物理卷·2018届陕西省延安市黄陵中学高二下学期第一次月考物理试卷（重点班）+（解析版）

物理卷·2018届陕西省延安市黄陵中学高二下学期第一次月考物理试卷（重点班）+（解析版）

‎2016-2017学年陕西省延安市黄陵中学高二（下）第一次月考物理试卷（重点班）‎ ‎　‎ 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1．如图所示的下列实验中，有感应电流产生的是（　　）‎ A．‎ ‎ 导线通电后其下方小磁针偏转 B．‎ 闭合圆环在无限大匀强磁场中加速运动 C．‎ 通电导线在磁场中运动 D．‎ 金属杆切割磁感线运动 ‎2．闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是（　　）‎ A．经过Ⅰ时，a→d→c→b→a B．经过Ⅱ时，a→b→c→d→a C．经过Ⅱ时，无感应电流 D．经过Ⅲ时，a→b→c→d→a ‎3．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．下列相关的说法中正确的是（　　）‎ A．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作 B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关 C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物 D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗 ‎4．如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框动abcd．ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN．第一次ab边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1：第二次bc边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（　　）‎ A．Q1＞Q2 q1=q2 B．Q1＞Q2 q1＞q2 C．Q1=Q2 q1=q2 D．Q1=Q2 q1＞q2‎ ‎5．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，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时，图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎6．如图所示，一电阻为R的导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论中正确的是（　　）‎ A．圆心到达磁场边界时感应电流方向发生改变 B．CD段直线始终不受安培力作用 C．感应电动势平均值πBav D．通过导线横截面的电荷量为 ‎7．有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界MN左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图（甲）所示，现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i﹣t图象如图（乙）所示，则进入磁场区域的金属线框可能是图中的：（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎8．如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落靠近回路时（　　）‎ A．p、q将互相靠拢 B．p、q将互相远离 C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g ‎9．如图所示，通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd，当通电导线L运动时，以下说法正确的是（　　）‎ A．当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda B．当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba C．当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda D．当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba ‎10．水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近铝环时，下列判断正确的是（　　）‎ A．铝环有收缩的趋势 B．铝环有扩张的趋势 C．铝环对桌面的压力增大 D．铝环对桌面的压力减小 ‎　‎ 二、填空题（共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上）‎ ‎11．如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题．‎ ‎（1）在实验中，电流表指针偏转的原因是　　．‎ ‎（2）电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成　　关系 ‎（3）第一个成功实验（图a）中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？　　，什么量是不同的？　　．‎ ‎（4）从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：　　．‎ ‎12．有一个称为“千人震”的趣味物理小实验如图1，实验是用一节电动势为1.5V的新干电池，几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位做这个实验的同学手拉手成一串，另一位同学将电池、镇流器、开关用导线将它们首、尾两位同学两个空着的手相连，如图所示，在通或断时就会使连成一串的同学都有触电感觉，该实验原理是　　；人有触电感觉时开关是通，还是断的瞬间　　，因为　　．‎ ‎13．如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω，框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感应强度B=0.1T．当用外力使棒ab以速度v=5m/s右移时，ab棒中产生的感应电动势E=　　，通过ab棒的电流I=　　，ab棒两端的电势差Uab=　　．‎ ‎　‎ 三、论述•计算题（共4小题，42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎14．如图甲所示，截面积为0.2m2‎ 的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中．磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，设向外为B的正方向．R1=4Ω，R2=6Ω，C=30 μF，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负．‎ ‎15．如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面．磁感强度随时间变化的规律是B=（6﹣0.2t）（T）已知R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF，线圈A的电阻不计．求：‎ ‎（1）闭合S后，通过R2的电流强度大小和方向．‎ ‎（2）闭合S一段时间后再断开S，S断开后通过R2的电荷量是多少？‎ ‎16．如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置，ab是电阻为R0的金属棒，可紧贴导轨滑动，导轨右侧连接水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计．轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B．当ab以速度v0向右匀速运动时，一带电量大小为q的颗粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并刚好从C板右侧边缘离开．求：‎ ‎（1）AC两板间的电压U；‎ ‎（2）带电颗粒的质量m；‎ ‎（3）带电颗粒的速度大小v．‎ ‎17．如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0．在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．‎ ‎（1）求初始时刻导体棒受到的安培力．‎ ‎（2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年陕西省延安市黄陵中学高二（下）第一次月考物理试卷（重点班）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1．如图所示的下列实验中，有感应电流产生的是（　　）‎ A．‎ ‎ 导线通电后其下方小磁针偏转 B．‎ 闭合圆环在无限大匀强磁场中加速运动 C．‎ 通电导线在磁场中运动 D．‎ 金属杆切割磁感线运动 ‎【考点】感应电流的产生条件．‎ ‎【分析】根据磁感线的特点和产生感应电流的条件判断各个选项：（1）导体是闭合电路的一部分；（2）导体做切割磁感线运动．‎ ‎【解答】解：A、导线通电后其下方小磁针偏转，是说明电流的周围存在磁场的实验，没有感应电流．故A错误；‎ B、闭合圆环在无限大匀强磁场中加速运动，磁通量没有变化，不能产生感应电流．故B错误；‎ C、该图中的导线是含有电源的闭合回路的一部分，导线在磁场中产生安培力而产生运动，所以不存在感应电流．故C错误；‎ D、闭合回路中的金属杆切割磁感线运动，能够产生感应电流．故D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎2．闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是（　　）‎ A．经过Ⅰ时，a→d→c→b→a B．经过Ⅱ时，a→b→c→d→a C．经过Ⅱ时，无感应电流 D．经过Ⅲ时，a→b→c→d→a ‎【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】根据楞次定律直接进行判断即可 ‎【解答】解：A、经过Ⅰ时，向里的磁通量增加，根据楞次定律则感应电流磁场方向向外，由右手定则判断感应电流方向为逆时针，故A错误；‎ B、经过Ⅱ时，磁通量不变，则感应电流为0，故B错误，C正确；‎ D、经过Ⅲ时，向里的磁通量减少，根据楞次定律感应电流的磁场方向向里，由右手定则判断感应电流方向为顺时针，故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎3．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．下列相关的说法中正确的是（　　）‎ A．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作 B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关 C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物 D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗 ‎【考点】电磁感应在生活和生产中的应用．‎ ‎【分析】电磁炉是利用感应电流使锅体发热而工作的；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁场变化的频率有关；锅体只能使用铁磁性材料．‎ ‎【解答】解：A、直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故A错误；‎ B、根据电磁感应规律可知，锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故B正确；‎ C、锅体只能用铁磁性导体材料才能发生电磁感应现象进行加热，故不能使用绝缘材料制作锅体，故C错误；‎ D、电磁炉的上表面如果用金属材料制成，则在使用电磁炉时上表面材料发生电磁感应会损失电能，所以电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故D错误；‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎4．如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框动abcd．ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN．第一次ab边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1：第二次bc边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（　　）‎ A．Q1＞Q2 q1=q2 B．Q1＞Q2 q1＞q2 C．Q1=Q2 q1=q2 D．Q1=Q2 q1＞q2‎ ‎【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，可判两次进入通过线框导体横截面的电荷量相等；根据功能关系可求线框中产生的热量．‎ ‎【解答】解：设ab和bc边长分别为lab，lbc，若假设穿过磁场区域的速度为v，则有 ‎①，‎ ‎②‎ 同理可以求得③‎ ‎④‎ lab＞lbc，由于两次“穿越”过程均为相同速率穿过，通过比较①③可知Q1＞Q2，‎ 通过比较②④可知q1=q2，所以A选项正确，BCD错误．‎ 故选A．‎ ‎　‎ ‎5．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，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时，图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】感生电动势、动生电动势；楞次定律．‎ ‎【分析】根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势，根据楞次定律判断出各段时间内感应电动势的方向．‎ ‎【解答】解：在0﹣1s内，根据法拉第电磁感应定律，．根据楞次定律，感应电动势的方向与图示箭头方向相同，为正值；在1﹣3s内，磁感应强度不变，感应电动势为零；在3﹣5s内，根据法拉第电磁感应定律， ==．根据楞次定律，感应电动势的方向与图示方向相反，为负值．故A正确，B、C、D错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，一电阻为R的导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论中正确的是（　　）‎ A．圆心到达磁场边界时感应电流方向发生改变 B．CD段直线始终不受安培力作用 C．感应电动势平均值πBav D．通过导线横截面的电荷量为 ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．‎ ‎【分析】根据楞次定律判断出感应电流的方向，结合左手定则判断出直线CD段所受的安培力，根据法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势的大小，结合q=求出通过导线横截面的电荷量．‎ ‎【解答】解：A、从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，磁通量逐渐增大，根据楞次定律知，感应电流的方向一直为逆时针方向．故A错误．‎ B、CD段的电流方向由D到C，根据左手定则知，CD段受到竖直向下的安培力，故B错误．‎ C、运动的时间，根据法拉第电磁感应定律得：E=，故C错误．‎ D、通过导线横截面的电荷量为：q=．故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎7．有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界MN左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图（甲）所示，现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i﹣t图象如图（乙）所示，则进入磁场区域的金属线框可能是图中的：（　　）‎ 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】由公式E=BLv及欧姆定定律求出电流的表达式，找出各线框进入磁场时电流的变化规律，然后选出与图乙所示图象符合的线框．‎ ‎【解答】解：导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv，设线框总电阻是R，则感应电流I=，由图乙所示图象可知，感应电流先均匀变大，后恒定，最后均匀减小，由于B、v、R是定值，则导体棒的有效长度L应先变长，后恒定，最后均匀减小，且L随时间均匀变化，即L与时间t成正比．‎ A、闭合圆环匀速进入磁场时，有效长度L先变大，后变小，但L不随时间均匀变化，不符合题意，故A错误；‎ B、六边形线框进入磁场时，有效长度L先均匀增大，后恒定，最后均匀减小，符合题意，故B正确；‎ C、梯形线框匀速进入磁场时，有效长度L先均匀增加，后不变，最后均匀减小，符合题意，故C正确；‎ D、三角形线框匀速进入磁场时，有效长度L先增加，后减小，且随时间均匀变化，不符合题意，故D错误；‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落靠近回路时（　　）‎ A．p、q将互相靠拢 B．p、q将互相远离 C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g ‎【考点】楞次定律．‎ ‎【分析】当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，分析导体的运动情况．‎ ‎【解答】解：A、B当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用．故A正确，B错误．‎ C、D由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g．故C错误；D正确．‎ 故选：AD．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd，当通电导线L运动时，以下说法正确的是（　　）‎ A．当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda B．当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba C．当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda D．当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba ‎【考点】楞次定律．‎ ‎【分析】当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流．根据右手螺旋定则与楞次定律判断感应电流的方向．‎ ‎【解答】解：AB、当导线L向左平移，即逐渐远离线圈，导致穿过线圈的磁场减小，即穿过线圈的磁通量减小，‎ 根据右手螺旋定则，可知，线圈所处的磁场方向垂直纸面向里，依据楞次定律，则产生感应电流的方向为abcda，故A正确，B错误；‎ CD、当导线L向右平移，即逐渐靠近线圈，导致穿过线圈的磁场增大，即穿过线圈的磁通量增大，‎ 根据右手螺旋定则，可知，线圈所处的磁场方向垂直纸面向里，依据楞次定律，则产生感应电流的方向为adcba．故C错误，D正确．‎ 故选：AD．‎ ‎　‎ ‎10．水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近铝环时，下列判断正确的是（　　）‎ A．铝环有收缩的趋势 B．铝环有扩张的趋势 C．铝环对桌面的压力增大 D．铝环对桌面的压力减小 ‎【考点】楞次定律．‎ ‎【分析】通过楞次定律可知铝环中的感应电流产生的磁场要阻碍通过铝环的磁通量的增加，从而可知铝环的运动的趋势和面积大小的变化趋势，从而可得知正确选项．‎ ‎【解答】解：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近铝环时，通过铝环的磁通量增加，根据楞次定律，铝环中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，阻碍磁铁的靠近，所以铝环对桌面的压力会增大，铝环还有收缩的趋势，以缩小面积来阻碍磁通量的增加．所以选项AC正确，BD错误 故选：AC ‎　‎ 二、填空题（共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上）‎ ‎11．如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题．‎ ‎（1）在实验中，电流表指针偏转的原因是　磁通量发生变化　．‎ ‎（2）电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成　正比　关系 ‎（3）第一个成功实验（图a）中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？　磁通量的变化量　，什么量是不同的？　磁通量的变化率　．‎ ‎（4）从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：　穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路就会产生感应电流；感受应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关．　．‎ ‎【考点】研究电磁感应现象．‎ ‎【分析】当通过闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流表指针发生偏转．根据闭合电路欧姆定律确定电流表指针偏转角与电动势的关系．‎ ‎【解答】解：（1）当磁通量发生变化，会产生感应电流，电流表指针发生偏转．‎ ‎（2）电流表的电流I=，知电流表指针的偏角与感应电动势的大小成正比．‎ ‎（3）将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入磁通量的变化量相同，所用的时间不同，则磁通量的变化率不同．‎ ‎（4）通过三个实验可以得出穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路就会产生感应电流；感受应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关．‎ 故答案为：（1）磁通量发生变化；（2）正比；（3）磁通量的变化量，磁通量的变化率；‎ ‎（4）穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路就会产生感应电流；感受应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关．‎ ‎　‎ ‎12．有一个称为“千人震”的趣味物理小实验如图1，实验是用一节电动势为1.5V的新干电池，几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位做这个实验的同学手拉手成一串，另一位同学将电池、镇流器、开关用导线将它们首、尾两位同学两个空着的手相连，如图所示，在通或断时就会使连成一串的同学都有触电感觉，该实验原理是　镇流器的自感现象　；人有触电感觉时开关是通，还是断的瞬间　断开瞬间　，因为　只有在电路刚断开时才能产生很高的自感电动势使人产生触电的感觉　．‎ ‎【考点】自感现象和自感系数．‎ ‎【分析】只有当闭合电路断开时，导致电路中的电流变化，镇流器出现自感现象，产生瞬间高压，给同学们都有触电感觉．‎ ‎【解答】解：当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小．当断开时，镇流器电流发生变小，从而产生很高的瞬间电压，通过同学们身体有触电的感觉．‎ 故答案为：（1）镇流器的自感现象；断开瞬间；只有在电路刚断开时才能产生很高的自感电动势使人产生触电的感觉．‎ ‎　‎ ‎13．如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω，框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感应强度B=0.1T．当用外力使棒ab以速度v=5m/s右移时，ab棒中产生的感应电动势E=　0.2V　，通过ab棒的电流I=　0.4A　，ab棒两端的电势差Uab=　0.16V　．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．‎ ‎【分析】棒向右运动垂直切割磁感线，根据公式E=BLv求出感应电动势ε，根据欧姆定律求解通过ab棒的电流I．ab棒两端的电势差等于R两端的电压，由欧姆定律求解；‎ ‎【解答】解：ab棒中产生的感应电动势 E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V 通过ab棒的电流 I==A=0.4A ab棒两端的电势差 Uab=IR=0.4×0.4V=0.16V 故答案为：0.2V；0.4A；0.16V ‎　‎ 三、论述•计算题（共4小题，42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎14．如图甲所示，截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中．磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，设向外为B的正方向．R1=4Ω，R2=6Ω，C=30 μF，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负．‎ ‎【考点】法拉第电磁感应定律；楞次定律．‎ ‎【分析】根据E=n求出感应电动势的大小，再根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小，从而求出电容器充电时的电压，再根据Q=CU求出电容器所带的电量．‎ ‎【解答】解：根据图象，结合题意可知，在0到1秒内，磁场方向向里，且大小减小，由楞次定律，则有线圈产生顺时针的电流，从而给电容器充电，电容器上极板带正电；‎ 在1秒到2秒内，磁场方向向外，大小在增大，由楞次定律，则有线圈产生顺时针的电流，仍给电容器充电，则电容器上极板带正电；由法拉第电磁感应定律，得：‎ E==V=0.4V；‎ 由电路图可得：UR2=R2=×6V=0.24V；‎ 因电容器与电阻R2并联，则电压相等，根据电容与电量关系式，则有：‎ Q=CUC=30×10﹣6×0.24C=7.2×10﹣6 C；‎ 答：电容器上极板所带电荷量7.2×10﹣6 C，且电容器上极板带正电．‎ ‎　‎ ‎15．如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面．磁感强度随时间变化的规律是B=（6﹣0.2t）（T）已知R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF，线圈A的电阻不计．求：‎ ‎（1）闭合S后，通过R2的电流强度大小和方向．‎ ‎（2）闭合S一段时间后再断开S，S断开后通过R2的电荷量是多少？‎ ‎【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求出线圈产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求出电流强度的大小，根据楞次定律判断出感应电流的方向．‎ ‎（2）断开S，电容器放电，所带的电量全部通过R2，闭合时，根据Q=CU求出R2所带的电量．‎ ‎【解答】解：（1）由于B=6﹣0.2t，‎ 则 A线圈内产生的感应电动势：‎ S闭合后，电路中电流 方向由a→R2→b 故通过R2的电流强度大小为0.4A，方向由a→R2→b．‎ ‎（2）断开S后，通过R2的电流Q=C 故S断开后通过R2的电量是7.2×10﹣5C．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置，ab是电阻为R0‎ 的金属棒，可紧贴导轨滑动，导轨右侧连接水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计．轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B．当ab以速度v0向右匀速运动时，一带电量大小为q的颗粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并刚好从C板右侧边缘离开．求：‎ ‎（1）AC两板间的电压U；‎ ‎（2）带电颗粒的质量m；‎ ‎（3）带电颗粒的速度大小v．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；带电粒子在混合场中的运动．‎ ‎【分析】（1）棒ab向右运动时滑动时切割磁感线，产生感应电动势为E=BLv0，相当于电源，AC间的电压等于电阻R两端的电压，由串联电路分压规律求解．‎ ‎（2）带电粒子在AC间中做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，列式求解质量m．‎ ‎（3）粒子做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何关系求出轨迹半径，根据洛伦兹力提供向心力列式求解粒子的速度大小v．‎ ‎【解答】解：（1）由法拉第电磁磁感应定律，ab棒的电动势为：E=BLv0，‎ 电路电流：I=，‎ AC间电压：U=IR，‎ 解得：U=；‎ ‎（2）带电颗粒做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡有：q=mg，‎ 解得：m=；‎ ‎（3）颗粒做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得：qvB=m，‎ 颗粒运动轨迹如图所示，由几何关系可得：‎ L2+（r﹣d）2=r2，‎ 解得：v=；‎ 答：（1）AC两板间的电压为；‎ ‎（2）带电颗粒的质量为；‎ ‎（3）带电颗粒的速度大小为．‎ ‎　‎ ‎17．如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0．在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．‎ ‎（1）求初始时刻导体棒受到的安培力．‎ ‎（2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律；安培力．‎ ‎【分析】（1）由欧姆定律、安培力公式和感应电动势知识推导安培力．‎ ‎（2）导体棒向右运动时，弹力和安培力对棒做功根据功能关系求出安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1．运用能量转化及平衡条件等求出电阻R上产生的焦耳热Q．‎ ‎【解答】解：（1）初始时刻棒中感应电动势：E=BLυ0‎ 棒中感应电流：I=‎ 作用于棒上的安培力：F=BIL 联立得：F=，安培力方向水平向左 ‎（2）设安培力做功为W1．弹力做功为W弹．‎ 由动能定理得：W1+W弹=0﹣‎ 又﹣W1=Q1，﹣W弹=Ep 解得电阻R上产生的焦耳热为：Q1=mυ02﹣EP ‎（3）由能量转化及平衡条件等判断：棒最终静止于初始位置（弹簧原长处） ‎ 由能量转化和守恒得：Q=mυ02‎ 答：（1）初始时刻导体棒受到的安培力大小为，方向水平向左；‎ ‎（2）安培力所做的功W1等于EP﹣mυ02，电阻R上产生的焦耳热Q1等于mυ02﹣EP．导体棒往复运动，最终静止于初始位置（弹簧原长处）．从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为mυ02．‎