河北省大名县一中2020学年高二物理上学期17周周测试题

河北省大名县一中2020学年高二物理上学期17周周测试题

河北省大名县一中2020学年高二物理上学期17周周测试题 ‎ 一、单选题 ‎1.如图所示，平行光滑导轨MM′、NN′水平放置，固定在竖直向下的匀强磁场中．导体滑线AB、CD横放其上静止，形成一个闭合电路，当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力方向分别为(　　)‎ A． 电流方向沿ABCD；受力方向向右 B． 电流方向沿ABCD；受力方向向左 C． 电流方向沿ADCB；受力方向向右 D． 电流方向沿ADCB；受力方向向左 ‎2.如图所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下．从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止，则F(　　)‎ A． 方向向右，且为恒力 B． 方向向右，且为变力 C． 方向向左，且为变力 D． 方向向左，且为恒力 ‎3.磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈．当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E－t关系如图所示．如果只将刷卡速度改为，线圈中的E－t关系图可能是(　　)‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎4.如图所示，是用导线做成的圆形回路与一直导线构成的几种位置组合，下列组合中，切断直导线中的电流时，穿过闭合回路中磁通量变化的是(图①②③中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图④中直导线与圆形线圈平面垂直，并与其中心轴重合)(　　)‎ A． ①② B． ②③ C． ③④ D． ②④‎ ‎5.如图所示，空间分布着宽为L，方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域．规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图象(i－x)正确的是：(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎6.面积为2.0×10－2m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为4.0×10－2T的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是(　　)‎ A． 8.0×10－4Wb B． 4.0×10－2Wb C． 10－4Wb D． 10－3Wb ‎7.材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上，并与导轨垂直，如图所示，匀强磁场方向垂直导轨平面向内．外力使导线水平向右做匀速运动，且每次运动的速率相同，已知三根导线在导轨间的长度关系是Lab＜Lcd＜Lef，则(　　)‎ A．Lef最大，所以ef产生的感应电动势最大 B．Lef最大，所以ef中的感应电流最小 C． 因三根导线切割磁感线的有效长度相同，故它们产生的感应电流相同 D． 忽略导体内能变化，三根导线每秒产生的热量相同 ‎8.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平行，则在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是(　　)‎ A． 线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动 B． 线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动 C． 线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动 D． 线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动 ‎9.如图所示，质量为m、高为h的矩形导线框在竖直面内自由下落，其上下两边始终保持水平，途中恰好匀速穿过一有理想边界、高亦为h 的匀强磁场区域，线框在此过程中产生的内能为(　　)‎ A．mgh B． 2mgh C． 大于mgh而小于2mgh D． 大于2mgh ‎10.如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t＝0时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示)，在t1～t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是(　　)‎ A． 线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 B． 线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 C． 线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 D． 线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 ‎11.如图所示，在水平木制桌面上平放一个铜制的圆环，在它上方近处有一个N极朝下的条形磁铁，铜环始终静止．关于铜环对桌面的压力F和铜环重力G的大小关系，下列说法中正确的是(　　)‎ A． 当条形磁铁靠近铜环时，FG ‎12.如图所示，MN、PQ为两条平行放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒AB 斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为l，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为(　　)‎ A．I＝ B．I＝ C．I＝ D．I＝‎ 二、多选题 ‎13.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如图所示，则(　　)‎ A． 在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 B． 在t＝1×10－2s时刻，感应电动势最大 C． 在t＝2×10－2s时刻，感应电动势为零 D． 在0～2×10－2s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零 ‎14. 在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图．PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线(Ⅰ)位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的如图(Ⅱ)位置时，线框的速度为，则下列说法正确的是(　　)‎ A． 图(Ⅱ)时线框中的电功率为 B． 此过程中回路产生的电能为mv2‎ C． 图(Ⅱ)时线框的加速度为 D． 此过程中通过线框横截面的电荷量为 ‎15. 如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有(　　)‎ A． 增加线圈的匝数 B． 提高交流电源的频率 C． 将金属杯换为瓷杯 D． 取走线圈中的铁芯 ‎16. 两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心轴转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则(　　)‎ A．A可能带正电且转速减小 B．A可能带正电且转速增大 C．A可能带负电且转速减小 D．A可能带负电且转速增大 ‎17. 如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中．若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度 A． 方向向下并减小 B． 方向向下并增大 C． 方向向上并增大 D． 方向向上并减小 三.解答题 ‎18．如图所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距l＝0.5 m，导轨左端连接一个R＝0.2 Ω的电阻和一个理想电流表A，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感应强度B＝1 T的有界匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．一根质量为m＝0.4 kg、电阻为r＝0.05 Ω的金属棒与磁场的左边界cd重合．现对金属棒施加一水平向右、F＝0.4 N的恒定拉力，使棒从静止开始向右运动，已知在金属棒离开磁场右边界ef前电流表的示数已保持稳定．‎ ‎(1)求金属棒离开磁场右边界ef时的速度大小．‎ ‎(2)当拉力F的功率为0.08 W时，求金属棒的加速度．‎ ‎19.如图所示，足够长的U形框架宽度是L＝0.5 m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ＝37°角，磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m＝0.2 kg，有效电阻R＝2 Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ＝0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒横截面的电荷量为Q＝2 C．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：‎ ‎(1)导体棒匀速运动的速度．‎ ‎(2)导体棒从静止开始下滑到刚开始匀速运动，这一过程中导体棒的有效电阻消耗的电功．‎ 答案解析 ‎1.【答案】C ‎【解析】由右手定则知AB中感应电流方向由B→A，CD中电流方向由D→C，由左手定则可判定CD受到向右的安培力．‎ ‎2.【答案】C ‎【解析】由E＝nS可知，因磁感应强度均匀减小，感应电动势E恒定，由F安＝BIL，I＝可知，ab棒受的安培力随B的减小，均匀变小，由外力F＝F安可知，外力F也均匀减少，为变力，由左手定则可判断F安水平向右，所以外力F水平向左．C正确．‎ ‎3.【答案】D ‎【解析】由公式E＝Blv可知，当刷卡速度减半时，线圈中的感应电动势最大值减半，且刷卡所用时间加倍，故正确选项为D.‎ ‎4.【答案】B ‎【解析】通电直导线周围空间的磁场是非匀强磁场，磁感线是在垂直于导线的平面内以导线为中心的同心圆，离导线越远，磁感应强度越弱，所以①中磁通量、④中磁通量一直为零，②中既有向里的磁通量，也有向外的磁通量，但直导线中有电流时，总磁通量不为零，切断直导线中电流时，磁通量变为零．③中线圈有向外的磁通量，切断直导线中电流时，磁通量变为零．故B正确．‎ ‎5.【答案】B ‎6.【答案】A ‎【解析】当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量有Φ＝BS＝2.0×10－2×4.0×10－2Wb＝8.0×10－4Wb，故选A.‎ ‎7.【答案】B ‎【解析】三根导体的切割磁感线等效长度相同，ef的电阻最大，所以电流做小，B对．‎ ‎8.【答案】C ‎【解析】‎ 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A、B、D三种情况线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流．C中线框转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确．‎ ‎9.【答案】B ‎【解析】因线框匀速穿过磁场，在穿过磁场的过程中合外力做功为零，克服安培力做功为2mgh，产生的内能亦为2mgh.故选B.‎ ‎10.【答案】A ‎【解析】t1～t2时间内，线圈A中的电流方向为逆时针，根据安培定则可知在线圈A内部产生的磁场方向向外，线圈外部产生的磁场方向向里，线圈B的总磁通量是穿出的．由于线圈A中的电流增加，故穿过线圈B的磁通量增加，根据楞次定律，在线圈B中将产生顺时针方向的感应电流，并且线圈B有扩张的趋势，故A对，B、C、D错．‎ ‎11.【答案】B ‎【解析】由楞次定律可知，条形磁铁靠近时，相互排斥，远离时相互吸引，B对．‎ ‎12.【答案】B ‎【解析】l垂直于v的长度lsinθ为有效切割长度，所以E＝Blvsin 60°＝Blv，由欧姆定律I＝得I＝.故选B.‎ ‎13.【答案】BC ‎【解析】由法拉第电磁感应定律知E∝，故t＝0及t＝2×10－2s时刻，E＝0，A错，C对．t＝1×10－2s，E最大，B对.0～2×10－2s，ΔΦ≠0，E≠0，D错．‎ ‎14.【答案】AB ‎【解析】回路中产生感应电动势为E＝2Ba感应电流为I＝＝，此时线框中的电功率P＝I2R＝，故A正确．根据能量守恒定律得到，此过程回路产生的电能为Q＝mv2－‎ m()2＝mv2，故B正确．左右两边所受安培力大小为F＝BIa＝，则加速度为 a＝＝，故C错误．此过程通过线框横截面的电荷量为q＝＝，故D错误．‎ 故选A、B.‎ ‎15.【答案】AB ‎【解析】当线圈中通以交变电流时，在金属杯中将产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E＝n，因此增加线圈的匝数可以提高感应电动势，感应电流的功率增大，使杯内的水沸腾所需的时间缩短，提高交流电源的频率，磁通量变化率变大，感应电动势变大，感应电流的功率增大，故选项A、B正确；取走线圈中的铁芯则使得线圈周围的磁场变弱，磁通量减小，磁通量变化率亦减小，感应电动势变小，从而使杯内的水沸腾所需的时间反而变长，故选项D错误；将金属杯换为瓷杯后，由于陶瓷不是导体，因此瓷杯中不能产生感应电流，无法给水加热，故选项C错误．‎ ‎16.【答案】BC ‎【解析】选取A环研究，若A环带正电，且转速增大，则使穿过环面的磁通量向里增加，由楞次定律知，B环中感应电流的磁场方向向外，故B正确，A错误；若A环带负电，且转速增大，则使穿过环面的磁通量向外增加，由楞次定律知，B环中感应电流的磁场方向向里，B环中感应电流的方向应为顺时针方向，故D错误，C正确．故选B、C.‎ ‎17.【答案】AD ‎【解析】因磁场变化，发生电磁感应现象，杆ab中有感应电流产生，而使杆ab受到磁场力的作用，并发生向右运动．ab向右运动，使得闭合回路中磁通量有增加的趋势，说明原磁场的磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关．故A、D正确，B、C错误．‎ ‎18：(1)由题意可知，当金属棒离开右边界ef时已达到最大速度vmax，有E＝Blvmax，I＝，F安＝BIl，F安＝F，代入数据得vmax＝0.4 m/s.‎ ‎(2)当力F的功率为0.08 W时，金属棒的速度v＝＝0.2 m/s F－F′安＝ma，即F－＝ma 代入数据得a＝0.5 m/s2，方向向右．‎ 答案：(1)0.4 m/s　(2)0.5 m/s2　方向向右 ‎19.【答案】(1)5 m/s　(2)1.5 J ‎【解析】‎ ‎(1)导体棒受力如图，匀速下滑时有 平行斜面方向：mgsinθ－Ff－F＝0‎ 垂直斜面方向：FN－mgcosθ＝0‎ 其中Ff＝μFN 安培力F＝BIL 电流强度I＝‎ 感应电动势E＝BLv 由以上各式得v＝5 m/s.‎ ‎(2)通过导体棒横截面的电荷量Q＝Δt 其中平均电流＝＝‎ 设导体棒下滑位移为x，则ΔΦ＝BxL 由以上各式得x＝＝m＝10 m 全程由动能定理得 mgxsinθ－W安－μmgcosθ·x＝mv2‎ 其中克服安培力做功W安等于电功W 则W＝mgx·sinθ－μmgxcosθ－mv2‎ ‎＝(12－8－2.5) J＝1.5 J.‎