卷子答案网-一个不只有答案的网站2022-2023学年四川省绵阳市南山重点学校高二（下）期中物理试卷
1. 下列各图所描述的物理情境，有感应电流产生的是( )
A. 图甲中条形磁体附近的金属框从位置向位置运动，金属框中有感应电流
B. 图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴匀速转动时，线圈中有感应电流
C. 图丙中开关闭合稳定后，线圈中有感应电流
D. 图丁中线圈垂直于磁场方向在磁场中向右平移时，线圈中有感应电流
2. 穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度抛出，且棒与磁场垂直，设棒在下落过程中取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将( )
A. 保持不变 B. 越来越大 C. 越来越小 D. 无法判断
4. 如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为的金属杆在平行金属导轨上以速度向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为，电阻为，间电阻为，、两点间电势差为，则、两点电势的高低及的大小分别为( )
A. 点电势高， B. 点电势高，
C. 点电势高， D. 点电势高，
5. 如图所示，要使金属环向线圈运动，导线在金属导轨上应( )
A. 向右做减速运动 B. 向左做匀速运动 C. 向右做匀速运动 D. 向左做加速运动
6. 如图所示，两光滑平行金属导轨间距为，直导线垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为。电容器的电容为，除电阻外，导轨和导线的电阻均不计。现给导线一初速度，使导线向右运动，当电路稳定后，以速度向右做匀速运动时( )
A. 电容器两端的电压为零
B. 电阻两端的电压为
C. 电容器所带电荷量为
D. 为保持匀速运动，需对其施加的拉力大小为
7. 如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在到的时间间隔内，直导线中电流发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流正方向与图中箭头方向相同，则随时间变化的图线可能是( )
A. B.
C. D.
8. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以图中所示的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边、两点间的电势差绝对值最大的是( )
A. B.
C. D.
9. 如图甲所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为，以磁场区左边界为轴建立坐标系，磁场区在轴方向足够长，在轴方向宽度均为。矩形导线框的边与轴重合，边长为。线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场垂直。以逆时针方向为电流的正方向，线框中感应电流与线框移动距离的关系图象正确的是图乙中的( )
A. B.
C. D.
10. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数，线圈面积，线圈的电阻。线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求( )
A. 内电流由经电阻流向
B. 内线圈内产生的感应电动势为
C. 第时电阻消耗的功率
D. 前内通过的电荷量为
11. 如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框沿纸面由位置匀速运动到位置。则( )
A. 导线框进入磁场时，感应电流方向为
B. 导线框离开磁场时，感应电流方向为
C. 导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向右
D. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向左
12. 如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为、间距为，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。现有一根长度稍大于、电阻不计的金属棒从轨道最低位置开始，在拉力作用下以初速度向右沿轨道做匀速圆周运动至处，则该过程中( )
A. 通过的电流方向由外向内 B. 通过的电流方向由内向外
C. 上产生的热量为 D. 流过的电荷量为
13. 如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框，现将导体框分别朝两个方向以、速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中( )
A. 导体框中产生的感应电流方向不相同 B. 导体框中产生的焦耳热相同
C. 导体框边两端电势差相同 D. 通过导体框截面的电量相同
14. 如图所示，竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距，导轨间接有一阻值为的定值电阻，质量为，电阻为的导体棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，现将导体棒由静止释放，导体棒下落高度为时开始做匀速运动，在此过程中( )
A. 导体棒的最大速度为
B. 通过定值电阻的电荷量为
C. 导体棒克服安培力做的功等于定值电阻上产生的热量
D. 重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量
15. 学习楞次定律的时候，老师往往会做如下图所示的实验。图中，、都是很轻的铝环，环是闭合的，环是不闭合的。、环都固定在一根可以绕点自由转动的水平细杆上，开始时整个装置静止。当条形磁铁极垂直环靠近时，环将 ；当条形磁铁极垂直环靠近时，环将 。填“靠近磁铁”、“远离磁铁”或“静止不动”
16. 学习楞次定律的时候，老师往往会做下图所示的实验．一灵敏电流计电流表，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转．现把它与一个线圈串联，试就如图中各图指出：
图中磁铁向下运动，灵敏电流计指针的偏转方向为 填“偏向正极”或“偏向负极”
图中磁铁向下运动，磁铁下方的极性是 填“极”或“极”
图中磁铁的运动方向是 填“向上”或“向下”
图中磁铁向下运动，线圈从上向下看的电流方向是 填“顺时针”或“逆时针”
17. 如图，这是研究自感现象的实验原理图，图中是插有铁芯的自感线圈，、是规格相同的两个灯泡，回答下列问题：
在闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片移到_________。填“最左”或“最右”端。
闭合开关，调节变阻器、使得两个灯泡的亮度相同后断开开关，断开开关的瞬间，流过灯泡的电流方向_________填“向左”或“向右”，流过灯泡的电流方向_________填“向左”或“向右”。
要观察到断开电路时，灯泡亮一下再熄灭，滑动变阻器接入电路的电阻阻值应_________填“大于”或“小于”自感线圈的电阻阻值。
18. 如图所示，是面积为、匝的圆形金属线圈，其总电阻，线圈处在逐渐增大的均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈中的磁通量在按图所示规律变化，线圈与阻值的电阻连接，不计电压表对电路的影响．求：
感应电动势的大小；
通过的电流大小和方向写或；
电压表的示数．
19. 如图所示，为间距足够长的光滑平行导轨，导轨平面与水平面间的夹角，、间连接有一个阻值的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为。将一根质量为的金属棒紧靠放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至处时达到稳定速度。已知金属棒沿导轨下滑过程中始终与平行，不计金属棒和导轨的电阻。求：
金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；
金属棒到达处的速度大小；
已知金属棒从运动到过程中，通过电阻的电荷量为，求此过程中电阻产生的焦耳热。
20. 如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为，宽度为，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为。质量为的导体棒垂直于导轨放置，距离顶端，接入电路的电阻为，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为。在导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。先固定导体棒，后让由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光。重力加速度取，，。求：
时流过小灯泡的电流大小和方向；
小灯泡稳定发光时导体棒运动的速度；
从时刻到棒刚开始匀速运动这一过程中流经棒的电荷量为，求这一过程中棒产生的热量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查感应电流的产生条件。
感应电流的产生条件是闭合电路中的磁通量发生变化，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.图甲中条形磁体附近的金属框从位置向位置运动，穿过金属框的通量发生变化，有感应电流，故A正确；
B.图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，没有感应电流，故 B错误；
C.图丙中开关闭合稳定后，线圈中磁通量不变，没有感应电流，故 C错误；
D.图丁中线圈垂直于磁场方向在磁场中向右平移时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流，故D错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
根据法拉第电磁感应定律，哪一段时间内磁通量变化率最小，则产生的感应电动势最小。
解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律，知道感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
【解答】
图线斜率表示磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应定律知，在内磁通量与时间的图线斜率最小，则磁通量变化率最小，感应电动势最小．故D正确，ABC错误。
故选D。
3.【答案】
【解析】金属棒做平抛运动的过程中，水平方向的分速度不变，因而切割磁感线的速度不变，故棒上产生的感应电动势大小不变。
故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据右手定则判断导体棒中电流方向；根据导体棒切割磁感线产生的感应电动势得出导体棒两端的电压；
本题是右手定则和电路问题在电磁感应现象中的综合题目。
【解析】
由右手定则可以判定导体棒中电流的方向为由到，因此点电势高；
导体棒切割磁感线的有效长度是 ，根据法拉第电磁感应定律有
再根据闭合电路欧姆定律可知、两点间电势差
，故ACD均错误，B正确；
故选B。
5.【答案】
【解析】
【分析】
导线运动时，切割磁感线产生感应电流，由右手定则判断出感应电流的方向．感应电流流过线圈，产生磁场，就有磁通量穿过环，根据安培定则判断感应电流产生的磁场方向，根据楞次定律确定环的运动情况，再选择符合题意的选项。
【解答】
A.导线向右减速运动时，导线中产生的感应电动势和感应电流减小，线圈产生的磁场减弱，穿过环中的磁通量减小，则根据楞次定律可知环将靠近线圈，以阻碍磁通量的减小，故A正确；
导线做匀速运动时，导线中产生的感应电动势和感应电流恒定不变，线圈产生的磁场恒定，穿过环中的磁通量不变，不产生感应电流，不受到安培力，则环不动，故BC错误；
D.导线向左加速运动时，导线中产生的感应电动势和感应电流增加，线圈产生的磁场增大，穿过环中的磁通量增大，则根据楞次定律可知环远离线圈，以阻碍磁通量的增加，故D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】解：
A、当导线匀速向右运动时，导线所受的合力为零，说明导线不受安培力，电路中电流为零，故电阻两端没有电压。此时导线产生的感应电动势恒定，根据闭合电路欧姆定律得知，电容器两板间的电压为故AB错误。
C、电容器两板间的电压为，则电容器所带电荷量，故C正确；
D、因匀速运动后所受合力为，而此时无电流，不受安培力，则无需拉力便可做匀速运动，故D错误。
故选：。
当电路稳定后，以速度向右做匀速运动时，导线产生的感应电动势恒定，对电容器不充电也放电，电路中无电流，电容器两板间的电压等于感应电动势，即可求出电荷量。匀速时，电路中没有电流，不受安培力，无需拉力。
本题要紧紧抓住导体棒做匀速运动这个条件进行分析，导体棒切割磁感线产生感应电动势，电路中并没有电流，电阻上没有电压。
7.【答案】
【解析】A.电流先正向减小，电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相同也是向里，再根据安培定则可知，感应电流方向为顺时针方向，合力方向与线框左边所受力方向都向左；然后电流反向增大，在此过程，电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，再根据安培定则可知，感应电流方向为顺时针方向，合力方向与线框左边所受力方向都向右，故A正确；
电流反向减小，电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相同也是向外，再根据安培定则可知，感应电流方向为逆时针方向，故B、D错误；
C.由项分析和图可知，线框受到的安培力水平向左不变，不符合题安培力的合力先水平向左、后水平向右，故C错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】线框在磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，选项AC图中、两点间电势差的绝对值为边两端的电压，为
同理，选项B图中、两点间电势差的绝对值为
选项D图中、两点间电势差的绝对值为
显然，线框一边、两点间的电势差绝对值最大的是图。
故选B。
9.【答案】
【解析】线圈进入磁场，在进入磁场 的过程中，感应电动势为
感应电流
根据右手定则，可知电流的方向为逆时针方向，为正；在 的过程中，感应电动势为
感应电流
根据右手定则，可知电流的方向为顺时针方向，为负；在 的过程中，感应电动势为
感应电流
根据右手定则，可知电流的方向为逆时针方向，为正。
故选C。
10.【答案】
【解析】由图像可知内
根据
由闭合电路欧姆定律得
则第时电阻消耗的功率为
故B错误、C正确；
D.前内通过的电荷量
故D正确；
A.内垂直纸面向里的磁感应强度均匀减小，则磁通量减小，由楞次定律可知感应电流为顺时针，则电流由经电阻流向，故A错误。
故选CD。
11.【答案】
【解析】A.导线框进入磁场时，穿过线框的磁通量向外增大，根据楞次定律可知感应电流方向为 ，由左手定则可知，导线框受到的安培力方向水平向左，故AC错误；
B.导线框离开磁场时，穿过线框的磁通量向外减小，根据楞次定律可知感应电流方向为 ，由左手定则可知，导线框受到的安培力方向水平向左，故BD正确。
故选BD。
12.【答案】
【解析】棒运动至处的过程中，闭合回路中的磁通量减小，再由楞次定律及安培定则可知，回路中电流方向为逆时针方向从上向下看，则通过的电流为由外向内，故A对，错。通过的电荷量为，错。上产生的热量为，对。
13.【答案】
【解析】A.由楞次定律知两种情况，磁通量都减小，故两者的电流方向相同，故A错误；
B.由功能关系可得
则
故B错误；
C.以拉出时，为用电器，则
以拉出时，为电源，两端电压为路端电压，则
故C错误；
D.通过导体框截面的电量
故D正确。
故选D。
14.【答案】
【解析】
【分析】
本题运用功能关系分析实际问题；对于动能定理理解要到位：合力对物体做功等于物体动能的增量。
由欧姆定律求解电流；导体棒匀速运动时速度最大，利用平衡条件，求解最大速度；根据，求解电量；根据功能关系分析功与热量及动能增量的关系。
【解答】
A.金属棒由静止释放后，当时，速度最大，即，解得，项错误；
B.此过程通过电阻的电荷量，项正确；
C.导体棒克服安培力做的功等于整个电路产生的热量，项错误；
D.由动能定理知对导体棒有，项正确。
故选BD。
15.【答案】远离磁铁 静止不动
【解析】解：当条形磁铁极垂直环靠近时，穿过环的磁通量增加，环闭合产生感应电流，磁铁对环产生安培力，阻碍两者相对运动，环将远离磁铁．
当条形磁铁极垂直环靠近时，环中不产生感应电流，磁铁对环没有安培力作用，环将静止不动．
故本题答案是：远离磁铁；静止不动．
当条形磁铁极垂直环靠近时，穿过环的磁通量增加，环闭合产生感应电流，根据楞次定律判断环的运动情况．
当条形磁铁极垂直环靠近时，环不闭合，不产生感应电流，根据有无安培力判断环的运动情况．
本题也可以根据楞次定律的另一种表述：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动来直接判断．
16.【答案】 偏向正极 极 向上 顺时针
【解析】磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向下，根据楞次定律感应电流方向俯视为逆时针方向，从正接线柱流入电流计，指针偏向正极．
由图可知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，又磁通量增加，根据楞次定律可知，磁铁下方为极．
磁场方向向下，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，磁通量减小，磁铁向上运动．
磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向上，根据楞次定律感应电流方向俯视为顺时针方向．
17.【答案】 最左 向左 向右 大于
【解析】滑动变阻器是限流式接法，在闭合开关之前，应将滑动变阻器的有效电阻调至最大，故滑片移到最左端。
断开开关的瞬间，线圈和滑动变组器，两灯泡构成闭合回到路，因自感现象，线圈充当电源，线圈产生的感应电流与原电流同向，故流过灯泡的电流方向不变，向左，流过的电流方向反向，向右。
断开电路时，流过的电流等于的电流，要观察到灯泡亮一下再熄灭，即流过的电流变大大于断开前的电流，则滑动变阻器接入电路的电阻阻值应大于自感线圈的电阻阻值。
18.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律可得：；
根据闭合电路欧姆定律可得：通过的电流，
根据楞次定律可知，电流方向从到；
电压表的示数即为电阻两端的电压，有： 。
【解析】本题考查了法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律的基本运用，难度不大，基础题。
根据法拉第电磁感应定律求感应电动势；
根据闭合电路欧姆定律求通过的电流；
电压表的示数等于电阻两端的电压，由部分电路的欧姆定律即可求解。
19.【答案】解：开始下滑时，金属棒所受安培力为零，其加速度大小为
设金属棒到达处的速度大小为，根据平衡条件有
解得
设和之间的距离为，由题意可得金属棒从运动到过程中，通过电阻的电荷量为
解得
根据能量守恒定律可得此过程中电阻产生的焦耳热为
【解析】当刚释放时，导体棒中没有感应电流，所以只受重力、支持力，由牛顿第二定律可求出加速度的大小；
当金属棒速度稳定时，受到重力、支持力、安培力达到平衡，这样可以列出安培力公式，产生感应电动势的公式，再由闭合电路欧姆定律，列出平衡方程可求出金属棒到达处的速度大小；
结合闭合电路的欧姆定律，利用通过棒的电量来确定金属棒移动的距离。根据能量守恒定律，得到此过程中电阻产生的焦耳热。
本题的关键要正确分析金属棒的运动情况，由闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律和安培力公式推导出安培力与速度的关系、由法拉第电磁感应定律和欧姆定律推导出电荷量与距离的关系式，根据磁通量的变化算出棒的距离是常用的思路。
20.【答案】解：内导体棒固定，由图知，，
根据法拉第电磁感应定律得在内回路中产生的感应电动势：
感应电流的大小：
根据楞次定律判断可知，回路中电流的方向沿逆时针；
当棒匀速直线运动时达到稳定状态，设稳定时速度为，
则产生的感应电动势为：
感应电流：
棒所受的安培力大小：，方向沿轨道向上，
联立得：
棒匀速运动时，受力平衡，则有：
由上两式得：
将，，，，，
联立以上各式并代入数据解得：
内导体棒固定，由第的结论可求电荷量
热量。
之后导体棒自由下滑，由动量定理有：通过的电荷量
由题意条：
此过程中由能量守恒定律可得：
由功能关系知：
那么金属棒上产生的焦耳热
联立解得：
故整个过程中棒产生的热量
答：时流过小灯泡的电流大小为，方向为逆时针方向；
小灯泡稳定发光时导体棒运动的速度为；
从时刻到棒刚开始匀速运动这一过程中流经棒的电荷量为，这一过程中棒产生的热量为。
【解析】在内，导体棒固定不动，磁场的磁感应强度均匀增大，回路中产生恒定的感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由闭合电路欧姆定律求解感应电流的大小，由楞次定律判断感应电流的方向．
后由静止释放，先做加速运动，速度增大时，所受的安培力增大，加速度减小，当加速度减小至零时做匀速直线运动，达到稳定状态，由平衡条件和安培力与速度的关系，求出稳定时的速度。
根据题设条件，分时间段求出电荷量，再由电荷量求出金属棒下滑的距离，由能量守恒求出热量。
本题运用法拉第电磁感应定律和欧姆定律结合求解感应电流的大小。由平衡条件即可求出导体棒的速度，应用公式求出感应电动势，求热量时先要根据电荷量公式求出金属棒向下滑行的距离，再由能量守恒求出产生的焦耳热，难度较大。
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