时，图象的斜率为0.1，代入得电源的电动势为0.01 V，电流为0.01 A，故A项错误；在第4 s时，根据楞次定律，电流为逆时针，故B项正确；由q，代入得C项正确；第3 s内，B不变，故不产生感应电流，因此发热功率为零，D项错误【答案】BC图93238(2011无锡模拟)如图9323
8、所示，固定在水平面上的正方形导线框abdc边长为L，其中ab边是电阻为R的均匀电阻丝，其余三边的电阻可忽略导体棒PQ长度也为L，质量为m，电阻不计，与导线框间的动摩擦因数为.匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里对导体棒PQ施加水平外力，让它以恒定速度v从ac边滑向bd边，则()A电路中产生的感应电动势恒定，大小为BLvB所需外力始终向右，大小为mgvC整个装置中消耗的电热功率的最小值为D整个装置中消耗的机械功率的最小值为【解析】导体棒向右匀速运动时，电路中产生的感应电动势恒定，大小为BLv，A正确；由于外电路的总电阻发生变化，故导体棒所受的安培力变化，所需的外力也将发生变化，B错误；当外
9、电路的总电阻最大时，即ab边左右两部分的电阻相等，此时整个装置中消耗的电热功率最小，且最小值为，C正确因为摩擦力做功仍消耗机械能，所以消耗的机械功率的最小值大于，D错【答案】AC9(2012茂名模拟)如图9324所示，在水平桌面上放置两根相距L的光滑平行金属导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连金属滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B.金属滑杆与导轨电阻不计，金属滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在某边的光滑轻滑轮后，与一质量为m的物块相连，拉金属滑杆的绳处于水平拉直状态现若从静止开始释放物块，用I表示回路中的感应
10、电流，g表示重力加速度，则在物块下落过程中物块的速度不可能()图9324A小于B大于C小于 D大于【解析】MN的最大速度就是安培力等于重力时对应的速度，即BILmg，I，v，故A正确，B错误；又I，与最大速度v联立解得v，C正确D错误【答案】BD图932510在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为L的金属杆aO，已知abbccOL/3，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好一电容为C的电容器接在轨道上，如图9325所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴，以角速度顺时针匀速转动时，下列选项正确的是()AUac2UbOB. Uac2UabC电容器
11、带电荷量QBL2CD若在eO间连接一个电压表，则电压表示数为零【解析】金属杆转动切割磁感线，UaOBL2，UbOB(L)2BL2，UcOB(L)2BL2；则UacUaOUcOBL2，得Uac2UbO，A对；UabUaOUbOBL2，B项错误；电容器两端的电压为Uac，故QCUacBL2C，C正确；当把电压表接在eO间时，表与Oce组成回路，电压表有示数，测量cO间的电压，故D错【答案】AC三、非选择题(本题共2小题，共30分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(14分)两根光滑的长直金属导轨MN、MN平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M处接有如图9326所
12、示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为x的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求：图9326(1)ab运动速度v的大小；(2)电容器所带的电荷量q.【解析】(1)设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电流为I，ab运动距离x所用时间为t，三个电阻R与电源串联，总电阻为4R，则EBlv由闭合电路欧姆定律有It由焦耳定律有QI2(4R)t联立上述各式解得v.(2)设电容器两极板间的电势差为U，则有UIR电容器所带电荷量q
13、CU解得q.【答案】(1)(2)12(16分)如图9327(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L0.3 m导轨左端连接R0.6 的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面的匀强磁场B0.6 T，磁场区域宽D0.2 m细金属棒A1和A2用长为2D0.4 m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r0.3 .导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场(t0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图(b)中画出图9327【解析】t10.2 s在0t1时间内，A1产生的感应电动势E1BLv0.18 V.其等效电路如图甲所示由图甲知，电路的总电阻R0r0.5 总电流为I0.36 A通过R的电流为IR0.12 A从A1离开磁场(t10.2 s)至A2刚好进入磁场t2的时间内，回路无电流，IR0，从A2进入磁场(t20.4 s)至离开磁场t30.6 s的时间内，A2上的感应电动势为E20.18 V，其等效电路如图乙所示由图乙知，电路总电阻R00.5 ，总电流I0.36 A，流过R的电流IR0.12 A，综合以上计算结果，绘制通过R的电流与时间关系如图所示【答案】见解析
