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1、和诚学校和诚学校 2017-20182017-2018 高二高二 3 3 月月考物理试卷月月考物理试卷一、选择题一、选择题1. 如图甲所示,在 2Lx0 的区域内存在着匀强磁场,磁场的方向垂直于 xOy 平面(纸面)向里,具有一定电阻的矩形线框 abcd 位于 xOy 平面内,线框的 ab 边与 y 轴重合,bc 边长为L令线框从 t=0 的时刻起由静止开始沿 x 轴正方向做匀加速运动,则线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间 t 的函数图象可能是图中的哪一个( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析:分三段研究:线框进入磁场的过程:磁通量增加,根据楞次定律分析可知,
2、感应电流的方向为逆时针方向,电流为正值;感应电流大小,则知,I 与t 成正比;设此过程所用时间为 ,则有,得(a 是线框的加速度)线框完全进入磁场的过程中,穿过线框的磁通量不变,没有感应电流产生根据运动学规律知,此过程所用时间为;线框穿出磁场的过程:磁通量减小,根据楞次定律分析可知,感应电流的方向为顺时针方向,电流为负值;感应电流大小此过程所用时间为;根据数学知识分析得知,D 正确考点:考查了导体切割磁感线运动2. 如图所示,在铁芯 P 上绕着两个线圈 a 和 b,则:( )A. 线圈 a 输入正弦交变电流,线圈 b 可输出恒定电流B. 线圈 a 输入恒定电流,穿过线圈 b 的磁通量一定为零C
3、. 线圈 b 输出的交变电流不对线圈 a 的磁场造成影响D. 线圈 a 的磁场变化时,线圈 b 中一定有电场【答案】D考点:电磁感应现象及楞次定律。视频3. 如图甲所示,导体棒 MN 置于水平导轨上,PQMN 所围的面积为 S,PQ 之间有阻值为 R 的电阻,不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场,规定磁场方向竖直向上为正,在 0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示,导体棒 MN 始终处于静止状态。下列说法正确的是( )A. 在 0 和 时间内,导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同B. 在 0 内,通过导体棒的电流方向为 N 到 MC. 在 内,通过电阻 R 的电流大小为D
4、. 在 0时间内,通过电阻 R 的电荷量为【答案】B【解析】由图乙所示图象可知,0t0内磁感应强度减小,穿过回路的磁通量减小,由楞次定律可知,为阻碍磁通量的减少,导体棒具有向右的运动趋势,导体棒受到向左的摩擦力,在 t02t0内,穿过回路的磁通量增加,为阻碍磁通量的增加,导体棒有向左的运动趋势,导体棒受到向右的摩擦力,在两时间段内摩擦力方向相反,故 A 错误;由图乙所示图象可知,在 0t0内磁感应强度减小,穿过闭合回路的磁通量减少,由楞次定律可知,感应电流沿逆时针方向,通过导体棒的电流方向为 N 到 M,故 B 正确;由图乙所示图象,应用法拉第电磁感应定律可得,在 t02t0内感应电动势:,感
5、应电流为:,故 C 正确;由图乙所示图象,应用法拉第电磁感应定律可得,在 0t0内感应电动势:,感应电流为:,电荷量:q1=I1t1=;由图乙所示图象,应用法拉第电磁感应定律可得,在 t02t0内感应电动势:,感应电流为:,电荷量 q2=I2t2=,在 02t0时间内,通过电阻 R 的电荷量 q=q1+q2=,故 D 错误;故选 BC点睛:本题考查了判断摩擦力的方向、判断电流方向、求感应电流、求电荷量等问题,应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题;要全面正确理解楞次定律“阻碍”的含义4. 在图中,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流 i 随时间 t
6、 的变化关系如右图所示。在 0T/2 时间内,直导线中电流向上。则 :( )A. 在 0T/2 时间内,感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左B. 在 0T/2 时间内,感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右C. 在 T/2T 时间内,感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右D. 在 T/2T 时间内,感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左【答案】A【解析】在时间内,直线电流方向向上,知导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐减小,则磁场逐渐减弱,根据楞次定律,金属线框中产生顺时针方向的感应电流。根据左手定则,知金属框左边受到的安培力方向水平向左,右边受到
7、的安培力水平向右,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属框所受安培力的合力水平向左,A 正确 B 错误;在时间内,直线电流方向向下,根据安培定则,知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生顺时针方向的感应电流。根据左手定则,知金属框左边受到的安培力方向水平向右,右边受到的安培力水平向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属框所受安培力的合力水平向右,CD 错误5. 如图所示,竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨,宽度均为 L,上方连接一个阻值为 R 的定值电阻,虚线
8、下方的区域内存在磁感应强度为 B 的匀强磁场。两根完全相同的金属杆 1 和 2 靠在导轨上,金属杆长度与导轨宽度相等且与导轨接触良好、电阻均为 r、质量均为 m;将金属杆 l 固定在磁场的上边缘,且仍在磁场内,金属杆 2 从磁场边界上方 h0 处由静止释放,进入磁场后恰好做匀速运动。现将金属杆 2 从离开磁场边界 h(h0 的一侧存在垂直 xOy 平面且方向竖直向下的磁场,磁感强度大小按 B=kx 规律变化(其中 k 是一大于零的常数) 。一根质量为 m 的金属杆垂直跨搁在光滑的金属导轨上,两者接触良好。当 t=0 时直杆位于 x=0 处,其速度大小为 v0,方向沿 x 轴正方向,在此后的过程
9、中,始终有一个方向向左的变力 F 作用于金属杆,使金属杆的加速度大小恒为 a,加速度方向一直沿 x 轴的负方向求:(1)金属杆向右运动至 t=0 时刻时所在位置处的磁感应强度 B 的大小。(2)闭合回路中感应电流持续的时间有多长?(3)当金属杆的速度为 v0/2 时,闭合回路的感应电动势多大?此时作用于金属杆的外力 F多大?【答案】 (1)(2)(3); 【解析】试题分析:(1)杆做匀变速直线运动,由位移公式可知:金属杆向右运动至 t0时刻时的位移,所以此时的磁感应强度(2)杆先向右做匀减速运动,后向左做匀加速运动,最后会离开磁场,设 t 为在磁场区内向右做匀减速直线运动的时间,则 v0-at=0,根据对称性可得:感应电流的持续时间:(3)设 x1为金属杆的速度大小为时它所在的坐标,由速度位移关第,解得,此时回路中的感应电动势当金属杆沿 xl轴正方向运动时,由牛顿第二定律得:F+BdI=ma由欧姆定律解得外力。同理可以求出,当金属杆沿 xl轴正方向运动时,外力考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律