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1、高二物理限时训练 3一、选择题（本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。16 题在给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，78 题在给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 ）1在如图所示的电路中，a、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S 为开关关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ）A合上开关，a 先亮，b 逐渐变亮；断开开关， a、b 同时熄灭B合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；断开开关， a 先熄灭，b 后熄灭C合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；断开开关， a、b 同时熄灭D合上开关
2、，a、b 同时亮；断开开关， b 先熄灭，a 后熄灭答案C解析合上开关 S 后，电流由零突然变大，电感线圈产生较大的感应电动势，阻碍电流的增大，故 IbIa，随电流逐渐增大至稳定过程，电感的阻碍作用越来越小，故合上开关， b 先亮，a 逐渐变亮；开关 S 断开后，虽然由于电感 L 产生自感电动势的作用，灯 a、b 回路中电流要延迟一段时间熄灭，且同时熄灭，故选 C.2一根直导线长 0.1m，在磁感应强度为 0.1T 的匀强磁场中以 10m/s 的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势的说法错误的是（ ）A一定为 0.1V B可能为零 C可能为 0.01V D最大值为 0.1V答案A解析当公式
3、EBlv 中 B、l 、v 互相垂直而导体切割磁感线运动时感应电动势最大：Em Blv0.10.110V0.1V ，考虑到它们三者的空间位置关系，B、C、D 正确，A 错3如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于 O 点，将圆环拉至某一位置并释放，圆环摆动过程中（环平面与磁场始终保持垂直）经过有界的水平匀强磁场区域，A、B 为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则（ ）A圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度B在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流C圆环最终将静止在最低点D圆环进入磁场后，离最低点越近速度越大，感应电流也越大答案B解析在圆环进入和穿出磁场的过程中环中磁通量发生变化，有感应电流产生，
4、即圆环的机械能向电能转化，其机械能越来越小，上升的高度越来越低，选项 A 错误，B 正确；但在环完全进入磁场后，不再产生感应电流，选项 C 错误；最终圆环将不能摆出磁场，从此再无机械能向电能转化，其摆动的幅度不再变化，选项 D 错误4两块水平放置的金属板间的距离为 d，用导线与一个 n 匝线圈相连，线圈电阻为 r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻 R 与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为 m、电荷量q 的油滴恰好处于静止则线圈中的磁感应强度 B 的变化情况和磁通量的变化率分别是()A磁感应强度 B 竖直向上且正增强， t dmgnqB磁感应强度 B 竖直向下且正增强， t dmgnqC磁感应
5、强度 B 竖直向上且正减弱， t ()Rr2D磁感应强度 B 竖直向下且正减弱， t ()dmgRrnq答案C解析油滴静止说明电容器下极板带正电，线圈中电流自上而下(电源内部) ，由楞次定律可以判断，线圈中的磁感应强度 B 为向上的减弱或向下的增强又 En tUR ERR rmgqURd由式可解得： t mgdR rnRq5如图所示，在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为 L.现将宽度也为 L 的矩形闭合线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是（ ）答案D解析由楞次定
6、律可知，当矩形导线框进入磁场和出磁场时，磁场力总是阻碍物体的运动，方向始终向左，所以外力 F 始终水平向右，因安培力的大小不同，故选项 D 是正确的，选项 C 是错误的当矩形导线框进入磁场时，由法拉第电磁感应定律判断，感应电流的大小在中间时是最大的，所以选项 A、B 是错误的6如下图所示，在匀强磁场中，MN 和 PQ 是两条平行的金属导轨，ab 和 cd 为串有电压表和电流表的两根金属棒，当两棒以相同速度向右运动时，正确的有（ ） A电压表有读数，电流表有读数B电压表无读数，电流表无读数C电压表有读数，电流表无读数D电压表无读数，电流表有读数7如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨间距为 l，之
7、间接有定值电阻 R，质量为 m 的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒的电阻为 r，导轨电阻不计。整个装置放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力 F 作用下先加速上升的一段时间，再达到稳定状态。则下列说法中正确的是（ ）A棒达到稳定状态时，通过它的电流为 FmgIBlB棒达到稳定状态时 ，其速度为 2()RvC棒达到稳定状态前，其加速度一直在减小D整个过程中，棒所受安培力做功在数值上等于棒上产生的焦耳热8如图所示，相距为 d 的两条水平虚线 L1、L 2 之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈 abcd 边长为 L（L 、或
8、r，且 R 外 的最小值 Rminr，则导线框上消耗的电功率是先减小后增大综上所述，B、C、D 均可选3如图所示，足够长的两根相距为 0.5m 的平行光滑导轨竖直放置，导轨电阻不计，磁感应强度 B为 0.8T 的匀强磁场的方向垂直于导轨平面两根质量均为 0.04kg 的可动金属棒 ab 和 cd 都与导轨接触良好，金属棒 ab 和 cd 的电阻分别为 1 和 0.5，导轨最下端连接阻值为 1 的电阻 R，金属棒 ab 用一根细绳拉住，细绳允许承受的最大拉力为 0.64N现让 cd 棒从静止开始落下，直至细绳刚被拉断，此过程中电阻 R 上产生的热量为 0.2J(g 取 10m/s2)求：(1)此
9、过程中 ab 棒和 cd 棒产生的热量 Qab 和 Qcd；(2)细绳被拉断瞬间，cd 棒的速度 v；(3)细绳刚要被拉断时，cd 棒下落的高度 h.答案(1)0.2J 0.4J(2)3m/s (3)2.45m解析(1)Q ab QR0.2J ，由 QI 2Rt，I cd2I ab.所以 Qcd Qab4 0.2J0.4J.I2cdRcdI2abRab 12(2)绳被拉断时 BIabLmgF T，EBLv,2I abERcd RRabR Rab解上述三式并代入数据得 v3m/s(3)由能的转化和守恒定律有 mgh mv2Q cdQ abQ R12代入数据得 h2.45m4如图所示，a、b 是两
10、根平行直导轨，MN 和 OP 是垂直跨在 a、b 上并可左右滑动的两根平行直导线，每根长为 l，导轨上接入阻值分别为 R 和 2R 的两个电阻和一个板长为 L、间距为 d 的平行板电容器整个装置放在磁感应强度为 B、垂直导轨平面的匀强磁场中当用外力使 MN 以速率2v 向右匀速滑动、 OP 以速率 v 向左匀速滑动时，两板间正好能平衡一个质量为 m 的带电微粒，试问：(1)微粒带何种电荷？电荷量是多少？(2)外力的功率和电路中的电功率各是多少？6答案(1)负电 (2) mgdBlv 3B2l2v2R 3B2l2v2R解析(1)当 MN 向右滑动时，切割磁感线产生的感应电动势 E12Blv，方向
11、由 N 指向 M.OP 向左滑动时产生的感应电动势 E2Blv，方向由 O 指向 P.两者同时滑动时，MN 和 OP 可以看成两个顺向串联的电源，电路中总的电动势：EE 1E 23Blv，方向沿 NMOPN.由全电路欧姆定律得电路中的电流强度 I ，方向沿 NMOPN.ER 2R BlvR电容器两端的电压相当于把电阻 R 看做电源 NM 的内阻时的路端电压，即UE 1IR2Blv RBlvBlvR由于上板电势比下板高，故在两板间形成的匀强电场的方向竖直向下，可见悬浮于两板间的微粒必带负电设微粒的电荷量为 q，由平衡条件 mgEq q，得 q Ud mgdU mgdBlv(2)NM 和 OP 两
12、导线所受安培力均为 FBIl B l ，其方向都与它们的运动方向相BlvR B2l2vR反两导线都匀速滑动，由平衡条件可知所加外力应满足条件 F 外 FB2l2vR因此，外力做功的机械功率 P 外 F2vFv3Fv .3B2l2v2R电路中产生感应电流总的电功率 P 电 IE 3BlvBlvR 3B2l2v2R可见，P 外 P 电 ，这正是能量转化和守恒的必然结果5如图所示，P、Q 为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为 L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为 B1 的匀强磁场中一导体杆 ef 垂直于 P、Q 放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动质量为 m、每边电阻均为 r、边长为
13、L2 的正方形金属框 abcd 置于竖直平面内，两顶点 a、b 通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为 B2 的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态不计其余电阻和细导线对 a、b 点的作用力(1)通过 ab 边的电流 Iab 是多大？(2)导体杆 ef 的运动速度 v 是多大？答案(1) (2)3mg4B2L2 3mgr4B1B2L1L2解析(1)设通过正方形金属框的总电流为 I，ab 边的电流为 Iab，dc 边的电流为 Idc，则 Iab I34Idc 14金属框受重力和安培力，处于静止状态，有 mgB 2IabL2 B2IdcL2由，解得 Iab3mg4B2L2(2)由(1)可得 I mgB2L2设导体杆切割磁感线产生的电动势为 E，有 EB 1L1v设 ad、dc、bc 三边电阻串联后与 ab 边电阻并联的总电阻为 R，则 R r34根据闭合电路欧姆定律，有 I ER由，解得 v3mgr4B1B2L1L2
