2018-2019学年山西省晋中市平遥县第二中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版 13页

平遥二中高二年级三月考试物理试题 一、单选题（每空3分，共30分）‎ ‎1.如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A图中线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误。B图中线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确。CD图中线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故CD错误。故选B。‎ ‎2.闭合金属线圈abcd位于水平方向的匀强磁场的上方h处，由静止开始下落后进入磁场，如图所示在运动过程中，线框平面始终和磁场方向垂直，不计空气阻力，那么线框在进入磁场的过程中可能（　　）‎ A. 加速运动 B. 匀速运动 C. 减速运动 D. 静止状态 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ A、线框进入磁场时，穿过线圈的磁通量增大，产生感应电流，线圈所受向上的安培力作用，若受到的安培力小于重力，线框做加速运动，故A是可能的；‎ B、线框进入磁场时，只有当受到的安培等于重力时，线框才做匀速运动，故B是可能的；‎ C、线框进入磁场时，若受到的安培力大于重力，线框做减速运动，故C是可能的；‎ D、线框进入磁场时有一定的速度，由于惯性不可能静止，故D是不可能的；‎ 线框在进入磁场的过程中可能的故选ABC。‎ ‎【点睛】本题关键要分析线框进入磁场时的受力情况，考虑各种可能的情况，进行讨论分析。‎ ‎3. 关于楞次定律，下列说法中正确的是：（ ）‎ A. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强 B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱 C. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 D. 感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，D正确；ABC选项仅强调的是磁场，而磁通量的变化还与面积有关，故ABC错误。‎ ‎4.关于自感现象,下列说法中正确的是( )‎ A. 感应电流不一定和原电流方向相反 B. 线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大 C. 对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感系数也较大 D. 对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势电较大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、根据楞次定律，当原电流增大时，感应电动势与原电流方向相反；当原电流减小时，感应电动势与原电流方向相同；A正确。‎ B、自感系数是由线圈本身的特性决定的，与自感电动势的大小无关，B错误。‎ C、自感系数是由线圈本身的特性决定的，与电流变化的快慢无关，C错误。‎ D、根据法拉第电磁感应定律，当电流变化越快时，磁通量变化越快，自感电动势就越大，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎【点睛】自感现象是特殊的电磁感应现象，同样遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律；掌握与的联系。‎ ‎5.如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的一半，磁场垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应强度均匀变化时，在粗环内产生的电动势为E，则ab两点间的电势差为（ ）‎ A. E/2 B. E/3‎ C. 2E/3 D. E ‎【答案】C ‎【解析】‎ 粗环相当于电源，粗金属环的电阻是细金属环电阻的一半，电阻之比为1:2，内外电压之比为1:2，则ab两点间的电势差为路端电压2E/3，故应该选C ‎6.如图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻为R，匀强磁场的磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是（） ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【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．‎ ‎【详解】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。‎ ‎【点睛】本题容易产生的错误是认为金属棒的切割长度为d，感应电动势为E=Bdv，通过R的电流为．‎ ‎7.如图所示,abcd是由粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框,导体棒MN有电阻,可在ad边与bf边上无摩擦滑动,且接触良好,线框处于垂直纸面向里的匀强磁场中.当MN棒由靠ab边处向cd边匀速移动的过程中,下列说法中正确的是( )‎ A. MN棒中电流先减小后增大 B. 因为匀速移动，所以MN棒两端电压不变 C. MN棒上拉力的功率先增大后减小 D. 矩形线框中消耗的电功率先减小后增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】导体棒MN向右运动的过程中，外电阻先增大后减小，当MN运动到线框中线时，外电路的电阻最大。根据闭合电路欧姆定律得知，MN棒中的电流先减小后增大。故A正确。MN棒做匀速运动，产生的感应电动势保持不变，外电阻先增大后减小，则MN棒两端的电压先增大后减小。故B错误。MN棒做匀速运动，拉力的功率等于电路中电功率，根据得知，拉力的功率先减小后增大。故C错误。矩形线框中消耗的电功率相当于电源的输出功率，根据推论：当外电阻等于电源的内电阻时，电源的输出功率最大。由题意，线框并联部分总电阻先增大后减小，若MN棒的电阻在外电阻变化范围内，则有消耗的功率先增大后减小，故D错误。故选A。‎ ‎8.如图所示电路中，A、B、C为完全相同的三个灯泡，L是一个直流电阻不可忽略的电感线圈，a、b为线圈L的左右两端点，原来开关S是闭合的，三个灯泡亮度相同，将开关S断开后，下列说法正确的是 A. a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭 B. a点电势低于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 C. a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 D. a点电势低于b点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 开关闭合稳定时，三个灯泡亮度相同，则流过A的电流等于流过BC的，开关由闭合到断开瞬间，BC灯原来的电流瞬间消失，而线圈产生自感电动势阻碍BC灯中电流减小，并与ABC组成回路，原来两支路灯电流相等，则开关断开瞬间，电流都从原来A的值开始减小，所以三灯均过一会儿才熄灭。由于电流的方向与A的原电流的方向相反，则流过三个灯的电流的方向为逆时针方向，b点电势高于a点。故选D。‎ ‎9.如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好．从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是 (　　)．‎ A. 摩擦力大小不变，方向向右 B. 摩擦力变大，方向向右 C. 摩擦力变大，方向向左 D. 摩擦力变小，方向向左 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎　本题考查电磁感应规律和平衡条件．由法拉第电磁感应定律，ab中产生的电流的大小恒定，方向由b到a，由左手定则，ab受到的安培力方向向左下方，F＝BIL，由于B均匀变大，F变大，F的水平分量Fx变大，静摩擦力Ff＝Fx变大，方向向右，B正确．本题难度中等．‎ ‎10.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向右匀速运动，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a→b 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】‎ 试题分析：导体棒ab匀速向右运动，垂直切割磁感线，产生感应电动势，导体棒ab两端的感应电动势恒定不变，选项A错。根据右手定则，磁感线传过手心，大拇指指向导体棒运动方向，四指所指的就是电流方向即从b到a，选项B错。根据左手定则，导体棒ab所受安培力方向水平向左，选项C错。导体棒匀速运动，动能不变，根据动能定理，合外力做功等于动能变化量即等于0，选项D对。‎ 考点：电磁感应定律 二、多选题（每小题4分，选对但不全得2分，多选、错选或不选得0分，共16分）‎ ‎11.如图所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直．当线框向右匀速平动时，下列说法中正确的是( )‎ A. 穿过线框的磁通量不变化，MN间无感应电动势 B. MN这段导体做切割磁感线运动，MN间有电势差 C. MN间有电势差，所以电压表有示数 D. 因为有电流通过电压表，所以电压表有示数 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 穿过线框的磁通量不变化，线框中无感应电流，但ab、MN、dc都切割磁感线，它们都有感应电动势，故A错，B对．无电流通过电压表，电压表无示数，C、D错．‎ ‎12.如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入两板间，在下列几种情况下，电子将向M板偏转的有 (　　)‎ A. 开关S接通的瞬间 B. 断开开关S的瞬间 C. 接通开关S后，变阻器的滑动触头向右迅速滑动时 D. 接通开关S后，变阻器的滑动触头向左迅速滑动时 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由安培定则得下方的电流产生的磁场的方向N极向上，S向下；开关K接通瞬间，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律知在上线圈中感应出上正下负的电动势，电子向M板偏转，A正确；断开开关K瞬间，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律知在上线圈中感应出上负下正的电动势，电子向N板偏转，B错误；接通K后，变阻器滑动触头向右迅速滑动，电阻增大，电流减小，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律知在上线圈中感应出上负下正的电动势，电子向N板偏振，C错误；接通K后，变阻器滑动触头向左迅速滑动，电阻减小，电流增大，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律知在上线圈中感应出上正下负的电动势，电子向M板偏振，D正确；故选AD。‎ ‎13.如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接；导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上。若导体棒ab以一定初速度v下滑，则关于ab棒下列说法中正确的为 ( )‎ A. 所受安培力方向水平向右 B. 可能以速度v匀速下滑 C. 刚下滑的瞬间ab棒产生的电动势为BLv D. 减少的重力势能等于电阻R上产生的内能 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 试题分析：导体棒ab以一定初速度下滑，导体棒和定值电阻组成的闭合回路磁通量减小，根据楞次定律，产生的感应电流自b到a，左手判断安培力水平向右，选项A对。如下图，若安培力和重力的合力垂直导轨向下，则沿导轨方向合力为0，即没有摩擦力，那么导体棒将做匀速直线运动，选项B对。刚下滑瞬间速度在垂直磁场的分速度为，所以产生的感应电动势为,选项C错。下滑过程重力势能减少，感应电流在电阻上产生焦耳热，还可能伴随动能的增加，即使没有动能的增加，减少的重力势能也应该等于和上面产生的热量选项D错。‎ 考点：电场感应 楞次定律 功能关系 ‎14.如图所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则( )‎ A. G1表的指针发生偏转 B. G2表的指针发生偏转 C. G1表的指针不发生偏转 D. G2表的指针不发生偏转 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ab导线与G电表形成回路，导线框向右运动时，回路中磁通量增加，产生感应电流，故两电表均有电流．‎ 三、填空题（每空4分，共20分）‎ ‎15.如图9，导体框内有一垂直于框架平面的匀强磁场，磁感应强度为0.12T，框架中的电阻R1=3Ω，R2=2Ω，其余部分电阻均不计，导体棒AB在磁场中的长度为0.5m，当AB以10m/s速度匀速沿着导体框移动时，所需外力F= N，产生功率P= W，通过R2上的电流I2= A。‎ ‎【答案】0.03 0.3 0.2‎ ‎【解析】‎ 由法拉第电磁感应定律可知感应电动势E=BLv=0.6V,由欧姆定律I=E/R=,安培力F=BIL=0.03N，拉力功率P=Fv=0.3W，由欧姆定律可知通过R2上的电流为0.2A ‎16.如图所示,半径为r的n匝线圈在边长为L的正方形abcd之外,匀强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域,当磁场以△B/△t的变化率变化时,线圈产生的感应电动势大小为____________‎ ‎【答案】NL2‎ ‎【解析】‎ 因为中面积的代入要用有效面积，所以 根据感应电动势的计算公式：‎ 思路分析：有效面积选择正确后，根据感应电动势的计算公式直接计算。‎ 试题点评：考查有效面积的判断 ‎17.如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电微粒静止于平行板（两板水平放置）电容器中间，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为________（设线圈的面积为s）‎ ‎【答案】mgd/nsq ‎【解析】‎ ‎【详解】磁场均匀增加时，由楞次定律可判断上极板带正电．所以平行板电容器的板间的电场方向向下，带电粒子受重力和电场力平衡，所以粒子带负电．带电粒子受重力和电场力平衡得：mg=F；，U=nS；磁感应强度的变化率 四、计算题（18小题14分，19小题20分，共34分）‎ ‎18.截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，如图所示，磁感应强度正按＝0.02T/s的规律均匀减小，开始时S未闭合。R1＝4Ω，R2=6Ω，C=30µF，线圈内阻不计。求：‎ ‎（1）S闭合后，通过R2的电流大小；‎ ‎（2）S闭合后一段时间又断开，则S切断后通过R2的电量是多少？‎ ‎【答案】（1）0.04A （2）7.2×10-6C ‎【解析】‎ 试题分析：线圈平面垂直处于匀强磁场中，当磁感应强度随着时间均匀变化时，线圈中的磁通量发生变化，从而导致出现感应电动势，产生感应电流．由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小．再由闭合电路的殴姆定律可求出电流，从而得出电阻两端电压，最终确定电量．‎ ‎（1）磁感应强度变化率的大小为，B逐渐减弱 故感应电动势为 感应电流为 ‎（2）两端的电压为 则电量为 ‎19.如图所示，间距为L的足够长的平行光滑导轨由两部分组成：倾斜部分倾角为θ，与水平部分平滑相接，在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻。质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上，在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场。闭合开关S，让金属杆MN从图示位置由静止释放，已知金属杆运动到水平导轨前，已经达到最大速度，不计导轨电阻，金属杆始终与导轨接触良好，重力加速度为g。求：‎ ‎(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速度Vm ；‎ ‎(2)金属杆MN在倾斜导轨上运动，速度未达到最大速度Vm前，当流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中，通过定值电阻的电荷量为q，求这段时间内在定值电阻上产生的焦耳热Q；‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）金属杆MN在倾斜导轨上滑行的速度最大时，其受到的合力为零，对其受力分析，可得：mgsin θ－BIL＝0 ‎ 根据欧姆定律可得：I＝ ‎ 解得：vm＝ ‎ ‎（2）设在这段时间内，金属杆运动的位移为x，由电流的定义可得：q＝Δt 根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律得： ‎ 解得：x＝ ‎ 设电流为I0时金属杆的速度为v0，根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律，可得：‎ I0＝ ‎ 此过程中，电路产生的总焦耳热为Q总，‎ 由功能关系可得：mgxsin θ＝Q总＋mv ‎ 定值电阻产生的焦耳热Q＝Q总 ‎ 解得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎