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1、名校名 推荐第十章 45 分钟章末检测卷满分 100 分一、选择题 (15 题只有一项符合题目要求， 68 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，共 48 分)1一匀强磁场的边界是 MN，MN 左侧是无场区，右侧是匀强磁场区域，如图甲所示， 现有一个金属线框以恒定速度从 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 则可能的线框是如图丙所示中的()解析：从乙图看到，电流先均匀增加后均匀减小，而线圈进入磁场是匀速运动， 所以有效长度是均匀增加的， 所以 D 项正确， B 项排除的原因是中间有段时间电流恒定不变答案： D2美国大众科学月刊网站报道，美国明尼苏达大学的
2、研究人员发现：一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示 A 为圆柱形合金材料， B 为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径现对A 进行加热，则 ()A B 中将产生逆时针方向的电流BB 中将产生顺时针方向的电流CB 线圈有收缩的趋势DB 线圈有扩张的趋势解析：合金材料加热后， 合金材料成为强磁体， 通过线圈 B 的磁通量增大，由于线圈 B 内有两个方向的磁场， 由楞次定律可知线圈只1名校名 推荐有扩张，才能阻碍磁通量的增加， C 错误、D 正确；由于不知道极性，
3、无法判断感应电流的方向， A、B 错误答案： D3(2018 肇庆市高中毕业班模拟考试 )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abC导体棒 ab 所受安培力方向水平向右D导体棒 ab 所受合力做功为零解析：由于导体棒匀速运动， 磁感应强度及长度不变， 由 EBLv可知，运动中感应电动势不变；由楞次定律可知，导体棒中的电流方向由 b 指向 a；由左手定则可知，导体
4、棒所受安培力方向水平向左；由于匀速运动，棒的动能未变，由动能定理可知，合力做的功等于零选项 A、B、C 错误， D 正确答案： D4如图甲所示， 一根电阻 R4 的导线绕成半径 d2 m 的圆，在圆内部分区域存在变化的匀强磁场， 中间 S 形虚线是两个直径均为 d 的半圆，磁感应强度随时间变化如图乙所示 (磁场垂直于纸面向外为正，电流逆时针方向为正 )，关于圆环中的感应电流 时间图象，下列选项中正确的是 ()解析： 01 s，感应电动势为E B 2d2 ，由1t S 1 2 (V)4(V)2名校名 推荐E14欧姆定律可知感应电流大小为I1 R 4 (A) (A)，由楞次定律知，感应电流为顺时针
5、方向，为负方向，结合选项知C 正确答案： C5在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡 A、B 与自感系数很大的线圈 L 和定值电阻 R 组成如图所示的电路 (线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略 )，关于这个实验下面说法中正确的是 ()A 闭合开关的瞬间， A、B 一起亮，然后A 熄灭B闭合开关的瞬间， B 比 A 先亮，然后 B 逐渐变暗C闭合开关，待电路稳定后断开开关， B 逐渐变暗， A 闪亮一下然后逐渐变暗D闭合开关，待电路稳定后断开开关， A、B 灯中的电流方向均为从左向右解析：闭合开关的瞬间，线圈中产生很大的自感电动势，阻碍电流的通过，故 B 立即亮， A 逐渐变亮随着
6、A 中的电流逐渐变大，流过电源的电流也逐渐变大，路端电压逐渐变小，故B 逐渐变暗， A错误、 B 正确；电路稳定后断开开关，线圈相当于电源，对A、B 供电，回路中的电流在原来通过 A 的电流的基础上逐渐变小，故 A 逐渐变暗， B 闪亮一下然后逐渐变暗， C 错误；断开开关后，线圈中的自感电流从左向右， A 灯中电流从左向右， B 灯中电流从右向左，故D 错误答案： B6(2018 长沙模拟 )磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年 如图所示就是磁悬浮的原理，图中 A 是圆柱形磁铁， B 是用高温超导材料制成的超导圆环将超导圆环 B 水平放在磁铁 A 上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁 A 的
7、上方空中，则 ()A 在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生感应电流；当稳定后，3名校名 推荐感应电流消失B在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在C若 A 的 N 极朝上， B 中感应电流的方向为顺时针方向 (从上往下看 )D若 A 的 N 极朝上， B 中感应电流的方向为逆时针方向 (从上往下看 )解析：在 B 放入磁场的过程中， 穿过 B 的磁通量增加， B 中将产生感应电流，因为 B 是超导体，没有电阻，所以感应电流不会消失，故 A 错误、 B 正确；若 A 的 N 极朝上，在 B 放入磁场的过程中，磁通量增加，根据楞次定律可判断 B 中感应电流的方
8、向为顺时针， C 正确、 D 错误答案： BC7(2018 山东省实验中学一诊)匀强磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图甲所示磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，磁感应强度B 随时间 t 的变化规律如图乙所示用I1、I 2、I 3 分别表示 Oa、ab、bc 段的感应电流， F1、F2、F3 分别表示金属环产生对应感应电流时其中很小段受到的安培力则()A I 1 沿逆时针方向， I2 沿顺时针方向BI2 沿顺时针方向， I3 沿逆时针方向CF1 方向指向圆心， F2 方向指向圆心DF2 方向背离圆心向外， F3 方向指向圆心解析：由题图可知，在Oa 段磁场方向垂直于纸面向里，穿过圆
9、环的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I1 沿逆时针方向，在ab 段磁场方向垂直纸面向里，穿过圆环的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流 I 2 沿顺时针方向，选项A 正确；在 bc 段磁场垂直纸面向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I 3 沿顺时针方向，选项 B 错误；由左手定则可知， Oa 段电流受到的安培力F1 方向指向圆心， ab 段电流受到的安培力F2 方向背离圆心向外，选项C 错误；bc 段电流受到的安培力F3 方向指向圆心，选项D 正确答案： AD8如图所示，在磁感应强度 B0.50 T 的匀强磁场中，两平行光滑金属导轨竖直放置， 导体棒 PQ 在竖直向上的拉力 F 的作
10、用下向4名校名 推荐下做初速度为 0、加速度 a5 m/s2 的匀加速直线运动，两导轨间距离 L1.0 m，电阻 R1.0 ，导体棒质量 m 1 kg，导体棒和导轨接触良好且电阻均不计，取g10 m/s2，则下列说法中正确的是()A 导体棒运行 2 s 时，拉力的功率为 25 WB拉力 F 所做的功等于导体棒减少的机械能Ct4 s 时，导体棒所受安培力为 5 ND导体棒运行 2 s 的过程中，通过电阻的电荷量为2.5 C解析：经时间 t，导体棒所受安培力为 FB2L2vB2L2a安BILR R t，所以 t4 s 时，导体棒所受安培力为5 N，C 对；由牛顿第二定律可5得 mg FF 安 ma
11、，代入数值可得拉力大小为F54t(N)，所以 t 2 s 时，拉力 F2.5 N，速度为 vat10 m/s，拉力功率为 PFv 25 W ，A 对；由功能关系知拉力 F 和安培力所做的功等于导体棒减少的机械能， B 错；导体棒运行 2 s 的过程中，通过电阻的电荷量BLvt为 q I t R 2R 5 C，D 错答案： AC二、非选择题 (本题 3 个小题，共 52 分)9(14 分 )(2018 江西赣州期末 )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，处在方向竖直向下，磁感应强度为 B 的匀强磁场中 质量为 m、电阻为 R/2 的导体棒与固定弹簧相连，放在
12、导轨上，导轨的电阻不计初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度 v0.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求：(1)求初始时刻导体棒受到的安培力；5名校名 推荐(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 和整个回路产生的焦耳热 Q 分别为多少；(3)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 Q1.解析： (1) 初始时刻导体棒切割磁感线产生的感应电动势EEBLv0，感应电流 I R，R 2导体棒受到的安培力FILB，2B2L2v0联立解得 F3R，方向水平向左(2)导体棒从初始
13、时刻到速度第一次为零的过程中，由动能定理有 W1Ep012mv20，得安培力所做的功 W1Ep12mv20，整个回路产生的焦耳热1Ep.Q mv0222Q 总(3)棒最终静止于初始位置，则电阻R 上产生的焦耳热 Q121mv021mv02.3323答案：(1)2B2L2v0，方向水平向左(2)Ep1mv021mv02Ep(3)1mv023R22310(18 分)如图所示，在水平面上有两条平行金属导轨 MN、PQ，导轨间距为 d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度的大小为 B，两根完全相同的金属杆 1、2 间隔一定的距离放在导轨上，且与导轨垂直它们接入电路的电阻均为 R，两杆与导轨接触
14、良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计杆 1 以初速度 v0 滑向杆 2，为使两杆不相碰，则分别在杆 2 固定与不固定两种情况下， 求最初摆放两杆时的最小距离之比解析：杆 2 固定时，设杆 1 恰好滑到杆 2 处速度为零，初始两杆距离为 x1.对杆0mv 1 应用动量定理得 B I1d t106名校名 推荐1Bdx1由法拉第电磁感应定律得E 1 t1 t1 由欧姆定律得 1 E 1 I2mRv0联立 得 x1 B2d2 杆 2 不固定时，两杆恰好不相碰，设其共同速度为 v，由动量守恒定律得 mv02mv对杆 2 应用动量定理得0mvB I2d t2设两杆恰不相碰，初始距离为x2.Bdx22由法拉
15、第电磁感应定律，E 2 t2 t2E 2由欧姆定律得 I 22RmRv0联立 得 x2 B2d2 由 知 x12.x2答案： 211(20 分)(2018 河南中原名校联考 )如图甲，在水平桌面上固定着两根相距 L20 cm、相互平行的无电阻轨道 P、Q，轨道一端固定一根电阻 R0.02 的导体棒 a，轨道上横置一根质量 m40 g、电阻可忽略不计的金属棒 b，两棒相距也为 L20 cm.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中 开始时，磁感应强度 B00.1 T，设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g 取 10 m/s2.(1)若保持磁感应强度 B0 的大小不变，从
16、 t0 时刻开始，给 b 棒施加一个水平向右的拉力， 使它由静止开始做匀加速直线运动 此拉力 F 的大小随时间 t 变化关系如图乙所示 求 b 棒做匀加速运动的加速度及 b 棒与轨道间的滑动摩擦力；(2)若从 t0 开始，磁感应强度 B 随时间 t 按图丙中图象所示的规律变化，求在金属捧 b 开始运动前，这个装置释放的热量解析： (1)F 安 B0IL EB0Lv7名校名 推荐EB0LvI RR vat22B0L a当 b 棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有FFf F 安 maB20L2a联立可得 FFf Rtma由图象可得：当t0 时， F0.4 N，当 t1 s 时， F0.5 N.代入 式，可解得 a5 m/s2，Ff0.2 N.(2)当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流I，以 b 棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大， 静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到 b 所受安培力 F安 与最大静摩擦力 Ff 相等时开始滑动感应电动势 E BtL20.02 VEI R 1 A棒 b 将要运动时，有 F安BtI L Ff 所以 Bt1 T，B根据 Bt B0t t得 t1.8 s，回路中产生的焦耳热为QI2Rt0.036 J.答案： (1)5 m/s20.2 N (2)0.036 J8