1、-_人教版高中物理选修 3-2电磁感应综合测试一. 不定项 选择题（每题 4 分，共 48 分）1.如图所示，PQ、MN 是放置在水平面内的光滑导轨， GH 是长度为 L、电阻为 r 的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为 k.导体棒处在方向向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中.图中 E 是电动势为 E、内阻不计的直流电源，电容器的电容为 C.闭合开关，待电路稳定后，下列选项正确的是A. 导体棒中电流为B. 轻弹簧的长度增加C. 轻弹簧的长度减少D. 电容器带电量为2.如图所示，在同一水平面内有两根光滑平行金属导轨 MN 和 PQ，在两导轨之间竖直放置通电螺线管，ab 和
2、cd 是放在导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左右两侧，保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，ab 和 cd两棒的运动情况是A. ab、cd 都向左运动-_B. ab、 cd 都向右运动C. ab 向左， cd 向右D. ab 向右，cd 向左3.如图所示,两条相距为 L 的光滑平行金属导轨位于水平面(纸面) 内,其左端接一阻值为 R 的电阻,导轨平面与磁感应强度大小为 B 的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒 ab 垂直导轨放置并接触良好,接入电路的电阻也为 R。若给棒以平行导轨向右的初速度 v0,当流过棒截面的电荷量为 q 时,棒的速度减为零,此过程
3、中棒发生的位移为 x。则在这一过程中A. 当流过棒的电荷为 时,棒的速度为2q023vB. 当棒发生位移为 时,棒的速度为3x02C. 在流过棒的电荷量 q/2 的过程中,棒释放的热量为 038BqLvD. 定值电阻 R 释放的热量为 04BqLv4.如图甲所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为 ，磁感应强度的大小为 一边2aB长为 、电阻为 的正方形均匀导线框 从图示位置开始沿 轴正方向以速度 匀a4CDEFxv速穿过磁场区域，在乙图中给出的线框 、 两端的电压 与线框移动距离 的关系的EFU图象正确的是（ ）-_A. B. C. D. 5.如下图甲所示，一边长 L0.5 m，质量 m0.
4、5 kg 的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度 B0.8 T 的匀强磁场中金属线框的一个边与磁场的边界 MN 重合，在水平拉力作用下由静止开始向右运动，经过 t0.5 s 线框被拉出磁场测得金属线框中的电流 I 随时间变化的图象如图乙所示，在金属线框被拉出磁场的过程中下列说法正确的是（ ）A. 通过线框导线截面的电量 0.5CB. 该金属框的电阻 0.80C. 水平力 F 随时间 t 变化的表达式 F20.4t (单位为“N”)-_D. 若把线框拉出磁场水平拉力做功 1.10 J，则该过程中线框产生的焦耳热为 0.2 J6.如图所示，光滑水平面上有一正
5、方形金属线框，线框的边长为 L、质量为 m、电阻为 R，线框的右边刚好与虚线 AB 重合，虚线的右侧有垂直于水平面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，线框通过一绕过定滑轮的水平细线与一质量为 M 的重物相连，重物离地面足够高现由静止释放金属线框，当线框刚要完全进入磁场时加速度为零，则在线框进入磁场的过程中：( )A. 线框的最大速度为：B. 当线框的速度为 v(小于最大速度)时，线框的加速度为 gC. 当线框的速度为 v（小于最大速度）时，细绳的拉力为D. 线框进入磁场经历的时间为：7.如图所示，MN、PQ 和 MK、PQ 为两倾角皆为 的足够长的金属导轨，都处在垂直于斜面的磁感应强度为 B 的
6、匀强磁场中。 MK 与 PQ 平行，相距为 L；MN 与 PQ 平行，相距为。质量分别为 2m、m 的金属杆 a 和 b 垂直放置在导轨上。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触，两杆与导轨构成回路的总电阻始终为 R，重力加速度为g。则下列说法错误的是A. 若 a 固定，释放 b，则 b 最终速度的大小为-_B. 若同时释放 a、b，则 b 最终速度的大小为C. 若同时释放 a、b，当 b 下降高度为 h 时达到最大速度，则此过程中两杆与导轨构成的回路中产生的电能为D. 若同时释放 a、b，当 b 下降高度为 h 时达到最大速度，则此过程中通过回路的电量为8.如图所示，两根电阻
7、不计的光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接有电阻 R，水平条形区域 I 和 II 内有相同的方向垂直轨道平面向里的匀强磁场，I 和 II 之间无磁场。一电阻不计的导体棒，两端与导轨保持良好接触。现将导体棒由区域 I 上边界 H 处静止释放，并穿过两磁场区域，图中能定性描述该过程导体棒速度与时间关系的图像可能是（ ）A. B. C. D. 9.如图，一根足够长的直导线水平放置，通以向右的恒定电流，在其正上方 O 点用细丝线悬挂一铜制圆环将圆环从 a 点无初速释放，圆环在直导线所处的竖直平面内运动，经过最低点 b 和最右侧 c 后返回，下列说法正确的是( )-_A. 从 a 到 c 的过程中圆环中的感
8、应电流方向先顺时针后逆时针B. 运动过程中圆环受到的安培力方向与速度方向相反C. 圆环从 b 到 c 的时间大于从 c 到 b 的时间D. 圆环从 b 到 c 产生的热量大于从 c 到 b 产生的热量10.如图所示，MN 右侧有一正三角形匀强磁场区域（边缘磁场忽略不计） ，上边界与 MN 垂直，现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框，从图示位置垂直于 MN 匀速向右运动，导体框穿过磁场过程中所受安培力 F 随时间变化的图象，以及框中导体的感应电流 i 随时间变化的图象正确的是（取安培力向左为正，逆时针电流为正）A. B. C. D. 11.如图所示，光滑弧形金属双轨与足够长的水平光滑双轨相连，
9、间距为 L，在水平轨道空间充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 B.乙金属棒静止在双轨上，而甲金属棒在 h 高处由静止滑下，轨道电阻不计。两棒的质量均为 m，电阻均为 R.甲棒与乙棒不会相碰，则下面说法正确的是-_A. 从开始下滑到最终稳定，甲、乙的运动方向相反B. 当稳定后，回路中感应电流的方向从上向下看是逆时针的C. 乙棒受到的最大磁场力为D. 整个过程中，电路释放的热量为 mgh12.如图所示是某校首届中学生创意物理实验设计展评活动中获得一等奖的作品小熊荡秋千 。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒 C、 D 固定在铁架台上， C、 D 的两端用柔软的细导线吊了两个铜线圈 P、 Q （ Q 上
10、粘有一张小熊的图片） ，并组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈 P 时，线圈 Q 也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。关于此作品，以下说法正确的是（ ）A. P 向右摆动的过程中， P 中的电流方向为逆时针方向（从右向左看）B. P 向右摆动的过程中， Q 也会向右摆动C. P 向右摆动的过程中， Q 会向左摆动D. 若用手左右摆动 Q， P 会始终保持静止-_2. 解答题（共 52 分）13.（12 分）如图甲所示，间距为 l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 的斜面上。在区域 I 内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度恒为 B；在区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场，
11、其磁感应强度 B1 的大小随时间 t 变化的规律如图乙所示。t=0 时刻，在轨道上端的金属细棒 ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒 cd 在位于区域工内的导轨上也由静止释放。在 ab 棒运动到区域的下边界 EF 之前，cd 棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知 cd 棒的质量为 m、电阻为 R，a6 棒的质量、阻值均未知，区域沿斜面的长度为 2l，在 t=tx 时刻（tx 未知）ab 棒恰好进入区域，重力加速度为 g。求：(1)试判断通过 cd 棒的电流方向和区域工内磁场的方向；(2)当金属棒 ab 在区域内运动时，金属棒 cd 消耗的电功率 P；(3)ab 棒
12、开始下滑的位置离区域 下边界的距离；(4)为了求得 ab 棒开始下滑至 EF 的过程中，回路中产生总的热量 Q，某同学先求出 ab 棒 的质量、到达 EF 处的速度，并利用 (3)问中的距离，然后用总热量 Q 等于机械能的减小量进行求解。若这位同学的方法正确，请用他的方法求出总热量 Q；若他的方法不正确，请用你的方法求出总热量 Q。-_14.（12 分）如图所示，一个竖直固定的光滑长直金属导轨，间距为 L，上端与一个阻值为R 的电阻连接，下端断开。导轨上水平放置一个质量为 m、阻值为 r 的金属棒，金属导轨的长度为 L，导轨之间存在垂直于导轨平面向外磁感应强度为 B 的匀强磁场。现闭合开关K，
13、让导体棒从静止开始沿导轨自由下落，下落过程导体棒始终与导轨良好接触，重力加速度为 g，求：（1）导体棒下滑能够达到的最大速度；（2）从导体棒开始下落到速度最大的过程中，若 R 上产生的热量为 Q，则电阻 R 上流过的电量为多少？-_15.（14 分）如图所示,两条“”形足够长的光滑金属导轨 PME 和 QNF 平行放置, 两导轨间距L=1 m,导轨两侧均与水平面夹角 =37,导体棒甲、乙分别放于 MN 两边导轨上, 且与导轨垂直并接触良好。两导体棒的质量均为 m=0.1 kg,电阻也均为 R=1 ,导轨电阻不计，MN 两边分别存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为 B=1 T。设导体棒甲、乙只在 MN 两边各自的导轨上运动,sin37 =0.6,cos37=0.8,g 取 10 m/s2。
