物理卷·2018届河北省保定市定州中学高二上学期第一次月考物理试卷（解析版）

物理卷·2018届河北省保定市定州中学高二上学期第一次月考物理试卷（解析版）

2016-2017 学年河北省保定市定州中学高二（上）第一次月考物 理试卷 一．选择题（本大题共 30 小题，每小题 4 分，共 40 分） 1．图中为地磁场磁感线的示意图，在南半球地磁场的竖直分量向上，飞机在南 半球上空匀速飞行，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机 翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为 U1，右方机翼末端处的电势 为 U2（ ） A．若飞机从西往东飞，U1 比 U2 高 B．若飞机从东往西飞，U2 比 U1 高 C．若飞机从南往北飞，U1 比 U2 高 D．若飞机从北往南飞，U2 比 U1 高 2．如图所示，虚线范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场，宽度为 L．一个边长 也为 L 的正方形闭合导线框在竖直面内，下底边恰好位于磁场上边界．将导线框 由静止释放后开始做加速运动；当其下底边到达磁场下边界时，导线框刚好开始 做匀速运动，直到导线框完全离开磁场．关于以上两个阶段中的能量转化情况， 下列说法正确的是（ ） A．第一阶段导线框重力势能的减少量等于其动能的增加量 B．第一阶段导线框机械能的减少量大于导线框内产生的电热 C．第一阶段导线框内产生的电热小于第二阶段导线框内产生的电热 D．第一阶段导线框机械能的减少量大于第二阶段导线框机械能的减少量 3．如图所示的 4 种情况中，磁场的磁感应强度都是 B，导体的长度 l 和运动速度 v 的大小都相同．产生感应电动势最小的是（ ） A． B． C． D． 4．某部小说中描述一种窃听电话：窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其 中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线是绝 缘的，如图所示．下列说法正确的是（ ） A．不能窃听到电话，因为电话线中电流太小 B．不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通 C．可以窃听到电话，因为电话中的电流是恒定电流，在耳机电路中引起感应电 流 D．可以窃听到电话，因为电话中的电流是交变电流，在耳机电路中引起感应电 流 5．如图所示，有一匝接在电容器 C 两端的圆形导线回路，垂直于回路平面以内 存在着向里的匀强磁场 B，已知圆的半径 r=5cm，电容 C=20μF，当磁场 B 以 4× 10﹣2T/s 的变化率均匀增加时，则（ ） A．电容器 a 板带正电，电荷量为 2π×10﹣9C B．电容器 a 板带负电，电荷量为 2π×10﹣9C C．电容器 b 板带正电，电荷量为 4π×10﹣9C D．电容器 b 板带负电，电荷量为 4π×10﹣9C 6．下列现象中，属于电磁感应现象的是（ ） A．变化的磁场使闭合电路产生感应电流 B．磁场对电流产生力的作用 C．插入通电螺线管中的软铁棒被磁化 D．电流周围产生磁场 7．如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一材料相同、粗细均匀的 正方形导体框 abcd．现将导体框先后朝两个方向以 v、3v 速度匀速拉出磁场， 则导体框在上述两过程中，下列说法正确的是（ ） A．导体框中产生的感应电流方向相同 B．通过导体框截面的电量相同 C．导体框中产生的焦耳热相同 D．导体框 cd 边两端电势差大小相同 8．如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属导轨，上端接有可变电阻 R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为 B，一根质 量为 m 的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会 趋近于一个最大速度 vm，则（ ） A．如果 B 增大，vm 将变大 B．如果α变大，vm 将变大 C．如果 R 变大，vm 将变大 D．如果 m 变小，vm 将变大 9．如图所示，导线框 abcd 与固定直导线 AB 在同一平面内，直导线 AB 中通有 恒定电流 I，当线框由图示位置向右匀速运动的过程中（ ） A．线圈中的感应电流方向是 abcda B．线圈中的感应电流方向是 dcbad C．线圈中的感应电流大小不变 D．线圈中的感应电流大小逐渐减小 10．如图所示，LOO′L′为一折线，它所形成的两个角∠LOO′和∠OO′L′均为 45°．折 线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里．一边长为 l 的正方形导线框沿 垂直于 OO′的方向以速度 v 做竖直向上的匀速直线运动，在 t=0 时刻恰好位于图 中所示位置．以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确 表示电流﹣时间（I﹣t）关系的是（时间以 为单位）（ ） A． B． C ． D． 11．长度和粗细均相同，材料不同的两根导线，分别先后在 U 形导轨上以同样 的速度在同一匀强磁场中做切割磁感线运动，导轨电阻不计．则两导线（ ） A．产生相同的感应电动势 B．产生的感应电流与两者的电阻率成正比 C．产生的电流功率与两者电阻率成正比 D．两者受到相同的磁场力 12．如图所示，平行导轨间距为 d，一端跨接一个电阻 R，匀强磁场的磁感应强 度为 B．方向垂直于平行金属导轨所在平面．一根金属棒与导轨成θ角放置，金 属棒与导轨的电阻均不计．当金属棒垂直于棒的方向以恒定的速度υ在金属导轨 上滑行时，通过电阻 R 的电流是（ ） A． B． C ． D． 13．在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度沿与杆垂直的 方向抛出，设棒在运动过程中不发生转动，空气阻力不计，则金属棒在做平抛运 动过程中产生的感应电动势（ ） A．越来越大 B．越来越小 C．保持不变 D．无法判断 14．对于声波、无线电波和光波，下列说法中正确的是（ ） A．它们都是横波 B．它们都能在真空中传播 C．它们都能发生干涉和衍射 D．它们的本质相同 15．如图为远距离输电的电路原理图，变压器均为理想变压器并标示了电压和电 流，其中输电线总电阻为 R，则（ ） A．I2= B．I2＜ C．用户得到的电功率与电厂输出的电功率相等 D．用户得到的交变电流的频率与电厂输出交变电流的频率相等 16．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向里的匀强 磁场 B 中．质量为 m、带电量为+q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑．对滑块下 滑的过程，下列判断正确的是（ ） A．滑块受到的洛仑兹力方向垂直斜面向上 B．滑块受到的摩擦力大小不变 C．滑块一定不能到达斜面底端 D．滑块到达地面时的动能与 B 的大小有关 17．如图所示，一个“∠”型导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为 B 的匀强磁场中， ab 是与导轨材料、横截面积均相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好．在外力 作用下，导体棒以恒定速度 v 向右运动，以导体棒在图中所示位置的时刻作为计 时起点，则回路中的（ ） A．感应电动势保持不变 B．感应电动势逐渐增大 C．感应电流保持不变 D．感应电流逐渐增大 18．下列实验现象，属于反映电流能产生磁场的现象是（ ） A． 导线通电后，其下方的小磁针偏转 B． 通电导线 AB 在磁场中运动 C． 金属杆切断磁感线时，电流表指针偏转 D． 通电线圈在磁场中转动 19．在图中除导体棒 ab 可动外，其余部分均固定不动，（a）图中的电容器 C 原 来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦 也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀 强磁场中，导轨足够长，今给导体棒 ab 一个向右的初速度 v0，导体棒的最终运 动状态是（ ） A．三种情况下，导体棒 ab 最终都是匀速运动 B．图（a）、（c）中 ab 棒最终将以不同的速度做匀速运动；图（b）中 ab 棒最终 静止 C．图（a）、（c）中，ab 棒最终将以相同的速度做匀速运动 D．三种情况下，导体棒 ab 最终均静止 20．电荷是看不见的，但能被验电器检测出来是否存在．普通验电器顶部装有一 个金属球，金属球与金属杆相连，在金属杆的底部是两片很薄的金属片．当验电 器不带电荷时，金属片自然下垂．当一个带电体接触到金属球时，电荷能沿着金 属棒传递，金属片就带有电荷．由于同时带有同一种电荷，两金属片相互排斥而 张开．不管被检验的物体带负电还是正电，验电器的金属片都会张开．因此，这 种验电器（ ） A．能用来直接判断电荷的正负 B．不能用来直接判断电荷的正负 C．不能用来间接判断电荷的正负 D．可以直接测量物体的带电量 21．生产、生活中使用的许多电器或设备都可看作能量转换器，它们把能量从一 种形式转化为另一种形式，下列电器或设备在工作过程中把电能转化为动能的是 （ ） A．电饭煲 B．电风扇 C．发电机 D．汽油机 22．处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可以判定（ ） A．线圈没有在磁场中运动 B．线圈没有做切割磁感线运动 C．穿过线圈的磁通量没有发生变化 D．磁场没有发生变化 23．如图 1 所示，光滑的平行水平金属导轨 MN、PQ 相距 L，在 MP 之间接一个 阻值为 R 的电阻，在两导轨间 cdfe 矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为 d 的匀强磁场，磁感应强度为 B．一质量为 m、电阻为 r、长度也刚好为 L 的导体 棒 ab 垂直放在导轨上，与磁场左边界相距 d．现用一个水平向右的力 F 拉棒 ab， 使它由静止开始运动，其 ab 离开磁场前已做匀速直线运动棒 ab 与导轨始终保持 良好接触，导轨电阻不计，F 随 ab 与初始位置的距离 x 变化的情况如图 2 所示， F0 已知．下列判断正确的是（ ） A．棒 ab 在 ac 之间的运动一定是匀加速直线运动 B．棒 ab 在 ce 之间不可能一直做匀速运动 C．棒 ab 离开磁场时的速率为 D．棒 ab 经过磁场的过程中，通过电阻 R 的电量为 24．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的 匀强磁场，Ⓐ为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴 OO′沿逆时针方向 匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示， 以下判断正确的是（ ） A．线圈转动的角速度为 50πrad/s B．电流表的示数为 10A C．0.01s 时线圈平面与磁感线平行 D．0.02s 时电阻 R 中电流的方向自左向右 25．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是（ ） A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传递速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院 CT 中的 X 射线波长相同 26．如图，在竖直向下的 y 轴两侧分布有垂直纸面向外和向里的磁场，磁感应强 度均随位置坐标按 B=Bo+ky（k 为正常数）的规律变化．两个完全相同的正方形 线框甲和乙的上边均与 y 轴垂直，甲的初始位置高于乙的初始位置，两线框平面 均与磁场垂直．现同时分别给两个线框一个竖直向下的初速度 vl 和 v2，设磁场的 范围足够大，且仅考虑线框完全在磁场中的运动，则下列说法正确的是（ ） A．运动中两线框所受磁场的作用力方向一定相同 B．若 v1＞v2，则开始时甲线框的感应电流一定大于乙线框的感应电流 C．若 v1=v2，则开始时甲线框所受磁场的作用力小于乙线框所受磁场的作用力 D．若 v1＜v2，则最终达到各自稳定状态时甲线框的速度可能大于乙线框的速度 27．如图所示，M 是一小型理想变压器，接线柱 a、b 接在电压 u=311sin314t（V） 的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中 R2 为用半 导体热敏材料制成的传感器，电流表 A2 为值班室的显示器，显示通过 R1 的电流， 电压表 V2 显示加在报警器上的电压 （报警器未画出），R3 为一定值电阻．当传 感器 R2 所在处出现火警时，以下说法中正确的是（ ） A．Al 的示数不变，A2 的示数增大 B．A1 的示数增大，A2 的示数增大 C．V1 的示数增大，V2 的示数增大 D．V1 的示数不变，V2 的示数减小 28．如图所示，PQ、MN 是放置在水平面内的光滑导轨，GH 是长度为 L、电阻 为 r 的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为 k．导体 棒处在方向向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中．图中 E 是电动势为 E，内阻不 计的直流电源，电容器的电容为 C．闭合开关，待电路稳定后，则有（ ） A．导体棒中电流为 B．轻弹簧的长度增加 C．轻弹簧的长度减少 D．电容器带电量为 CR2 29．半圆形导轨竖直放置，不均匀磁场水平方向并垂直于轨道平面，一个金属环 在轨道内来回滚动，如图所示，若空气阻力不计，则（ ） A．金属环做等幅振动 B．金属环做减幅振动 C．金属环做增幅振动 D．无法确定 30．如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为 L，磁场 方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B；边长为 L、总电阻为 R 的正方形导线 框 abcd，从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁场区域．取沿 a→b→c→d→a 的感应电流为正，则图中表示线框中电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的图象正确的是（ ） A． B ． C． D． 二、计算题 31．如图为俯视图，abcd 是一边长为 l 的匀质正方形导线框，总电阻为 R，放在 光滑的水平面上，今使线框在外力作用下以恒定速度 v 水平向右穿过方向垂直于 水平面向里的匀强磁场区域．已知磁感应强度大小为 B，磁场宽度为 3l，求 （1）线框在进入磁场区和穿出磁场区的两个过程中的感应电流方向和感应电动 势的大小 （2）线框在进入磁场区和穿出磁场区的两个过程中 a、b 两点间电势差的大小． 32．电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电、磁现象之间的本 质联系． 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即 E=n ，这就是法拉第电磁感应定律． （1）如图所示，把矩形线框 abcd 放在磁感应强度为 B 的匀强磁场里，线框平面 跟磁感线垂直．设线框可动部分 ab 的长度为 L，它以速度 v 向右匀速运动．请 根据法拉第电磁感应定律推导出闭合电路的感应电动势 E=BLv． （2）两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨 间距为 L．两导轨间接有阻值为 R 的电阻．一根质量为 m 的均匀直金属杆 MN 放 在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为 B 匀强磁场中，磁场方 向垂直于斜面向上．导轨和金属杆的电阻可忽略．让金属杆 MN 由静止沿导轨开 始下滑．求 ①当导体棒的速度为 v（未达到最大速度）时，通过 MN 棒的电流大小和方向； ②导体棒运动的最大速度． 2016-2017 学年河北省保定市定州中学高二（上）第一次 月考物理试卷 参考答案与试题解析 一．选择题（本大题共 30 小题，每小题 4 分，共 40 分） 1．图中为地磁场磁感线的示意图，在南半球地磁场的竖直分量向上，飞机在南 半球上空匀速飞行，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机 翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为 U1，右方机翼末端处的电势 为 U2（ ） A．若飞机从西往东飞，U1 比 U2 高 B．若飞机从东往西飞，U2 比 U1 高 C．若飞机从南往北飞，U1 比 U2 高 D．若飞机从北往南飞，U2 比 U1 高 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；地磁场． 【分析】由于地磁场的存在，当飞机在北半球水平飞行时，两机翼的两端点之间 会有一定的电势差，相当于金属棒在切割磁感线一样．由右手定则可判定电势的 高低． 【解答】解：当飞机在南半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量 方向竖直向上，由于感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指 向高电势，由右手定则可判知，在南半球，不论沿何方向水平飞行，都是飞机的 左方机翼电势低，右方机翼电势高，即总有 U1 比 U2 低．故 BD 正确，AC 错误． 故选：BD． 2．如图所示，虚线范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场，宽度为 L．一个边长 也为 L 的正方形闭合导线框在竖直面内，下底边恰好位于磁场上边界．将导线框 由静止释放后开始做加速运动；当其下底边到达磁场下边界时，导线框刚好开始 做匀速运动，直到导线框完全离开磁场．关于以上两个阶段中的能量转化情况， 下列说法正确的是（ ） A．第一阶段导线框重力势能的减少量等于其动能的增加量 B．第一阶段导线框机械能的减少量大于导线框内产生的电热 C．第一阶段导线框内产生的电热小于第二阶段导线框内产生的电热 D．第一阶段导线框机械能的减少量大于第二阶段导线框机械能的减少量 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化． 【分析】从线圈进入磁场做匀速运动，整个过程中，线框的动能不变，重力势能 减小转化为热能，根据能量守恒定律求解线圈中能量之间的转换关系，求解转换 过程中能量的关系． 【解答】解：第一阶段：线圈进入磁场从静止释放做匀加速运动，整个过程中， 线框的重力势能减小，动能增加，线框中产生感应电流，产生焦耳热；根据能量 守恒定律可知，减少的重力势能转化为动能和焦耳热，故 A 错误；势能和动能之 和为机械能的变化量，故机械能的减小量等于产生的电能，故 B 错误；第二阶段： 根据能量守恒定律，从线圈下边到达磁场下边界时，线框做匀速运动，线框出磁 场的整个过程中，线框的动能不变，机械能的变化等于重力势能的变化，重力势 能减小全部转化为热能，且两个过程中线框下降的高度相同，故重力势能的变化 量相同，所以第一阶段导线框内产生的电热小于第二阶段导线框内产生的电热故 C 正确；故 D 错误； 故选：C 3．如图所示的 4 种情况中，磁场的磁感应强度都是 B，导体的长度 l 和运动速度 v 的大小都相同．产生感应电动势最小的是（ ） A． B． C ． D． 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势． 【分析】根据公式 E=BLvsinθ分析答题，其中 vsinθ是有效的切割速度． 【解答】解：ABD 导体的运动方向与磁场方向垂直，产生的电动势都为 BLv，C 中导体的运动方向与磁场方向不垂直，有夹角，此时产生的电动势为 BLvsinθ， 故 C 项中的导线产生的感应电动势最小．故 C 正确，ABD 错误． 故选：C 4．某部小说中描述一种窃听电话：窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其 中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线是绝 缘的，如图所示．下列说法正确的是（ ） A．不能窃听到电话，因为电话线中电流太小 B．不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通 C．可以窃听到电话，因为电话中的电流是恒定电流，在耳机电路中引起感应电 流 D．可以窃听到电话，因为电话中的电流是交变电流，在耳机电路中引起感应电 流 【考点】电磁感应在生活和生产中的应用． 【分析】电话中的电流是交变电流，在电话线周围有电磁场，在耳机电路中会产 生感应电流． 【解答】解：声音引起电话机中薄膜振动，薄膜振动带动小磁铁振动，所以将声 音信号转化为电信号，由于声音强弱在变，所以电信号也随声音变化，在电话线 周围有变化的电磁场，所以有电磁感应现象，所以可以窃听到电话，因为电话中 的电流是交变电流，在耳机电路中引起感应电流，故 D 正确、ABC 错误． 故选：D． 5．如图所示，有一匝接在电容器 C 两端的圆形导线回路，垂直于回路平面以内 存在着向里的匀强磁场 B，已知圆的半径 r=5cm，电容 C=20μF，当磁场 B 以 4× 10﹣2T/s 的变化率均匀增加时，则（ ） A．电容器 a 板带正电，电荷量为 2π×10﹣9C B．电容器 a 板带负电，电荷量为 2π×10﹣9C C．电容器 b 板带正电，电荷量为 4π×10﹣9C D．电容器 b 板带负电，电荷量为 4π×10﹣9C 【考点】法拉第电磁感应定律；电容． 【分析】根据楞次定律判断感应电动势的方向，从而得知上极板所带电量的电性， 根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小，根据 Q=CU 求出所带电量的大 小． 【解答】解：根据楞次定律知，感应电动势的方向是逆时针方向，则 a 极板带正 电．根据法拉第电磁感应定律得： E= =4×10﹣2×π×52×10﹣4V=π×10﹣4 V， 则：Q=CU=CE=2×10﹣5×π×10﹣4=2π×10﹣9C．故 A 正确，B、C、D 错误． 故选：A． 6．下列现象中，属于电磁感应现象的是（ ） A．变化的磁场使闭合电路产生感应电流 B．磁场对电流产生力的作用 C．插入通电螺线管中的软铁棒被磁化 D．电流周围产生磁场 【考点】电磁感应现象的发现过程． 【分析】解答本题应掌握：电磁感应的现象﹣﹣﹣因磁通量的变化，从而产生感 应电动势，形成感应电流的现象． 【解答】解：电磁感应指闭合回路中部分导体做切割磁感线运动，或者穿过闭合 线圈的磁通量变化，则回路中即可产生感应电流； 故选：A． 7．如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一材料相同、粗细均匀的 正方形导体框 abcd．现将导体框先后朝两个方向以 v、3v 速度匀速拉出磁场， 则导体框在上述两过程中，下列说法正确的是（ ） A．导体框中产生的感应电流方向相同 B．通过导体框截面的电量相同 C．导体框中产生的焦耳热相同 D．导体框 cd 边两端电势差大小相同 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化． 【分析】根据右手定则或楞次定律可以判定两种出场方式下电流的方向；电量的 计算式为：q=It= ，根据磁通量变化量的关系，分析电量关系． 由 Q=I2Rt，带入 I 和 t 的表达式，即可得出焦耳热的关系；dc 两端的电势差可以 由 U=IR 得到表达式即可分析． 【解答】解： A：根据楞次定律判断得知：可以知道以速度 v 拉出磁场时线框中产生的感应电 流沿逆时针．以 3v 拉出磁场时产生的感应电流也是逆时针，故导体框中产生的 感应电流方向相同，故 A 正确． B：由 q=It= • 得：q= ，与拉出速度无关，所以两次拉出通过 导体横截面的电量相同，故 B 正确． C、设导体边长为 L，则以 v 拉出磁场产生的感应电动势为：E=BLv，感应电流为： I= = ，所用时间为：t= ，由焦耳定律：Q=I2Rt 得：Q= ， 可见产生的热量与拉出速度成正比，所以两次拉出产生的热量不相同，故 C 错误． D、由 U=IR，可得：以速度 v 拉出磁场时，cd 切割磁感线，相当于电源，cd 间 电压等于路端电压，为：Ucd= E= ； 以 3v 速度拉出磁场时，ad 边切割磁感线，相当于电源，cd 是外电路的一部分， Ucd= = BL•3v= ，所以导体框 cd 边两端电势差相同，故 D 正确． 故选：ABD 8．如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属导轨，上端接有可变电阻 R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为 B，一根质 量为 m 的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会 趋近于一个最大速度 vm，则（ ） A．如果 B 增大，vm 将变大 B．如果α变大，vm 将变大 C．如果 R 变大，vm 将变大 D．如果 m 变小，vm 将变大 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；电磁感 应中的能量转化． 【分析】金属杆从轨道上由静止滑下的过程中，切割磁感线产生感应电流，金属 棒将受到安培力作用，安培力先小于重力沿斜面向下的分力，后等于重力的分力， 金属棒先做变加速运动，后做匀速运动，速度达到最大，由平衡条件和安培力公 式 F= 得到最大速度的表达式，再进行分析． 【解答】解：当金属杆做匀速运动时，速度最大，此时有： mgsinθ=F 安， 又安培力大小为：F 安= 联立得：vm= 根据上式分析得知： A、如果只增大 B，vm 将变小．故 A 错误； B、当只增大α时，vm 将变大．故 B 正确； C、当只 R 增大，vm 将变大，故 C 正确； D、当只减小 m，vm 将变小．故 D 错误． 故选：BC． 9．如图所示，导线框 abcd 与固定直导线 AB 在同一平面内，直导线 AB 中通有 恒定电流 I，当线框由图示位置向右匀速运动的过程中（ ） A．线圈中的感应电流方向是 abcda B．线圈中的感应电流方向是 dcbad C．线圈中的感应电流大小不变 D．线圈中的感应电流大小逐渐减小 【考点】楞次定律． 【分析】会判断通电直导线周围的磁场分布，知道它是非匀强电场，同时要根据 楞次定律和安培定则判断感应电流的方向，根据法拉第电磁感应定律得到感应电 动势的变化规律，应用欧姆定律判断电流的大小变化规律 【解答】解：A、由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在线框处的 方向为垂直直面向里，并且离导线越远磁感应强度越小，故当沿图示方向移动线 框时，穿过线框平面的磁通量要减小，感应电流的磁场应与原磁场同向，由安培 定则得，电流为顺时针 dcbad，故 A 错误 B、由 A 分析得，B 正确 C、离通电导线越远，磁场越弱，由于线框匀速移动，故磁通量的变化率越小， 线框中产生的感应电动势越小，线框中的感应电流变小，故 C 错误 D、由 C 分析得知，D 正确 故选 BD 10．如图所示，LOO′L′为一折线，它所形成的两个角∠LOO′和∠OO′L′均为 45°．折 线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里．一边长为 l 的正方形导线框沿 垂直于 OO′的方向以速度 v 做竖直向上的匀速直线运动，在 t=0 时刻恰好位于图 中所示位置．以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确 表示电流﹣时间（I﹣t）关系的是（时间以 为单位）（ ） A． B． C ． D． 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律． 【分析】根据导体切割磁感线产生电动势可正确解答，注意两根导体在磁场中同 时切割产生总电动势的求法，同时注意根据几何关系正确求解有效切割长度． 【解答】解：刚开始时，即如题图中开始所示状态，随着线框的匀速向上运动， 上方导体切割长度不变，下方逐渐变小，因此总感应电动势逐渐增大，感应电流 逐渐增大，由楞次定律可知，感应电流方向为正，故 AC 错误； 当线框全部进入上方磁场时，感应电流突然变为零，当线框离开磁场时，有效切 割磁感应线的长度在增大，则感应电动势在增大，因此感应电流增大，当有一半 出磁场时，继续离开时，切割长度在减小，则感应电流也减小，由楞次定律可知， 感应电流方向为负，故 B 错误，D 正确． 故选：D． 11．长度和粗细均相同，材料不同的两根导线，分别先后在 U 形导轨上以同样 的速度在同一匀强磁场中做切割磁感线运动，导轨电阻不计．则两导线（ ） A．产生相同的感应电动势 B．产生的感应电流与两者的电阻率成正比 C．产生的电流功率与两者电阻率成正比 D．两者受到相同的磁场力 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律． 【分析】根据公式 E=BLv 分析感应电动势的关系．根据欧姆定律和电阻定律分析 感应电流的关系．根据功率公式 P=I2R 分析功率关系．由公式 F=BIL 分析磁场力 的关系． 【解答】解：A、由感应电动势公式 E=BLv，两导线的 L，v 和 B 都相同，所以 E 相同，故 A 正确． B、由欧姆定律和电阻定律得：感应电流 I= = ∝ ，可见产生的 感应电流与两者的电阻率成反比，故 B 错误． C、产生的电流功率 P=I2R=（ ）2• ∝ ，可见产生的电流 功率与两者电阻率成反比，故 C 错误． D、磁场力 F=BIL=BL ∝ ，可见两者受到的磁场力不同，故 D 错误． 故选：A 12．如图所示，平行导轨间距为 d，一端跨接一个电阻 R，匀强磁场的磁感应强 度为 B．方向垂直于平行金属导轨所在平面．一根金属棒与导轨成θ角放置，金 属棒与导轨的电阻均不计．当金属棒垂直于棒的方向以恒定的速度υ在金属导轨 上滑行时，通过电阻 R 的电流是（ ） A． B． C ． D． 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律． 【分析】当金属棒沿垂直于棒的方向以速度 v 滑行时，金属棒切割磁感线，产生 感应电动势和感应电流，金属棒有效的切割长度为 ，求出感应电动 势，由闭合电路欧姆定律求出电流． 【解答】解：ab 中产生的感应电动势为：E=BLv=Bv 通过 R 的电流为：I= = ．故 D 正确． 故选：D 13．在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度沿与杆垂直的 方向抛出，设棒在运动过程中不发生转动，空气阻力不计，则金属棒在做平抛运 动过程中产生的感应电动势（ ） A．越来越大 B．越来越小 C．保持不变 D．无法判断 【考点】法拉第电磁感应定律；平抛运动． 【分析】由感应电动势公式 E=Blvsinα，vsinα是有效的切割速度，即是垂直于磁 感线方向的分速度，结合平抛运动的特点分析选择． 【解答】解：金属棒 ab 做平抛运动，其水平方向的分运动是匀速直线运动，水 平分速度保持不变，等于 v0．由感应电动势公式 E=Blvsinα，visvα是垂直于磁感 线方向的分速度，即是平抛运动的水平分速度，等于 v0，则感应电动势 E=Blv0， B、l、v0 均不变，则感应电动势大小保持不变．则 C 正确． 故选：C． 14．对于声波、无线电波和光波，下列说法中正确的是（ ） A．它们都是横波 B．它们都能在真空中传播 C．它们都能发生干涉和衍射 D．它们的本质相同 【考点】电磁波的发射、传播和接收；波的干涉和衍射现象． 【分析】声波是纵波，无线电波和光波是横波，机械波的传播需要介质，电磁波 的传播不需要介质．衍射、干涉是波所特有的现象． 【解答】解：A、声波是纵波，无线电波和光波是横波．故 A 错误． B、声波的传播需要介质，无线电波和光波的传播不需要介质．故 B 错误． C、波都可以发生干涉和衍射，干涉和衍射是波所特有的现象．故 C 正确． D、声波是机械波，无线电波和光波是电磁波，本质不同．故 D 错误． 故选 C． 15．如图为远距离输电的电路原理图，变压器均为理想变压器并标示了电压和电 流，其中输电线总电阻为 R，则（ ） A．I2= B．I2＜ C．用户得到的电功率与电厂输出的电功率相等 D．用户得到的交变电流的频率与电厂输出交变电流的频率相等 【考点】远距离输电． 【分析】输电线上有电压降，U 线＜U2，根据欧姆定律研究 I2．输电线上有功率 损失，用户得到的电功率必定小于电厂输出的电功率．但用户得到的交变电流的 频率与电厂输出交变电流的频率相等． 【解答】解： A、B、由于输电线总电阻为 R，输电线上有电压降，U 线＜U2．根据欧姆定律得： I2= ＜ ，故 A 错误，B 正确． C、输电线上有功率损失，理想变压器不改变电功率，所以用户得到的电功率小 于电厂输出的电功率，故 C 错误． D、根据变压器的原理可知原副线圈中交变电流的频率相等，所以用户得到的交 变电流的频率与电厂输出交变电流的频率相等，故 D 正确． 故选：BD 16．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向里的匀强 磁场 B 中．质量为 m、带电量为+q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑．对滑块下 滑的过程，下列判断正确的是（ ） A．滑块受到的洛仑兹力方向垂直斜面向上 B．滑块受到的摩擦力大小不变 C．滑块一定不能到达斜面底端 D．滑块到达地面时的动能与 B 的大小有关 【考点】洛仑兹力；摩擦力的判断与计算． 【分析】小滑块向下运动的过程中受到重力，支持力，垂直斜面向下的洛伦兹力， 摩擦力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力增大，滑动摩擦 力增大，当加速度减到 0，做匀速运动． 【解答】解：AB、小滑块向下运动的过程中受到重力，支持力，垂直斜面向下 的洛伦兹力，摩擦力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力增 大，滑动摩擦力增大．故 AB 错误； C、当 B 很小，洛伦兹力很小，则支持力很小，故摩擦很小，则滑块有可能到 达斜面底端，故 C 错误； D、B 的大小不同，洛伦兹力大小不同，导致滑动摩擦力大小不同，根据动能 定理，摩擦力功不同，到达底端的动能不同．故 D 正确． 故选：D． 17．如图所示，一个“∠”型导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为 B 的匀强磁场中， ab 是与导轨材料、横截面积均相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好．在外力 作用下，导体棒以恒定速度 v 向右运动，以导体棒在图中所示位置的时刻作为计 时起点，则回路中的（ ） A．感应电动势保持不变 B．感应电动势逐渐增大 C．感应电流保持不变 D．感应电流逐渐增大 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势． 【分析】根据感应电动势、欧姆定律、功率、电阻定律等知识得到感应电动势、 感应电流等的表达式分析选择． 【解答】解：设“∠”型导轨的顶角为θ，电阻率为ρ． A、感应电动势 E=BLv=Bvttanθ•v=Bv2tanθ•t，则知 E∝t，即感应电动势随时间逐 渐增大；故 A 错误．B 正确； C、感应电流 I= ，R=（vt+vt•tanθ+ ） 得 I= ，式中各量恒定，则感应电流不 变．故 C 正确，D 错误． 故选：BC 18．下列实验现象，属于反映电流能产生磁场的现象是（ ） A． 导线通电后，其下方的小磁针偏转 B． 通电导线 AB 在磁场中运动 C． 金属杆切断磁感线时，电流表指针偏转 D． 通电线圈在磁场中转动 【考点】磁现象和磁场． 【分析】根据图示实验装置及实验现象，分析各实验的原理，然后答题． 【解答】解：A、导线通电后，其下方的小磁针偏转，表明通电导线产生磁场， 小磁针在磁场作用下偏转，故 A 正确； B、通电导线 AB 在磁场中受到安培力作用而运动，不属于电流产生磁场的现象， 故 B 错误； C、金属杆切断磁感线时，在闭合电路中产生感应电流，电流表指针偏转，这是 电磁感应现象，故 C 错误； D、通电线圈在磁场中受到安培力而转动，不属于电流产生磁场的现象，故 D 错 误； 故选 A． 19．在图中除导体棒 ab 可动外，其余部分均固定不动，（a）图中的电容器 C 原 来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦 也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀 强磁场中，导轨足够长，今给导体棒 ab 一个向右的初速度 v0，导体棒的最终运 动状态是（ ） A．三种情况下，导体棒 ab 最终都是匀速运动 B．图（a）、（c）中 ab 棒最终将以不同的速度做匀速运动；图（b）中 ab 棒最终 静止 C．图（a）、（c）中，ab 棒最终将以相同的速度做匀速运动 D．三种情况下，导体棒 ab 最终均静止 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电容． 【分析】图 a 中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，分 析电路中电流的变化，即可判断 ab 棒所受的安培力，确定 ab 棒的运动情况． 图 b 中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻 R 转化为内能，ab 棒将做减速运动；图 c 中，分析导体棒受到的安培力情况，判断 ab 棒的运动情 况． 【解答】解：图 a 中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电， 当电容器 C 极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab 棒不受安培力，向右做匀速运动； 图 b 中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻 R 转化为内能，ab 棒速度减小，当 ab 棒的动能全部转化为内能时，ab 棒静止； 图 c 中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安 培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等 时，电路中没有电流，ab 棒向左做匀速运动．故 B 正确． 故选：B． 20．电荷是看不见的，但能被验电器检测出来是否存在．普通验电器顶部装有一 个金属球，金属球与金属杆相连，在金属杆的底部是两片很薄的金属片．当验电 器不带电荷时，金属片自然下垂．当一个带电体接触到金属球时，电荷能沿着金 属棒传递，金属片就带有电荷．由于同时带有同一种电荷，两金属片相互排斥而 张开．不管被检验的物体带负电还是正电，验电器的金属片都会张开．因此，这 种验电器（ ） A．能用来直接判断电荷的正负 B．不能用来直接判断电荷的正负 C．不能用来间接判断电荷的正负 D．可以直接测量物体的带电量 【考点】静电现象的解释． 【分析】验电器使用时是让金属杆上的金属箔带上同种电荷，然后同种电荷会相 互排斥从而验证物体是否带电的． 【解答】解：验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的，故验电器张开的角 度越大，说明带电体所带的电荷越多，不能直接判断电荷的正负，只可以定性表 物体带电量的多少．故 B 正确、ACD 错误． 故选：B． 21．生产、生活中使用的许多电器或设备都可看作能量转换器，它们把能量从一 种形式转化为另一种形式，下列电器或设备在工作过程中把电能转化为动能的是 （ ） A．电饭煲 B．电风扇 C．发电机 D．汽油机 【考点】焦耳定律． 【分析】电饭煲将电能转化为内能．电风扇电能主要转化为动能，发电机是将其 他能转化为电能，汽油机将化学能转化为内能． 【解答】解：A、电饭煲将电能转化为内能．故 A 错误． B、电风扇电能主要转化为动能，故 B 正确． C、发电机是将其他能转化为电能，故 C 错误． D、汽油机将化学能转化为内能．故 D 错误． 故选：B 22．处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可以判定（ ） A．线圈没有在磁场中运动 B．线圈没有做切割磁感线运动 C．穿过线圈的磁通量没有发生变化 D．磁场没有发生变化 【考点】感应电流的产生条件． 【分析】感应电流的产生其条件是闭合线圈的磁通量发生变化，而面积和磁感应 强度以及夹角的变化均可以改变磁通量． 【解答】解：A、磁通量的变化可以由磁场变化引起的，并由此产生感应电流， 故 A、B 错误 C、没有电流只能说明穿过闭合线圈的磁通量没有发生变化，故 C 正确； D、磁通量的变化可以是由线圈的运动而引起的，并由此产生感应电流，故 D 错 误； 故选：C． 23．如图 1 所示，光滑的平行水平金属导轨 MN、PQ 相距 L，在 MP 之间接一个 阻值为 R 的电阻，在两导轨间 cdfe 矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为 d 的匀强磁场，磁感应强度为 B．一质量为 m、电阻为 r、长度也刚好为 L 的导体 棒 ab 垂直放在导轨上，与磁场左边界相距 d．现用一个水平向右的力 F 拉棒 ab， 使它由静止开始运动，其 ab 离开磁场前已做匀速直线运动棒 ab 与导轨始终保持 良好接触，导轨电阻不计，F 随 ab 与初始位置的距离 x 变化的情况如图 2 所示， F0 已知．下列判断正确的是（ ） A．棒 ab 在 ac 之间的运动一定是匀加速直线运动 B．棒 ab 在 ce 之间不可能一直做匀速运动 C．棒 ab 离开磁场时的速率为 D．棒 ab 经过磁场的过程中，通过电阻 R 的电量为 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势． 【分析】棒 ab 在 ac 之间运动时，水平方向只受到水平拉力的作用，做匀加速运 动；进入磁场后受到水平拉力和安培力的作用，根据两个力的大小关系，可能存 在三种情况； 金属棒通过磁场的过程通过 R 上的电量 q= ． 【解答】解：A：棒 ab 在 ac 之间运动时，水平方向只受到水平拉力的作用，做 匀加速运动，故 A 正确； B、棒 ab 进入磁场后受到水平拉力和安培力的作用，根据两个力的大小关系，可 能存在三种情况： ①拉力大于安培力，则棒先做加速运动，但随速度的增大，安培力增大，合力减 小，所以棒做加速度减小的加速运动，直到安培力等于拉力，开始做匀速运动， 此时速度为 v，则：2F0= ，解得：v= ，故 C 正 确； ②安培力等于拉力，棒在磁场中始终做匀速运动；③拉力小于安培力，则棒先做 减速运动，但随速度的减小，安培力减小，合力减小，所以棒做加速度减小的减 速运动，直到安培力等于拉力，开始做匀速运动，故 B 错误； D：金属棒通过磁场的过程通过 R 上的电量 q= = = ， 故 D 错误． 故选：AC． 24．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的 匀强磁场，Ⓐ为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴 OO′沿逆时针方向 匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示， 以下判断正确的是（ ） A．线圈转动的角速度为 50πrad/s B．电流表的示数为 10A C．0.01s 时线圈平面与磁感线平行 D．0.02s 时电阻 R 中电流的方向自左向右 【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的最大值和有效值、 周期和频率． 【分析】由题图乙可知交流电电流的最大值、周期，电流表的示数为有效值，感 应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，由楞次定律可判断出 0.02s 时流 过电阻的电流方向． 【解答】解：A、角速度ω= =100π rad/s，故 A 错误； B 、 题 图 乙 可 知 交 流 电 电 流 的 最 大 值 是 Im=10 A ， 则 有 效 值 为 ： I= = =10A；由于电流表的示数为有效值，故示数 I=10A，故 B 正 确； C、0.01s 时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量 变化最快，磁通量为 0，故线圈平面与磁场方向平行，故 C 正确； D、由楞次定律可判断出 0.02s 时流过电阻的电流方向自左向右，故 D 正确． 故选：BCD． 25．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是（ ） A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传递速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院 CT 中的 X 射线波长相同 【考点】电磁波的发射、传播和接收． 【分析】电磁波是电磁场的一种运动形态，可以传递信息； 声波是机械波，也可以传递信息． 【解答】解：A、电磁波可以传递信息，如电视信号；声波也可以传递信息，如 人说话；故 A 错误； B、手机用电磁波传递信息，人用声波说话，故 B 正确； C、太阳光中的可见光是电磁波，真空中为 3×108m/s；“B 超”中的超声波是声波， 常温下，空气中大约为 340m/s；故 C 错误； D、遥控器发出的红外线波长和医院 CT 中的 X 射线频率不同，波速相同，根据 c=λf，波长不同，故 D 错误； 故选 B． 26．如图，在竖直向下的 y 轴两侧分布有垂直纸面向外和向里的磁场，磁感应强 度均随位置坐标按 B=Bo+ky（k 为正常数）的规律变化．两个完全相同的正方形 线框甲和乙的上边均与 y 轴垂直，甲的初始位置高于乙的初始位置，两线框平面 均与磁场垂直．现同时分别给两个线框一个竖直向下的初速度 vl 和 v2，设磁场的 范围足够大，且仅考虑线框完全在磁场中的运动，则下列说法正确的是（ ） A．运动中两线框所受磁场的作用力方向一定相同 B．若 v1＞v2，则开始时甲线框的感应电流一定大于乙线框的感应电流 C．若 v1=v2，则开始时甲线框所受磁场的作用力小于乙线框所受磁场的作用力 D．若 v1＜v2，则最终达到各自稳定状态时甲线框的速度可能大于乙线框的速度 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；安培力． 【分析】磁感应强度均随位置坐标按 B=Bo+ky（k 为正常数）的规律变化，知线 框上边所受的安培力小于下边所受的安培力，根据左手定则判断安培力的方向．根 据 E=B2Lv﹣B1Lv 求出线框切割产生的感应电动势，比较出产生的感应电动势大 小，从而比较出感应电流的大小．当线框所受的安培力和重力平衡时，线框处于 稳定状态，求出稳定时的速度，看与什么因素有关． 【解答】解：A、根据楞次定律，甲线框中产生顺时针方向的电流，乙线框中产 生逆时针方向的电流，因为线框下边产生的磁场比上边的磁场强，下边所受的安 培力大于上边所受的安培力，则安培力的方向与下边所受的安培力方向相同，根 据左手定则，甲线框所受的安培力方向向上，乙线框所受的安培力方向向上．故 A 正确． B、线框产生的电动势 E=B2Lv﹣B1Lv=kL2v，与速度有关，若 v1＞v2，则开始时甲 线框产生的电动势大于乙线框产生的电动势，则开始时甲线框的感应电流一定大 于乙线框的感应电流．故 B 正确． C、线框产生的电动势 E=B2Lv﹣B1Lv=kL2v，开始时，两线框产生的感应电流大小 相等．线框所受的安培力 F= ，知两线框所受 的安培力相等．故 C 错误． D 、 线 框 达 到 稳 定 状 态 时 ， 重 力 与 安 培 力 平 衡 ， 有 ： mg=kIL2 ， 又 I= ，所以 mg= ，v= ．知稳定时，两线 框的速度相等．故 D 错误． 故选 AB． 27．如图所示，M 是一小型理想变压器，接线柱 a、b 接在电压 u=311sin314t（V） 的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中 R2 为用半 导体热敏材料制成的传感器，电流表 A2 为值班室的显示器，显示通过 R1 的电流， 电压表 V2 显示加在报警器上的电压 （报警器未画出），R3 为一定值电阻．当传 感器 R2 所在处出现火警时，以下说法中正确的是（ ） A．Al 的示数不变，A2 的示数增大 B．A1 的示数增大，A2 的示数增大 C．V1 的示数增大，V2 的示数增大 D．V1 的示数不变，V2 的示数减小 【考点】变压器的构造和原理． 【分析】和闭合电路中的动态分析类似，可以根据 R2 的变化，确定出总电路的 电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，在根据电压不变，来分 析其他的原件的电流和电压的变化的情况． 【解答】解：当传感器 R2 所在处出现火情时，R2 的电阻减小，导致电路的总的 电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1 测量的是原线圈中的总的电流，由 于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流 A1 示数也要增加；由于电源的电压 不变，原副线圈的电压也不变，所以 V1 的示数不变，由于副线圈中电流增大， R3 的电压变压变大，所以 V2 的示数要减小，即 R1 的电压也要减小，所以 A2 的示 数要减小，所以 D 正确． 故选 D． 28．如图所示，PQ、MN 是放置在水平面内的光滑导轨，GH 是长度为 L、电阻 为 r 的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为 k．导体 棒处在方向向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中．图中 E 是电动势为 E，内阻不 计的直流电源，电容器的电容为 C．闭合开关，待电路稳定后，则有（ ） A．导体棒中电流为 B．轻弹簧的长度增加 C．轻弹簧的长度减少 D．电容器带电量为 CR2 【考点】安培力；共点力平衡的条件及其应用． 【分析】电路稳定后电容器相当于断路，根据欧姆定律求导体棒中的电流，由 Q=CU 求电容器的带电量． 【解答】解：A、导体棒中的电流为：I= ，故 A 错误； B、由左手定则知导体棒受的安培力向左，则弹簧长度减少，由平衡条件：BIL=k △x 代入 I 得：△x= ，故 B 错误 C 正确； D、电容器上的电压等于导体棒两端的电压，Q=CU=C• •r，故 D 错误； 故选：C． 29．半圆形导轨竖直放置，不均匀磁场水平方向并垂直于轨道平面，一个金属环 在轨道内来回滚动，如图所示，若空气阻力不计，则（ ） A．金属环做等幅振动 B．金属环做减幅振动 C．金属环做增幅振动 D．无法确定 【考点】法拉第电磁感应定律；电磁感应中的能量转化． 【分析】根据能量守恒定律判断金属环机械能的变化，从而判断出金属环的运动 情况． 【解答】解：金属环在进磁场和出磁场时，会产生感应电流，从而产生热量，根 据能量守恒定律知，金属环的机械能减小，金属环做减幅振动．最后在磁场中做 等幅振动．故 B 正确，A、C、D 错误． 故选 B． 30．如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为 L，磁场 方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B；边长为 L、总电阻为 R 的正方形导线 框 abcd，从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁场区域．取沿 a→b→c→d→a 的感应电流为正，则图中表示线框中电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的图象正确的是（ ） A． B ． C． D． 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；楞次定律． 【分析】分段确定线框有效的切割长度，分析线框中感应电动势的大小与位置坐 标的关系．线框的电阻一定，感应电流与感应电动势成正比． 【解答】解：bc 边的位置坐标 x 在 L﹣2L 过程，线框 bc 边有效切线长度为 l=x ﹣L，感应电动势为：E=Blv=B（x﹣L）v，感应电流为：i= = ， 根据楞次定律判断出来感应电流方向沿 a→b→c→d→a，为正值． x 在 2L﹣3L 过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿 a→d→c→b→a，为负 值，线框 ad 边有效切线长度为 l=x﹣2L，感应电动势为：E=Blv=B（x﹣2L）v， 感应电流为：i=﹣ =﹣ ，由图示图象可知，D 正确． 故选：D． 二、计算题 31．如图为俯视图，abcd 是一边长为 l 的匀质正方形导线框，总电阻为 R，放在 光滑的水平面上，今使线框在外力作用下以恒定速度 v 水平向右穿过方向垂直于 水平面向里的匀强磁场区域．已知磁感应强度大小为 B，磁场宽度为 3l，求 （1）线框在进入磁场区和穿出磁场区的两个过程中的感应电流方向和感应电动 势的大小 （2）线框在进入磁场区和穿出磁场区的两个过程中 a、b 两点间电势差的大小． 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律． 【分析】（1）根据楞次定律即可判断出感应电流的方向，由法拉第电磁感应定律 求出电动势的大小； （2）由 E=BLv 求出感应电动势，由欧姆定律求出 a、b 两点间电势差． 【解答】解：（1）根据楞次定律可知，进入时感应电流方向为 adcba（或逆时针）， 穿出时感应电流的方向为 dabcd（或顺时针） 感应电动势的大小均为 E=Blv （2）导线框在进入磁区过程中，ab 相当于电源，等效电路如下图甲所示． E=Blv，r= R，R 外= R，I= = ， Uab 为端电压；所以 Uab=IR 外= ． 导线框在穿出磁区过程中，cd 相当于电源，等效电路如下图乙所示． E=Blv，r= R，R 外= R，I= = ， Uab=IRab= × R= ． 答：（1）根据楞次定律可知，进入时感应电流方向为 adcba（或逆时针），穿出 时感应电流的方向为 dabcd（或顺时针），感应电动势的大小均为 E=Blv （2）线框在进入磁区和穿出磁区的过程中，a、b 两点间电势差的大小分别为 和 ． 32．电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电、磁现象之间的本 质联系． 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即 E=n ，这就是法拉第电磁感应定律． （1）如图所示，把矩形线框 abcd 放在磁感应强度为 B 的匀强磁场里，线框平面 跟磁感线垂直．设线框可动部分 ab 的长度为 L，它以速度 v 向右匀速运动．请 根据法拉第电磁感应定律推导出闭合电路的感应电动势 E=BLv． （2）两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨 间距为 L．两导轨间接有阻值为 R 的电阻．一根质量为 m 的均匀直金属杆 MN 放 在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为 B 匀强磁场中，磁场方 向垂直于斜面向上．导轨和金属杆的电阻可忽略．让金属杆 MN 由静止沿导轨开 始下滑．求 ①当导体棒的速度为 v（未达到最大速度）时，通过 MN 棒的电流大小和方向； ②导体棒运动的最大速度． 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律． 【分析】（1）在△t 时间内，ab 棒向右移动的距离为，求出线框的磁通量的变化 量，然后代入法拉第电磁感应定律即可得出 E=BLv 的结论； （2）①当导体棒的速度为 v 时，根据公式 E=BLv 求出电动势，根据闭合电路的 欧姆定律即可求出电流，根据右手定则判断出通过 MN 棒的电流的方向； ②导体棒运动到达最大速度时，受到的重力、支持力与安培力的合力等于 0，然 后使用力的正交分解法即可求出安培力的大小，代入安培力的计算公式即可． 【解答】解：（1）在△t 时间内，ab 棒向右移动的距离为 v△t，这个过程中线框 的面积变化量是： △S=Lv△t 穿过闭合回路的磁通量的变化量是：△Φ=B△S=B Lv△t 根据法拉第电磁感应定律： （2）①当导体棒的速度为 v 时，产生的感应电动势为 E=BLv，回路中的电流大小 为： 由右手定则可知电流方向为从 N 到 M ②导体棒在磁场中运动时，所受安培力大小为： 由左手定则可知，安培力方向沿斜面向上 当导体棒的加速度为零时，速度最大 即： 可解得最大速度为： 答：（1）推导过程见上； （2）①当导体棒的速度为 v（未达到最大速度）时，通过 MN 棒的电流大小是 ，方向从 N 到 M； ②导体棒运动的最大速度是 ．