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1、第九章综合测试题本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题) 两部分。 满分 100 分，考试时间 90 分钟。第卷(选择题共 40 分)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16 题只有一项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。)1(2014大纲全国)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率()A均匀增大B先增大，后减小C逐渐增大，趋于不变D先增大
2、，再减小，最后不变答案C解析本题考查电磁感应现象中的力学问题。解 题关键要明确合力的 变化，磁铁运动过程中受到重力和磁场力，mgF 磁 ma ，随速度的增大，F 磁 增大， a 减小，最后速度趋于不变， C 正确，本 题定性考查 了磁场力的变化问题，要注意过程分析。2(2015江西上绕联考)如图所示，线圈两端与电阻和电容器相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 S 极朝下。在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中( )A通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b，线圈与磁铁相互排斥B通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a，线圈与磁铁相互排斥C电容器的 B 极板带正电，线圈与磁铁相互吸
3、引D电容器的 B 极板带负电，线圈与磁铁相互排斥答案B解析由楞次定律可知，在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中，线圈中产生的感应电流形成的磁场阻碍磁铁的插入，通 过电阻的感应电流的方向由 b 到 a，线圈与磁铁相互排斥，选项 B 项正确，A、C 错误；电容器的 B 极板带正电， 选项 D 错误。3(2014广东肇庆一模)如图所示，水平放置的平行金属导轨 MN 和 PQ 之间接有定值电阻 R，导体棒 ab 长为 L 且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒 ab 匀速向右运动，下列说法正确的是()A导体棒 ab 两端的感应电动势越来越小B导体棒 ab 中的感应电流方向是 ab
4、C导体棒 ab 所受安培力方向水平向右D导体棒 ab 所受合力做功为零答案D解析ab 棒切割磁感线产生的感应电动势的大小 EBLv，由于棒匀速运动，v 不变，又因为 B、L 不 变，所以棒 ab 产生的感应电动势不变，A 错误 ；根据右手定则可知，ab 棒中的电流方向从 b 到 a，B 错误；根据左手定则判断知，棒 ab 所受安培力方向向左，C 错误；棒 ab做匀速运动，动能不变，根据动能定理可知合力做功为零，D 正确。4(2014山西忻州四校联考) 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，现令磁感应强度 B 随时间 t 变化，先按图所
5、示的 Oa 图线变化，后来又按 bc 和 cd 变化，令 E1、E 2、E 3 分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I 1、I 2、I 3 分别表示对应的感应电流，则下列正确的是()AE 1E 2，I 1 沿逆时针方向， I2 沿顺时针方向BE 1E 2，I 1 沿顺时针方向，I 2 沿逆时针方向CE 2E 3，I 2 沿逆时针方向，I 3 沿顺时针方向DE 2E 3，I 2 沿逆时针方向， I3 沿顺时针方向答案A解析根据 E S，所以 Bt 线的斜率大小反映电动势大小，根据比 较图线的斜率Bt大小可看出 E1I1，C 错误；流 过导体某横截面的电荷量q t t t ，由于磁通量变化量
6、相同，电阻不变，所以IER tR R通过导体横截面的电荷量不变， D 正确。9(2015咸阳模拟)如图所示，两个同心金属环水平放置，半径分别为 r 和 2r，两环间有磁感应强度大小为 B、方向垂直环面向里的匀强磁场，在两环间连接有一个电容为 C 的电容器，a、 b 是电容器的两个极板。长为 r 的金属棒 AB 沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好，并绕圆心以角速度 做逆时针方向(从垂直环面向里看)的匀速圆周运动。则下列说法正确的是 ()A金属棒中有从 A 到 B 的电流B电容器 a 极板带正电C电容器两端电压为3Br22D电容器所带电荷量为CBr22答案BC解析当金属棒沿逆时针方向匀速旋转时
7、，没有感 应电流，但会产生感应电动势，由右手定则可判断出金属棒 B 端电势高于 A 端，电容器 a 板带正电，A 选项错误，B 选项正确；金属棒旋转时产生的感应电动势为 EBr Br ，则电容器两端电压为vr 2r2 3Br22，电容器所带电荷量为 ，C 选项正确， D 选项错误。3Br22 3CBr2210(2014湖北七市二模)半径为 r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为 d，如图甲所示，有一变化的磁场垂直于纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，变化规律如图乙所示。在 t0 时刻平行板之间的中心位置有一
8、电荷量为q 的粒子由静止释放，粒子的重力不计，平行板电容器的充、放电时间不计，取上板的电势为零。则以下说法中正确的是( )A第 2s 内上极板为正极B第 2s 末粒子回到了原来位置C第 2s 末两极板之间的电场强度大小为 (V/m)r210dD第 4s 末粒子的电势能为 (J)qr220答案ACD解析第 2s 内，由楞次定律可知，金属板上极板 带正电，金属板下极板带负电， A 正确；在 01s 内粒子匀加速直线运动，而在 12s 内匀减速直 线运动， 2s 末速度减小为零，则离开原来位置最远，B 错误；若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向下而向下做匀加速运动。两极板间的电场强度大小 E ，
9、C 正确；在 34s 内，带正电的粒子所Ud Bt Sd r210d受电场力方向竖直向上而向下做匀减速运动，4s 末速度减小 为零，同 时回到了原来的位置，则电势能 EpqqE ，D 正确。d2 qr220第卷(非选择题共 60 分)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(6 分)(2014北京东城模拟)如图所示，两条平行金属导轨 ab、cd 置于磁感应强度B0.5T 的匀强磁场中，两导轨间的距离 l0.6m ，导轨间连有电阻 R。金属杆 MN 垂直置于导轨上，且与轨道接触良好，现使金属杆 MN 沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电动势为 3V。由此
10、可知，金属杆 MN 滑动的速度大小为_m/s；通过电阻 R 的电流方向为_(填“ aRc”或“ cRa”)。答案10cRa解析金属杆切割磁感线产生的感应电动势大小 EBlv，v10m/s，由右手定则知电阻 R 中的 电流方向为 cRa。12(6 分) 一个面积 S410 2 m2，匝数 n100 匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直平面，磁感应强度的大小随时间变化规律如图所示，在开始 2 秒内穿过线圈的磁通量的变化率等于_，在第 3 秒末感应电动势大小为_。答案0.08Wb/s 8V解析由图象可得，在开始 2 秒内 2T/s ，则 0.08Wb/s；在第 3 秒末Bt t BStEn 8V。
11、t13(6 分) 如图所示的电路中，电容器的电容为 C、带电荷量为 q，线圈匝数为 n、横截面积为 S、电阻为 r、线圈处于一个磁感应强度均匀减小的磁场中，磁感应强度方向水平向右且与线圈平面垂直，电路中两个定值电阻的阻值分别为 r 和 2r。则电容器_(上极板，下极板)带正电，磁感应强度随时间的变化率为 _。答案下极板2qnSC解析由题图可知，向右的磁 场均匀减小，根据楞次定律，外电路 r 中的电流自右向左，所以电容器下极板带正电，由 C 得：电容器两端的电压 即电源的路端电压 U ，又由 闭qU qC合电路欧姆定律知：感应电动势 E2U ，根据法拉第电磁感应定律 En S，联立得：2qC B
12、t 。Bt 2qnSC三、论述计算题(共 4 小题，共 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(10 分)(2014青岛模拟)如图甲所示，两相互平行的光滑金属导轨水平放置，导轨间距 L0.5m，左端接有电阻 R3，竖直向下的磁场磁感应强度大小随坐标 x 的变化关系如图乙所示开始导体棒 CD 静止在导轨上的 x0 处，现给导体棒一水平向右的拉力，使导体棒以 1m/s2 的加速度沿 x 轴匀加速运动。已知导体棒质量为 2kg，电阻为 2，导体棒与导轨接触良好，其余电阻不计。求：(1)拉力随时间变化的关系式
13、；(2)当导体棒运动到 x4.5m 处时撤掉拉力，此时导体棒两端的电压；此后电阻 R 上产生的热量。答案(1) 2(2)8.1V5.4Jt220解析经时间 t 导体棒运动 的速度 vat位移 x at212产生的感应电动势为 EBLv由乙图可知：B2x对导体棒由牛顿运动定律 FBILma产生的感应电流 IER r解得：F 2t220(2)当 x4.5m 时导体棒两端电压为 U，U RER r解得：U8.1V撤力后由能的转化和守恒定律：Q 总 mv212QR Q 总 5.4JRR r15(10 分) 如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨 AB、CD 与水平面成 角放置，两导轨间距为 L，A、C
14、两点间接有阻值为 R 的定值电阻。一根质量为 m、长也为 L 的均匀直金属杆 ef 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 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，金属杆 ef 的电阻为 r，其余部分电阻不计。现让 ef 杆由静止开始沿导轨下滑。(1)求 ef 杆下滑的最大速度 vm。(2)已知 ef 杆由静止释放至达到最大速度的过程中，ef 杆沿导轨下滑的距离为 x，求此过程中定值电阻 R 产生的焦耳热 Q 和在该过程中通过定值电阻 R 的电荷量 q。答案(1) (2) (mgxsin )mgR rsinB2L2 RR r m2g2R r2sin22
15、B4L4 BLxR r解析(1)对 ef 杆，由牛顿第二定律有mgsinBILma又 I ，所以有ER r BLvR rmgsin maB2L2vR r当加速度 a 为零时，速度 v 达到最大，速度最大值vm 。mgR rsinB2L2(2)根据能量守恒定律有mgxsin mv Q 总12 2m由公式 QI 2Rt，可得 QRQr Rr又 QRQ rQ 总解得 QR Q 总 (mgxsin )RR r RR r m2g2R r2sin22B4L4由法拉第电磁感应定律有 Et又由闭合电路的欧姆定律有 IER r解得 q t 。IR r BLxR r16(11 分)(2014北京丰台一模)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 En ，这就是法拉第电磁感应定律。t(1)如图所示，把矩形线框 abcd 放
