吉林省通榆县第一中学 2020—2021 学年高二上学期物理选择性必修第二册第二章 大小均为 B 、方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨所在平面。金属棒 ab 垂直放 电磁感应 2.2 法拉第电磁感应定律 在导轨上，棒和导轨的电阻均不计。金属棒在水平恒力 F 的作用下，从虚线左侧向右运动， 一、单选题（本大题共 7 小题，每小题 4 分,共 28 分） 在左侧区域中恰好以速度 v 做匀速运动，则 ¿ ¿ 1. 如图所示， MN 、 PQ 是间距为 L 的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为 B 、 A. 金属棒在虚线左侧运动时通过金属棒的电流方向从 a 到 方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中， M 、 P 间接有一阻值为 R 的电阻 . 一 根与导轨接触良好、有效阻值为 b R 的金属棒 ab 垂直导轨放置， 2 B. 金属棒在虚线右侧运动时通过电阻的电流为 并在水平外力 F 作用下以速度 v 向右匀速运动，不计导轨电阻， A. 通过电阻 R 的电流方向为 P→ R → M D. 金属棒在虚线右侧先做减速运动，最后以 B. a 端电势比 b 端高 5. D. 外力 F 做的功等于电阻 R 产生的焦耳热 2. 如图所示，边长为 L 、电阻值为 R 的正方形线圈 abcd 处于磁感应强度为 B 的匀 A. 线圈中感应电流的大小为 好能架在金属框架上并以 10 m/s 的速度向右滑动，导体棒 AB 与金属框架始终垂直且接触良好。磁场方向垂直金属框架 2 平面向外，电阻 R1=R2 =18 Ω ，导体棒 AB 的电阻 A. 感应电动势的大小为 1V 3 B L v R C. 外力对线圈做的功为 B 2 L3 v R B. 导体棒 AB 上的电流方向从 B 到 A 2 D. 移动线圈的外力的功率为 C. 电路的总电阻为 19 Ω 如下图甲所示， 100 匝的线圈两端 A ， B 与一个理想电压 表相连。线圈内有垂直指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量按图乙 所示规律变化，则电压表的读数应该是 () A. 25 V B. 50 V C. 75 V D. 100 V 4. 如图所示，在水平面内平行放置的光滑金属导轨 MM ’ 和 NN ’ 的左端接有阻值为 R 的电阻，导轨间距为 d ，导轨间虚线左、右两侧分别有磁感应强度 6. ) BLv R B. 线圈中产生的热量为 R3=1 Ω ，其他电阻不计。下列说法正确的是 3. v 的速度做匀速运动 2 强磁场中，将线圈以速度 v 匀速拉出磁场的过程中，下列结论不正确的是( 如图所示，在磁感应强度大小为 0.5 T 的匀强磁场中，有长为 0.4 m 的导体棒 AB 恰 D. 通过导体棒 AB 的电流是 0.2 A 2 Bdv R B2 d 2 v R C. 水平恒力 F 的大小为 则 () C. a 、 b 两点间电压为 BLv ¿ 2 B L v R 如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一平行板电容器 C 和一电阻 R ，导体棒 MN 放在导轨上且与导轨接触良好，导体棒 MN 的电阻为 r ，其余部分电阻不计。 整个装置放于垂直于导轨平面的磁场中，磁感应强度 B 随时间 t 的变化情况如图乙所示 ¿ 垂直导轨平面向外为 t=0 时的磁感应强度 B 的方向 ¿ ，导体棒 MN 始终保 ¿ 持静止。则在 0 ～t 2 时间内( ) A. 导体棒 MN 所受安培力的大小始终不变 C. 第二次进入与第一次进入时线圈中产生的热量之比为 1 ： 3 B. 导体棒 MN 两端的电势差先增大后减小 D. 第二次进入与第一次进入时通过线圈中某一横截面的电荷量之比为 1 ： 3 C. 电容器 C 所带的电荷量先减小后增大 9. 如图所示，在光滑水平的平行导轨 MN 、 HG 左端接一阻值为 D. 流经电阻 R 的电流始终不变 7. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框 abcd 置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平 面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向 ¿ ¿ 向上、 向下、向左、向右 ¿ 分别平移出磁场，如图所示，则线框移出磁场的整个过程中下列说法 不正确的是 ¿ ¿ R ¿ 的电阻 R ¿ 导 0 2 轨电阻不计 ¿ ，两轨道之间有垂直纸面向里的匀强磁场。 一电阻也为 R 的金属杆，垂直两导轨放在轨道上。现让 2 金属杆在外力作用下分别以速度 v 1 、 v 2 由图中位置 1 匀速运动到位置 2 ，两次运动过程中杆与导轨接触 ¿ 良好，若两次运动的速度之比为 v 1 :v 2=1 :2 ，则在这两次运动中下列说法正确的是 () A. R0 两端的电压之比为 U 1 :U 2=1:2 B. 回路中产生的总热量之比 Q1 :Q2=1: 4 C. 外力的功率之比 P1 : P2=1 :2 D. 通过导体横截面的电荷量 q1 :q 2=1:1 10. 如图所示，一“ U ”形光滑导轨与水平面成 θ 角倾斜放置，整个装置处在垂直于导轨平面 A. 四种情况下流过 ab 边的电流的方向都相同 向上的匀强磁场中，现长度等于导轨宽度的导体棒在平行于导轨向下的拉力 F 作用下，由 B. 四种情况下 ab 两端的电势差都相等 静止开始沿导轨向下做匀加速运动，其加速度 a> g sin θ ，导体棒与 C. 四种情况下流过线框的电量都相等 导轨始终接触良好。用 t 表示导体棒下滑的时间，则到达导轨底端前 D. 四种情况下磁场力对线框做的功率都相等 二、多选题（本大题共 3 小题，每小题 6 分,选不全 3 分,共 18 分） 8. ¿ 多选 ¿ 如图所示，在光滑绝缘水平面上有一单匝线圈 ¿ ABCD ，在水平外力作用下以大小为 v 的速度向右匀 速进入竖直向上的匀强磁场，第二次以大小为 v 的速度 3 向右匀速进入该匀强磁场，则下列说法正确的是( ) 拉力 F 、安培力 F安 、通过导体棒任意截面的电量 q 以及定值 电阻 R 上消耗的功率 P 与 t 或 t 2 之间的关系图象正确的是 ¿ ¿ A. ¿ B. C. A. 第二次进入与第一次进入时线圈中的电流之比为 1 ： 3 B. 第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比为 1 ： 3 三、填空题（本大题共 2 小题，共 14 分） D. 14. 如图所示， MN 和 PQ 为固定在水平面上的平行光滑金属轨 11. (8 分)法拉第发明了世界上第一台发电机。如图所示，圆形金属 盘安置在电磁铁的两个磁极之间，两电刷 M 、 N 分别与盘 道，轨道间距为 0.2 m 。质量为 0.1 kg 的金属杆 ab 置于 的边缘和中心点接触良好，且与灵敏电流计相连。金属盘绕中心 轨道上，与轨道垂直。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中， 轴沿图示方向转动，则 磁感应强度 B=0.5 T ，在平行于导轨的拉力 F 作用下，导 体棒沿导轨向右匀速运动，速度 v =10 m/ s 。电路中除了电阻 (1) 电刷 M 的电势________ ¿¿ 填“高于”或“低于” ¿ 电 R=0.04 Ω 之外， ab 杆的电阻 r=0.01 Ω ，其余电阻不计。求： 刷 N 的电势； (2) 若只将电刷 M 移近 N ，灵敏流计的示数________ ¿¿ 填“变大”或“变小” ¿ ； (3) 若只提高金属盘转速，灵敏电流计的示数________ ¿¿ 填“变大”或“变小” ¿ ； (1) 感应电动势的大小； (2) 判断流过电阻 R 的电流方向并计算电流的大小； (3)ab 杆两端的电压及外力 F 的大小。 (4 ) 若只将变阻器滑片向左滑动，灵敏电流计的示数________ ¿¿ 填“变大”或“变小” ¿ 。 12. (6 分)如下图甲所示，环形线圈的匝数 n=1000 ，它的两个端点 a 和 b 间接有一理想 电压表，线圈内磁感应强度 B 的变化规律如图乙所 示， 线圈面积 S=100 c m 2 ，则 ❑Uab =¿ ________， 电压 15. 如图所示，两根平行且光滑的金属轨道固定在斜面上，斜面与水平面之间的夹角 α =53 ° ， 表示数为________ V ． 四、计算题（本大题共 4 小题，每小题各 10 分,共 40 分） 13. 如图甲所示，一个电阻值为 r=5 Ω ，匝数为 n=30 的圆形金属线圈与阻值为 R=10 Ω 的电阻连接成图甲所示闭合电路。圆形线圈内存在垂直于线圈平面向里的磁场， 线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。导线的电阻不计。求： 轨道上端接一只阻值为 R=0.4 Ω 的电阻器，在导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场， 磁场的磁感应强度 B=0.5 T ，两轨道之间的距离为 L=40 cm ，且轨道足够长，电阻不 计．现将一质量为 m=3 g ，有效电阻为 r=1.0 Ω 的金属杆 ab 放在轨道上，且与两 轨道垂直，然后由静止释放，求： (1) 金属杆 ab 下滑过程中可达到的最大速率； (1) 金属线圈中产生的感应电动势 E ； (2) 金属杆 ab 达到最大速率以后，电阻器 R 每秒内产生的电 热． (2)0 ～ 2 s 时间内电阻 R 两端的电压 U 及电阻 R 上产 生的热量 Q ； (3)0 ～ 2 s 时间内通过电阻 R 的电量 q 。 16. 如图 ¿¿ 俯视图 ¿ ，虚线右侧有竖直向下的磁感应强度为 B=0.5 T 的匀强磁场，边长 为 L=0.4 m ，质量为 m=0.5 kg 的正方形导线框起初静止在光滑水平地面上。从 t=0 时刻起，用水平恒力 F 向右拉线框从图示位置开始运动，此后线框运动的 v −t D.通过 AB 的电流 I = 图像如图所示。求： E 2 = A=0.2 A ，故 D 正确； R 10 故选 D。 (1) 恒力 F 的大小； 3.【答案】 B 4.【答案】 C (2) 线框进入磁场过程中感应电流的大小； 解析 A.根据右手定则可以判断金属棒在虚线左侧运动时通过金属棒的电流方向从 b 到 a ，故 A 错误； (3) 线框进入磁场过程中线框产生的热量。 C.导体棒在水平恒力作用下在左磁场中匀速直线运动， F=F A ， F A =BId ，又导体棒切割 磁感线运动时产生的电动势为 E=Bdv ，根据闭合电路欧姆定律有： I = 2.2 法拉第电磁感应定律 参考答案 F= 1.【答案】 B 解析 A、根据右手定则可知： ab 中产生的感应电流方向为 b → a ，则通过电阻 R 的电流 方向为 M → R → P