1、河北定州中学2016-2017学年第一学期高二承智班物理周练试题（三）一、选择题1如图甲所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，质量为m，电阻为R。在水平外力的作用下，线框从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与线圈平面垂直，线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是A线框的加速度大小为B线框受到的水平外力的大小C0t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量为i1t1D0t3间内水平外力所做的功大于2如图所示，倾角为的粗糙斜面上静止放置着一个质量为m的闭合正方形线框abcd，它与
2、斜面间动摩擦因数为。线框边长为l，电阻为R。ab边紧靠宽度也为l的匀强磁场的下边界，磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上。将线框用细线通过光滑定滑轮与重物相连，重物的质量为M，如果将线框和重物由静止释放，线框刚要穿出磁场时恰好匀速运动。下列说法正确的是A线框刚开始运动时的加速度B线框匀速运动的速度C线框通过磁场过程中，克服摩擦力和安培力做的功等于线框机械能的减少量D线框通过磁场过程中，产生的焦耳热小于3如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L。现有一边长为的正方形线框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁场边缘，并以沿x轴正方
3、向的速度水平匀速地通过磁场区域，若以逆时针方向为电流正方向，下图中能反映线框中感应电流变化规律的图是 ( )4如图，光滑斜面PMNQ的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线框质量为m、电阻为R，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上，e f为磁场的边界，且e fMN线框在恒力F作用下从静止开始运动，其ab边始终保持与底边MN平行，沿斜面向上且与斜面平行已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是A线框进入磁场前的加速度为 B线框进入磁场时的速度为 C线框进入磁场时有abcd方向的感应电流 D线框进入磁场的过程中产生的热量为（F mgsi
4、n）l15如图所示，ab、cd是固定在竖直平面内的足够长的金属框架，bc段接有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，ef是一条不计电阻的金属杆，杆两端与ab和cd接触良好且能无摩擦下滑(不计空气阻力)，下滑时ef始终处于水平位置，整个装置处于方向垂直框面向里的匀强磁场中，ef从静止下滑，经过一段时间后闭合开关S，则在闭合开关S后（ ）Aef的加速度大小不可能大于gB无论何时闭合开关S，ef最终匀速运动时速度都相同C无论何时闭合开关S，ef最终匀速运动时电流的功率都相同Def匀速下滑时，减少的机械能大于电路消耗的电能6如图所示，带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈连接的导线abcd围成的区域内
5、有水平向里的变化磁场下图哪种变化的磁场可使铝框向右靠近（ ）7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向，如图1所示。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示。则以下说法正确的是( )A在时间05s内，I的最大值为0.1AB在第4s时刻，I的方向为逆时针方向C前2s内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01CD第3s内，线圈的发热功率最大8如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的等边三角形导线框架EFG，在t=0时恰好与磁场区域的边界
6、重合，现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内顺时针匀速转动，下列说法正确的是（ ）A0到时间内，感应电流方向为EFGE B0到时间内，感应电流方向为EGFEC0到时间内，平均感应电动势大小等于D0到时间内，平均感应电动势大小等于9如图所示，在边长为a的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的单匝正方形导线框架EFGH正好与上述磁场区域的边界重合，导线框的电阻为R现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内：EFGHA顺时针方向转动时，感应电流方向为EFGHEB平均感应电动势大小等于 C平均感应电动势大小等于D通过导
7、线框横截面的电荷量为10如图所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距L0.1 m，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，磁感应强度B10 T，质量m0.1 kg、电阻为R2 的金属杆ab接在两导轨间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下落过程中、始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长且电阻不计，取g10 m/s2，当下落h0.8 m时，开关S闭合若从开关S闭合时开始计时，则ab下滑的速度v随时间t变化的图象是图中的() 11如右图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处在y轴的右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边
8、界与线框的ab边刚好完全重合，下边界与x轴重合,右边界与y轴平行t0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿abcda的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的12一输入电压为220V，输出电压为36V的变压器副线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匣数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新饶了5匝线圈。如题图所示，然后将原来线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线数分别为 （ ）A1100,360 B.1100，180C2200,180 D
9、. 2200,36013如图所示，n=10匝的矩形闭合线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场方向OO轴匀速转动。转轴OO过AC边和BD边的中点。若从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系可以表示为=0.1cos(10t)（Wb），时间t的单位为s。已知矩形线圈的电阻为10 ( 取=3.14，2=9.86 ) ，则下列说法中正确的是A在任意l s时间内，线圈克服安培力所做的功为49.3JB任意1s时间内，线圈中电流方向改变20次C电流的有效值为3.14AD穿过线圈磁通量的最大值为0.1Wb14如图所示，宽度为d的有界匀强磁场竖直向下穿过光滑的水平桌面，一质量为m的椭圆形导体框平放在桌
10、面上，椭圆的长轴平行磁场边界，短轴小于d。现给导体框一个初速度v0(v0垂直磁场边界)，已知导体框全部在磁场中的速度为v，导体框全部出磁场后的速度为v1；导体框进入磁场过程中产生的焦耳热为Q1，导体框离开磁场过程中产生的焦耳热为Q2。下列说法正确的是A导体框离开磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向B导体框进出磁场都是做匀变速直线运动CQ1 Q2DQ1 + Q2=m(v02-v12)15如图所示，EFGH为边长为L的正方形金属线框，线框对角线EG和y轴重合、顶点E位于坐标原点O处。在y轴右侧的第I象限一定范围内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场下边界与x轴重合，上边界为直线0A且与线框的EH边重
11、合。从t=0时刻起，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界0A的方向穿过磁场区域。取线框中感应电流沿逆时针方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间/变化的图线是图乙中的（ ）第II卷非选择题本卷包括11小题，共180分16如图所示，ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF面与水平面成角。两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，两金属细杆的电阻均为R，导轨电阻不计。当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时
12、，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是 A回路中的电流强度为Bab杆所受摩擦力为mgsinCcd杆所受摩擦力为D与v1大小的关系为17下列说法正确的是A当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反18一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内
13、，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（A） （B）1 （C）2 （D）419如右图正方形线框abcd长为L,每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度转动，c、d两点与外电路相连、外电路电阻也为r。则下列说法中正确的是（）AS断开时，电压表读数为B。S断开时，电压表读数为CS闭合时，电流表读数为DS闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的电量为20如图5所示的装置中，若光滑金属导轨上的金属杆ab向右发生移动，其原因可能是A突然将S闭合B突然将S断开CS闭合，增大R的阻值DS闭合，减小R的阻值二、计算题21（2014盐城三模）如图
14、所示，两根电阻忽略不计、互相平行的光滑金属导轨竖直放置，相距L=1m，在水平虚线间有与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，磁场区域的高度d=1m，导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=1；导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=1.5它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，b匀速穿过磁场区域，且当b刚穿出磁场时a正好进入磁场，重力加速度g=10m/s2，不计a、b棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：（1）b棒穿过磁场区域过程中克服安培力所做的功；（2）a棒刚进入磁场时两端的电势差；（3）保持a棒以进入时的加速度做匀变速运动，对a
15、棒施加的外力随时间的变化关系22如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L，处于竖直向下的磁场中整个磁场由n个宽度皆为x0的条形匀强磁场区域1、2、n组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为B、2B、3B、nB，两导轨左端MP间接入电阻R，一质量为m的金属棒ab垂直于MN、PQ放在水平导轨上，与导轨电接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。对导体棒ab施加水平向右的力，使其从图示位置开始运动并穿过n个磁场区，求导体棒穿越磁场区1的过程中通过电阻R的电荷量q；对导体棒ab施加水平向右的恒力F0，让它从磁场区1左侧边界处开始运动，当向右运动距时做匀速运动，求棒通过磁场区1所用
16、的时间t；对导体棒ab施加水平向右的拉力，让它从距离磁场区1左侧x= x0的位置由静止开始做匀加速运动，当棒ab进入磁场区1时开始做匀速运动，此后在不同的磁场区施加不同的拉力，使棒ab保持做匀速运动穿过整个磁场区，求棒ab通过第i磁场区时的水平拉力Fi和棒ab在穿过整个磁场区过程中回路产生的电热Q。23（20分）如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成=53角，导轨间接一阻值为3的电阻R，导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0. 5m。导体棒a的质量为m1=0.1kg、电阻为R1=6；导体棒b的质量为m2=0.2kg、电阻为R
17、2=3，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场。（sin530.8，cos530.6，g取10m/s2，a、b电流间的相互作用不计），求：（1）在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；（2）在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；（3）M、N两点之间的距离。24（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l，在运动过
18、程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触。磁场的磁感应强度为B。a. 请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN中的感应电动势E；b. 在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E。（2）为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程，现构建如下情景：如图2所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，一内壁光滑长为l的绝缘细管MN，沿纸面以速度v向右做匀速运动。在管的N端固定一个电量为q的带正电小球（可看做质点）。某时刻将小球释放，小球将会沿管运动。已知磁感应强度大小为B，小球的重力可忽略。在小球沿管从
19、N运动到M的过程中，求小球所受各力分别对小球做的功。参考答案1D 2BD 3C 4ABC 5BC 6B 7BC 8AC 9BD 10D. 11A 12B 13A 14ACD 15C 16C 17AC 18B 19BD 20AD21（1）b棒穿过磁场区域过程中克服安培力所做的功为1J；（2）a棒刚进入磁场时两端的电势差为3.3V；（3）保持a棒以进入时的加速度做匀变速运动，对a棒施加的外力随时间的变化关系为F=0.45t1.1解：（1）b棒穿过磁场做匀速运动，安培力等于重力，则有：BI1L=mbg，克服安培力做功为：W=BI1Ld=mbgd=0.1101=1J（2）b棒在磁场中匀速运动的速度为v
20、1，重力和安培力平衡，根据平衡条件，结合闭合电路欧姆定律得：=mbg,vb=10m/s，b棒在磁场中匀速运动的时间为t1，d=vbt1，t1=0.1s,a、b都在磁场外运动时，速度总是相等的，b棒进入磁场后，a棒继续加速t1时间而进入磁场，a棒进入磁场的速度为va，va=vb+gt1=10+100.1=11m/s.电动势为：E=BLva=0.5111=5.5V,a棒两端的电势差即为路端电压为：U=3.3V.（3）a棒刚进入磁场时的加速度为a，根据牛顿第二定律得：magBI2L=maa,a=g=g=10=4.5m/s2，要保持加速度不变，加外力F，根据牛顿第二定律得：F+magBIL=maa得：
21、F=t=t=0.45t1.1.答：（1）b棒穿过磁场区域过程中克服安培力所做的功为1J；（2）a棒刚进入磁场时两端的电势差为3.3V；（3）保持a棒以进入时的加速度做匀变速运动，对a棒施加的外力随时间的变化关系为F=0.45t1.122 ；解: 电路中产生的感应电动势。通过电阻的电荷量。导体棒穿过1区过程。解得（2）棒匀速运动的速度为v，则设棒在前x0/2距离运动的时间为t1，则由动量定律：F0 t1-BqL=mv；解得：设棒在后x0/2匀速运动的时间为t2，则所以棒通过区域1所用的总时间：（3）进入1区时拉力为，速度，则有。解得；。进入i区时的拉力。导体棒以后通过每区都以速度做匀速运动，由功
22、能关系有解得。23（1） （2）1.2J （3）解：（1）由题意知，当b在磁场中运动的过程中，a与电阻R并联，然后与b串联，故a、b中电流，再根据Q=I2Rt，可求产生的热量之比（2）设整个过程中装置上产生的热量为Q，由，可解得Q=1.2J（3）设a进入磁场的速度大小为v1，此时电路中的总电阻R总1=7.5b进入磁场的速度大小为v2，此时电路中的总电阻R总2=5由和，可得又由，解得，M、N两点之间的距离24解：（1）如图1所示，在一小段时间Dt内，金属棒MN的位移 （2分）这个过程中线框的面积的变化量 （1分）穿过闭合电路的磁通量的变化量 （1分）根据法拉第电磁感应定律 （1分）解得 （1分）
23、如图2所示，棒向右运动时，电子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛伦兹力，f即非静电力（2分）在f的作用下，电子从M移动到N的过程中，非静电力做功 （2分）根据电动势定义 （1分）解得 （1分）（2）小球随管向右运动的同时还沿管向上运动，其速度如图3所示。小球所受洛伦兹力f合如图4所示。将f合正交分解如图5所示。 （2分）小球除受到洛伦兹力f合外，还受到管对它向右的支持力F，如图6所示。洛伦兹力f合不做功 （2分）沿管方向，洛伦兹力f做正功 垂直管方向，洛伦兹力是变力，做负功 （2分）由于小球在水平方向做匀速运动，则 （1分）因此，管的支持力F对小球做正功 （1分）说明：用其它方法计算管的支持力F对小球所做功，只要过程、结果正确，可得4分。版权所有：高考资源网()
