1、45分钟单元能力训练卷(九)(考查范围：第九单元分值：100分) 一、选择题(每小题6分，共42分，15小题为单选，67小题为多选)1如图D91所示，一个圆环形导体位于竖直平面内，圆心为O，有一个带正电的粒子沿图中的虚线从圆环表面匀速飞过，则环中的感应电流方向是()图D91A沿逆时针方向B沿顺时针方向C先沿逆时针方向后沿顺时针方向D先沿顺时针方向后沿逆时针方向2一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动M连接在如图D92所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关下列情况中，可观测到N向左运动的是
2、()图D92A在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时3如图D93所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面，当ab棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外，其他电阻不计，要使稳定状态灯泡的功率变为2P0，下列措施正确的是()图D93A换一个电阻为原来一半的灯泡B把磁感应强度B增为原来的2倍C换一根质量为原来的倍的金属棒D把导轨间的距离增大为原来的倍4如图D94所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀
3、强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程中产生的感应电流i随时间t变化的图像是图D95中的()图D94图D955如图D96所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为W1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，则()图D96AW1W2BW1W2CW13W2DW19W26线圈在长直导线电流的磁场中，做如图D97所示的运动A：向右平动，B：向下平动，C：绕轴转动(ad边向外转动角度90)，D
4、：向上平动(线圈有个缺口)，判断线圈中有感应电流的是()图D977如图D98甲所示，在竖直平面内有一单匝正方形线圈和一垂直于竖直平面向里的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，磁场上、下边界AB和CD均水平，线圈的ab边水平且与AB间有一定的距离现在让线圈无初速自由释放，图乙为线圈从自由释放到cd边恰好离开CD边界过程中的速度时间关系图像已知线圈的电阻为r，且线圈平面在线圈运动过程中始终处在竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度为g，则根据图中的数据和题中所给物理量可得() 甲乙图D98A在0t3时间内，线圈中产生的热量为B在t2t3时间内，线圈中cd两点之间的电势差为零C在t3t4时间内，线圈中
5、ab边电流的方向为从b流向aD在0t3时间内，通过线圈回路某截面的电荷量为二、计算题(第8题26分，第9题32分，共58分，写出必要的步骤和文字说明)8如图D99所示，由7根长度都是L的金属杆连接成的一个“日”字形的矩形金属框abcdef，放在纸面所在的平面内，有一个宽度也为L的匀强磁场，磁场边界跟cd杆平行，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里，金属杆af、be、 cd的电阻都为r，其他各杆的电阻不计，各杆端点间接触良好现以速度v匀速地把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从cd杆刚进入磁场瞬间开始计时，不计金属框重力求：(1)cd杆在磁场中运动的过程中，通过af杆的电流；(2)从开始计时到
6、金属框全部通过磁场的过程中，金属框所产生的总热量Q.图D999如图D910甲所示，弯折成90角的两根足够长金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成53角，右导轨平面与水平面成37角，两导轨相距L0.2 m，电阻不计质量均为m0.1 kg，电阻均为R0.1 的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为0.5，整个装置处于磁感应强度大小为B1.0 T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中从t0时刻开始，ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑从t1 s时刻开始，对ab杆施加一垂直ab杆且平行于右导轨平面向下的力F，使ab杆开始做匀加速直线
7、运动cd杆运动的vt图像如图乙所示(其中第1 s内图线为直线，倾斜虚线为图线在t2 s处的切线)若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.(1)求ab杆的初速度v1：(2)若第2 s内力F所做的功为9 J，求第2 s内cd杆所产生的焦耳热甲乙图D91045分钟单元能力训练卷(九)1D解析 由于带正电的粒子没有沿直径运动，所以它产生的磁场的磁感线穿过圆环时不能抵消，所以穿过圆环的磁通量开始时向外增加，然后向外减少，根据楞次定律，圆环中感应电流的方向先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，选项D正确2C解析 由楞次定律可知：只要线圈中电流增强，即
8、穿过N的磁通量增加，则N受排斥而向右运动；只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，则N受吸引而向左运动选项C正确3C解析 金属棒在导轨上下滑的过程中，受重力mg、支持力FN和安培力FIlB三个力的作用其中安培力F是磁场对棒ab切割磁感线所产生的感应电流的作用力，它的大小与棒的速度有关当金属棒下滑到稳定状态(匀速运动)时所受合外力为零，则有mgsin IlB.此过程小灯泡获得稳定的功率PI2R.由上两式可得P.要使灯泡的功率由P0变为2P0，根据上式讨论可得，题目所给的四个选项只有C是正确的4C解析 根据楞次定律，在金属框进入磁场的过程中，感应电流的方向为逆时针方向，切割的有效长度线性增大，排
9、除选项A、B；在出磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，切割的有效长度线性减小，排除D.5C解析 设正方形导线框的边长为L，电阻为R，则导线框切割磁感线的边长为L，运动距离为L，Wt，可知W与t成反比，W13W2，选项C正确6BC解析 选项A中线圈向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流；选项B中线圈向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电动势和感应电流；选项C中线圈绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化，必产生感应电动势和感应电流；选项D中线圈由于有个缺口，故不会产生感应电流，选项B、C正确7AC 解析 由图知线圈在t1时刻进入磁场做匀速运动，线圈的边长为Lacbdv1(t2
10、t1)，在0t3时间内，只有在t1t2时间内线圈产生热量，产生的热量为QmgLmgv1(t2t1)，又据平衡条件得：mg，联立解得Q，选项A正确；在t2t3时间内，线圈中cd切割磁感线，c、d两点之间的电势差不为零，选项B错误；在t3t4时间内，线圈出磁场，磁通量减少，由楞次定律知线圈中ab边电流的方向为从b流向a，选项C正确；在0t3时间内，通过线圈回路某截面的电荷量为q，选项D错误8(1)(2)解析 (1)cd杆切割磁感线产生的电动势EBLv此时的等效电路如图所示，则be、af并联，由闭合电路欧姆定律，通过干路bc的电流为I故通过af杆的电流Iaf.(2)无论是哪一根杆在磁场中运动，其他两
11、杆都是并联，故等效电路与上图相同，整个金属框产生的热量也相同因金属框匀速运动，切割磁感线产生的电能全部转化为内能，故cd杆在磁场中运动时，金属框产生的总热量为Q0IEtBLv因此，从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框所产生的总热量Q3Q0.9(1)1 m/s(2)3 J解析 (1)由题意第1 s内对cd杆：由图乙得：a14 m/s2由牛顿第二定律得：mgsin 53(mgcos 53FB1)ma1第1 s内对ab杆：EBLv1IFB1BLI解之得：v11 m/s(2)由题意得t2 s时cd杆的加速度a34 m/s2设2 s时ab杆速度为v2，对cd杆，由牛顿第二定律得：mgsin 53ma3解之得：v29 m/s第2 s内ab杆的位移：x2t5 m对ab杆由动能定理得：WFWGWfWBmvmv由题意得：WF9 JWGmgx2sin 37Wfmgx2cos 37WB2Qcd解之得：Qcd3 J
