第5章 综合检测卷(二)-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

(2)设电场强度为E,粒子电荷量为q,质量为m,粒子在 值为U,根据有效值的定义，则有20。》2.T+U。2. R·2十R 电场中受到的电场力为F,由牛顿第二定律可得 F=ma,⑧ 吾-贤解得=成电花-货-0c T U22 又F=qE,⑨ 故电流之比11：12=1：5. 5.A解析：由题图可设B=B。十k1,磁感应强度随时间均 匀增加，即B=(长为常数)，由法拉第电磁感应定律 △ 0 (0' 可得E-总-S,即感位电动号是恒定的，感应电流 第18题答图 电是恒定的，则安培力为F=B1L=BL長=BLS食 设磁场的磁感应强度大小为B,粒子在磁场中做匀速 BoLSk LSk2 R 七，所以安培力随时问的变化图像应该 圆周运动的半径为R,所受的洛伦兹力提供向心力，有 是一条倾斜的直线，故A正确。 2 B-mR 6.B解析：由右手螺旋定则可知，竖直长导线右侧的磁 由几何关系可知R=√2L,① 场方向垂直纸面向外，则(=0时，线圈中的磁通量最 大，磁通量的变化率最小，产生的感应电动势最小，A错 联立0@0800①式得号-艺. 误：由楞次定律可知0~元时间内，线圈转过90，此段 综合检测卷（二） 1.C解析：丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应： 时间线圈中感应电流方向为ahde,B正确：1=元时，线 英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象：英国物理学 圈的磁通量为零，由于线图的ab和cd边切割磁感线， 家麦克斯韦建立了经典电磁场理论：德国物理学家赫装 测感应电动势不为零，C错误：线图每转动一周电流方 最早证明了电磁波的存在，故C正确。 向改变两次，D错误。 2.B解析：当K断开时，两极板间没有电场，此时重力等 7.C解析：发电站输出功率P1和发电站输出电压U1是 于支持力，当K闭合时支持力为重力的一半，由此可知 不变的，K接到1后，升压变压器副线圈匝数增多， -兴又U=n兽可如藏道量的变化率为2胎由 2ng 根验一是如电医心升高，指以验电线老压培大，由 楞次定律可知磁场正在增强，故B正确。 于输送功率不变，所以电流减小，即电流表示数变小， 3C解析：由于导线：受到的安培力方向向左，故导线b B正确：损失功率P摆=PR,电流减小，所以损失功率 的电流方向一定与导线：中电流方向相反，A错误：若 减小，D正确：损失电压U损=R,电流减小，所以U 减小：又升压变压器输出电压U2升高，所以最终降压 导线c的电流方向与导线a相反，则导线c受到的安培 变压器的输出电压变大，电压表示数变大，A正确：灯泡 力的方向向左，若导线c的电流方向与导线：相同，则 两端的申压增大，所以灯泡的实际功率增大，C错误。 导线c受到安培力的方向向右，B错误：只有当导线c的 8.B解析：线圈在磁场中转动产生正弦交流电，其电动 电流方向与寻线a相同时，导线a、c受到的安培力的大 势的最大值为Em=VBSw,电动势的有效值为E= 小才相等，C正确：当导线c的电流方向与导线b相同 时，导线b受到的安培力最大，D错误。 NBS,电压表的读数等于交流电源的路端电压，且为 √2 ,A解析：第一次灯泡两端的电压有效值为U,=号Um 有效值，则U=NBSR,A正确：求通过电阻R的电 √2(R+r) 一号成电流只一最设第二次电医的有效 黄整套眉交流电的平均电流，甲g-1-发9B 43 错误：计算电阻R上产生的焦耳热应该用有效值，则电 感应电流不变，根据F=B儿可知，安培力逐渐减小， C正确：山1时刻磁感应强度为零，则导体棒PQ受到的 阻R产生的焦耳热为Q=PR1= 「VBSw2 L2(R+r) R2- 安培力等于0，D正确。 NBSR,C正确；线圈由图示位置转过60时的电 12.AC解析：由金属棒中电流方向从M到N可知，金属 4(R+r)2 棒所受的安培力向右，则金属棒停止的位置在MN的 流为瞬时值，大小为 右侧，A正确：停上时，金属棒中的电流I一R+R,十 E 议学音-ND正确 R+r =2A,B错误：设棒向右移动的距离为x,金属棒在磁 9.AD解析：在正交的电磁场区域中，正离子束不偏转， 场中的长度为2y,则k=B1·2,2+y2=(货). 说明正离子束受力平衡，在区域「中，离子受静电力和 解得x=0.4m、2y=0.6m,C正确；金属棒受到的安 洛伦兹力，由mB=gE,得=后，可知这些正离子具有 E 培力F=BI·2y=1.2N,D错误。 相同的速度：进入只有匀强磁场的区域Ⅱ时，偏转半径 13.答案：(1)电流计指针偏转方向与电流方向间的关系 相同，由R=管可知这些正离子具有相同的比荷，故 (2)右左 解析：(1)若要探究线园中产生的感应电流的方向，必 A、D正确。 须知道电流从正（负）接线柱流入时，电流计指针的偏 2 1O.BC解析：由洛伦兹力提供向心力可知：Bgu=m尺 转方向。 根据线速度和角速度关系可得：U=R仙：联立解得：w (2)因为当闭合开关时，电路中的电流增大，穿过线圈 的磁通量增加，此时产生的感应电流使电流计指针向 B4,则可知，角速度与磁感应强度成正比，故四·一 右偏转：若向左移动滑片，此过程中电路中的电流增 】:2,A错误，B正确：粒子在两磁场中运动轨透如图 大，则电流计指针向右偏转：若将线圈A抽出，穿过线 所示，粒子在I中转过的圆心角为120°，而在Ⅱ中转过 圈B的磁通量减少，则此过程中电流计指针向左 的圆心角为240，自T=贸可知，放子在I中的网期 偏转。 14.答案：(1)闪亮一下后逐渐变暗至熄灭(2)15 为Ⅱ中周期的2倍，则由1一360T可知，4：2= 解析：①断开开关首通过灯泡的电流=后-号A 1:1,C正确，D错误。 =1A,通过线图的电流为1.5A,断开开关后，线图 电阻与灯泡构成闭合回路，通过它们的电流相等，由题 图乙可知，断开开关后，通过灯泡的电流从1.5A逐浙 M- 减小到零，灯泡闪亮一下后逐浙变暗至熄灭。 -0 (2)断开开关前，通过线图的最大电流为1,5A,则R XX 大2 xx -是-R=品0-20=20，周开关新开跨同线图的 第10题答图 自感电动势E=I(R+R+R1)=1.5×10V=15V. 11.CD解析：由题图乙可知，B随时间均匀减小，由楞次 1答案：1祭 (2)h2L3 定律可知，导体棒PQ受沿斜面向上的安培力，因为安 2R! 培力是变力，如果导轨光滑，则沿斜面的合力是一个变 △9=nS 解析：(1)线框中的电动势E=n AB= 力，则导体棒不可能静止，A错误：1时刻穿过导轨平 面的磁通量为零，但磁通量的变化率不为零，则PQ中 2nLk,电流1= 1 2R 会有电流，B错误：因为恒量，测感应电动势不变， 2RL=L3 (2)安培力F=BL=L 2Rt。 44 16.答案：(1)Bdu(2)Rab+pd Bdvab 3)B4rab 5V=10V, Rab+od 则从线圈处于中性面开始计时的电动势瞬时值表达式 解析：(1)在发电通道的前后两面加上匀强磁场后，导 为e=Emsin ot=10sin10rt(V)。 电流体经过通道时受洛伦兹力作用会发生偏转（即覆 (2)导体棒MN的速度稳定时电动机的电流I=1A E 尔效应)。达到动态平衡时，满足4后=B, 电动机的输出功率P出=U-严r, 则发电机产生的电动势为E=Bdv。 又P出=F, (2)由闭合电略的欧姆定律可得 百导体林产生的鸡应电流1一是-收 Bdvab 1一R+r d Rab+od 稳定时导体棒处于平衡状态，故有 R+Pab F=mngsin30°+B2L, (3)发电机的总功率为 由以上各式代入数值，解得棒的稳定速度 Bdvab B2d2vab P=EI-Bdo Rabod Rab+d v=2m/s(v=一3m8,不合题意，含去)。 17.答案：1)2与6板夹角45°(2)2m (3)由能量守恒定律得Pet=mgh+2md+Q.。 Bg (3)2d 0 其中h=xsin30°=0.80m, +器 解得1=1.0s。 解析：(1)粒子在两板间做类平抛运动，则：1=2d, 综合检测卷（三） 2"1=d,所以，=， 1,D解析：法拉第首先引入了电场线和磁感线，极大地 促进了他对电磁现象的研究，A错误；感应电流产生的 v=√6+u,7-2,tan0=必=1,0=45°，故方向与 0 磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，感应电流 b板成45°角斜向右转。 产生的磁场方向可能和原磁场方向相同，也可能相反， (2)粒子在磁场中做匀速國周运动，圆心为O,半径为 B错误：奥斯特发现了电流的磁效应，C错误；赫蓝兹的实 r,如图所示： 险证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道 路，D正确 0 2.C解析：在两个输送电压下输电线上损失的功率分别 X 为B=(2,R=1250w,B=(优P·R 500W,所以输电线上损失的电功率减少△P=P1一P2 B X XX XX =12000W。C正确，A、B,D错误。 第17题答图 3.D解析：根据法拉第电褴感应定律及楞次定律知，无 Byv=mi2 论沿什么方向转动，铝盘中都有感应电动势和感应电 ，得R-器 流，由于受到阻尼作用，机械能很快转化为电能进而转 由左手定则，判新出粒子轨连，0=2R=2m 化为焦耳热，铝盘将很快停止下来，故D正确，A,B,C Bq 错误。 (3)在电场中的时间1=2弘， 4.C解析：开关与a接通后，电容器通过线图放电，经过 磁场中的运动周期T=2xm 半个周期时，正是电容器反向充电完毕时刻，此时电容 9B· 器下极板带正电，电容器C里的电场强度最强，电场强 在磁场申运动的时间：=T=器 度方向向上，A错误：经过半个周期时，线圈中电流为 零，线圈中的磁感应强度为零，故B错误，C正确；此后 则1=1十t2=24+m 62gB1 电容器又要放电，即由电场能转化为磁场能，D错误。 18.答案：(1)e=10sin10πt(V)(2)2ms(3)1.0s 5.B解析：由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应 解析：(1)线圈转动过程中电动势的最大值 电动势E=n0=n△B:a=ka,设绕成线圈的导线 △t △t En=NB,Sa=NB,S·2xm=100×1X0.01×2x× 的横截面积为S,导线的电阻率为P,由电阻定律可 45综合检测卷（二） (时间：90分钟满分：100分) 一、单选题（共8小题，每小题3分，共24分） 1.关于物理学史，下列说法正确的是 A.发现电流磁效应的科学家是法拉第 B.电磁感应现象是库仑发现的 C.建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦 D.最早证明有电磁波存在的科学家是牛顿 我 2.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d,用导线、开关K与一个 B 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B中。两板 斥力传感器 间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止 放置一个质量为m、电荷量为q的带正电小球。K没有闭合时传感器 有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半。则线圈中磁场B的变 第2题图 化情况和磁通量的变化率分别为 ( A正在增强， △Φmgd B.正在增强， △Φ mgd 2q △t 2nq C.正在减弱， △Φ_mgd D.正在减弱， △Φ mgd △t 2q △t 2ng 区 3.如图所示，在同一绝缘水平面上固定三根平行且等间距的长直通电导线a、b、c,导a 线中通有大小相等的恒定电流。已知导线α受到的安培力方向向左，则下列说法 正确的是 ( A.导线b中电流方向一定与导线a中电流方向相同 第3题图 黛 B.导线c受到的安培力一定向右 C.导线a、c受到的安培力的大小不一定相等 D.导线b受到的安培力一定最大 4.如图甲所示，交流电流表与灯泡串联，先后在M、V间加上不同的交变电压，第一次所加电压随时 间按图乙的正弦规律变化；第二次所加电压随时间按图丙规律变化。若图乙、丙中的U。、T所表示 的电压、周期值是相同的，则这两次交流电流表读数之比I1：1,为 餐 乙 第4题图 A.1:5 B.√5：1 C.√5：√2 D.1:2 101 5.如图甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向外，当磁场变化规律如图乙所 示时，线圈AB边受安培力大小的变化图像可能是 () +B 0 甲 第5题图 C D 6.如图所示，左侧竖直长导线通有方向向下的恒定电流，一矩形线圈abcd,可绕其竖直对称轴O,O? 转动。当线圈绕轴以角速度ω沿逆时针（沿轴线从上往下看）方向匀速转动，从图示位置开始计 时，下列说法正确的是 () a wd 0 第6题图 A.t=0时，线圈产生的感应电动势最大 B0~乙时间内，线圈中感应电流方向为acda C.1=无时，线圈的磁通量为零，感应电动势也为零 2w D.线圈每转动一周电流方向改变一次 7.远距离输电原理图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当K由2改接为1时，下 列说法不正确的是 () 第7题图 A.电压表读数增大 B.电流表读数减小 C.灯泡的实际功率减小 D.输电线上损失的功率减小 102 8.如图所示，矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,线圈在磁感应强度为B× )' a 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的OO轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为 R。当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列判断不正确的是 ( NBSOR A.电压表的读数为 2(R十r) 0 NBS B.通过电阻R的电荷量为2(R十r R C.电阻R所产生的焦耳热为元VBSR 第8题图 4(R+r)2 D,线圈由图示位置转过60时的电流为5NBS 2(R+r) 二、多选题（共4小题，每小题4分，共16分） 9.如图所示，混合正离子束（重力不计）先后通过正交电磁场区域I和匀强磁 场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域I中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径 又相同，则说明这些正离子具有相同的 ( A.速度 B.质量 第9题图 C.电荷量 D.比荷 10.如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域I和Ⅱ的磁感应强 度方向平行、大小分别为B和2B。一带正电粒子（不计重力）以速 度口从磁场分界线MN上某处射人磁场区双其速度方向与险场M文文文孕 方向垂直且与分界线MN成60°角，经过t1时间后粒子进入到磁场 xⅡ×2Bx×× XX 区域Ⅱ，又经过t2时间后回到区域I,设粒子在区域I、Ⅱ中的角速 第10题图 度分别为w1w2,则 A.w1:w2=1:1 B.w1:w2=1:2 C.t1:t2=1:1 D.t1:t2=2:1 11.如图甲所示，U形导轨abcd与水平面成一定的角度倾斜放置，空 间存在垂直导轨平面的匀强磁场。从某时刻开始计时，磁场的磁 感应强度随时间变化的规律如图乙所示（垂直导轨平面向上为磁 场正方向)。已知导体棒PQ水平放置在导轨上且始终静止不动， 下列分析正确的是 第11题图 A.导轨可能光滑 B.t1时刻PQ中没有电流 C.导体棒PQ所受安培力大小在减小 D.t1时刻导体棒PQ受到的安培力等于0 103 12.如图所示，电阻不计的两光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，导轨间 M 距为1m,导轨中部有一个直径也为1m的圆形匀强磁场区域，与两 × 导轨相切于M、N两点，磁感应强度大小为1T、方向竖直向下，长度 Bx E 略大于1的金属棒垂直导轨水平放置在磁场区域中，并与区域圆 直径MN重合。金属棒的有效电阻为0.52，一劲度系数为3N/m 的水平轻质弹簧一端与金属棒中心相连，另一端固定在墙壁上，此时 第12题图 弹簧恰好处于原长。两导轨通过一阻值为1Ω的电阻与一电动势为 4V、内阻为0.52的电源相连，导轨电阻不计。若开关S闭合一段时间后，金属棒停在导轨上的 某位置，下列说法正确的是 ( ) A.金属棒停止的位置在MN的右侧 B.停止时，金属棒中的电流为4A C.停止时，金属棒到MN的距离为0.4m D.停止时，金属棒受到的安培力大小为2N 三、实验题（共2小题，共14分） 13.(6分)我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以 下是实验探究过程的一部分 茂 甲 第13题图 (1)如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流计指针偏转，若要探究线圈中产生的感应电 流的方向，必须知道 (2)如图乙所示，实现中发现闭合开关时，电流计指针向右偏转。电路稳定后，若向左移动滑片， 此过程中电流计指针向 偏转；若将线圈A抽出，此过程中电流计指针向 偏转。 (均选填“左”或“右”) 14.(8分)如图甲所示为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示出在t=1×103s时 断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图乙）。已知电源电动势E=6V,内阻不 计，灯泡R,的阻值为62，电阻R的阻值为22。 ↑A 15 1.0 R 0.5 R 23tfx10-3s) 乙 第14题图 104 (1)开关断开时，该同学观察到灯泡亮度变化的现象是 (2)开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是V。 四、计算题（共4小题，共46分） 15.(7分)如图所示，边长为L、匝数为n的正方形金属线框，它的质量为m,电阻 ∠LLL 为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘。金属线框的上半部分处 于磁场内，下半部分处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B=t。求： (1)线框中的电流为多大？ (2)t时刻线框受到的安培力为多大？ 第15题图 我 蟹 105 16.(9分)如图所示为磁流体发电机原理示意图。设平行金属板间距为 d,发电通道长为a、宽为b,其间有匀强磁场，磁感应强度为B,导电流 体的流速为，电阻率为ρ，负载电阻为R,导电流体从一侧沿垂直磁 场且与极板平行的方向射入两极板间，求： 导比流体 (1)该发电机产生的电动势E; 第16题图 (2)负载R上的电流I; (3)磁流体发电机总功率P。 106 17.(14分)如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d,a、b间加有电压，b板下方空间 存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为、电荷量为q的带正电 的粒子（不计重力），从贴近α板的左端以v。的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b 板进人匀强磁场，最后粒子打到b板的Q处（图中未画出）被吸收。已知P到b左端的距离为 2d,求： XX ××× xx Ex xx 第17题图 (1)粒子进人磁场时速度的大小和方向； (2)P、Q之间的距离； (3)粒子从进入板间到打到b板Q处的时间。 107 18.(16分)如图所示，匝数为100匝、面积为0.01m的线圈，处于磁感应强度B,为二T的匀强磁场 中。当线圈绕O,O2以转速n为300r/min匀速转动时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A。 电动机的内阻r为12，牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0.2kg的导体棒MN沿轨 道上升。导体棒的电阻R为1Ω，架在倾角为30°的框架上，它们处于方向与框架平面垂直、磁感 应强度B2为1T的匀强磁场中。当导体棒沿轨道上滑1.6m时获得稳定的速度，这一过程中导 体棒上产生的热量为4J。不计框架电阻及一切摩擦，g取10m/s2。求： 0, x×x× ×xx米 ××x米B, ××米 B. 电动机 xk× xx× 22530.- 第18题图 (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时值表达式； (2)导体棒MN的稳定速度； 茂 (3)导体棒MV从静止到达到稳定速度所用的时间。 108