第二章 电磁感应 期末复习能力提升 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册
2026-06-18
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2份
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20页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 电磁感应 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.32 MB |
| 发布时间 | 2026-06-18 |
| 更新时间 | 2026-06-18 |
| 作者 | 上帝舞恋 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58406243.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高二期末复习人教版选择性必修第二册第二章电磁感应能力提升卷,以电磁感应核心规律为载体,通过真实情境与实验探究,考查物理观念和科学思维,适配单元能力提升需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|6题|楞次定律、电磁阻尼、法拉第电磁感应定律、涡流、自感|结合无线充电(涡流)、弹簧振子(电磁阻尼)等情境,考查物理观念|
|多选题|4题|电磁感应中的能量、动量、电路综合|磁力刹车、金属框与导体棒相对运动等模型,体现科学推理|
|实验题|2题|探究感应电流方向、自感现象|基于实验操作与现象分析,培养科学探究能力|
|解答题|3题|电磁感应与力学、能量、电路综合|正方形线框运动、线圈碰撞反弹等复杂问题,考查综合应用能力|
内容正文:
高二期末复习人教版选择性必修第二册第二章电磁感应能力提升全析全解
一、单选题
1.如图,水平面上有一固定的U形金属框架,竖直向下的匀强磁场穿过框架,要使框架上的金属杆ab产生由a到b的电流,则下列说法中正确的( )。
A.向里的磁场增加 B.向外的磁场减小
C.ab杆向右移动 D.ab杆向左移动
【答案】D
【详解】A.若向里的磁场增加,根据楞次定律“增反减同”可知,金属杆上感应电流的方向为由到,故A错误;
B.若向外的磁场减小,根据楞次定律“增反减同”可知,金属杆上感应电流的方向为由到,故B错误;
C.若ab杆向右移动,根据右手定则可知,金属杆上感应电流的方向为由到,故C错误;
D.若ab杆向左移动根据右手定则可知,金属杆上感应电流的方向为由a到b,故D正确。
故选D。
2.绝缘的轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,磁铁开始振动,由于空气阻力的影响,振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上(如图所示),仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,振动最终也停止。则( )
A.有无线圈,磁铁克服空气阻力做功均相同
B.磁铁离线圈最近时,线圈受到的安培力为零
C.磁铁靠近线圈时,俯视线圈有顺时针的电流
D.有无线圈,地面对线圈的支持力均大于重力
【答案】B
【详解】A.无线圈时,磁铁的机械能最终全部克服空气阻力做功,转化为内能。有线圈时:磁铁的机械能除了克服空气阻力做功,还会通过电磁感应在闭合线圈中产生感应电流,使一部分机械能转化为线圈的焦耳热。因此,有线圈时磁铁克服空气阻力做的功更少,故A错误;
B.磁铁离线圈最近时,此时磁铁与线圈的相对速度为零,感应电动势为零,感应电流为零,线圈受到的安培力为零,故B正确;
C.磁铁靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律可知,俯视线圈有逆时针的电流,故C错误;
D.磁铁靠近线圈时,感应电流产生的效果要阻碍磁通量的增大,线圈有远离磁铁的趋势,所以线圈对桌面的压力大于线圈的重力;若无线圈,不存在地面对线圈的支持力,故D错误。
故选B。
3.如图,固定于水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒沿框架以速度向右做匀速运动。时,磁感应强度为,此时到达的位置恰好使构成一个边长为的正方形。为使棒中不产生感应电流,磁感应强度变化规律的图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】为使棒中不产生感应电流,即经过时间线圈的磁通量不变,有
可得
即磁感应强度与构成正比例函数关系。
故选D。
4.某款无线充电设备的注意事项如图所示,提出这个注意事项的原因是( )
A.静电 B.涡流 C.摩擦 D.惯性
【答案】B
【详解】无线充电利用的原理主要是由于线圈内电流在变化,从而引起磁场的变化,此时手机周围的磁场发生变化,穿过手机的磁通量发生变化,从而在手机内部产生了电流,磁卡、硬币等金属物品会被磁场感应产生涡流,短时间内急剧升温发烫从而造成危险事情的发生,故选B。
5.如图所示,P和Q是两个相同的小灯泡,L是自感系数很大的线圈,其直流电阻小于灯泡的电阻。假定两灯泡在以下操作中均不会被烧坏,下列说法正确的是( )
A.开关S闭合瞬间,Q灯比P灯先亮
B.开关S闭合一段时间后,两灯一样亮
C.开关S断开后,Q灯闪亮后逐渐熄灭
D.开关S断开后,P灯闪亮后逐渐熄灭
【答案】D
【详解】A.开关S闭合瞬间,线圈的自感系数很大,通电瞬间会产生很强的自感电动势,阻碍电流的增大,此时可近似认为线圈支路相当于断路。电流只能从灯流过,再经过灯回到电源负极。所以闭合瞬间,、灯同时亮起,A错误。
B.开关闭合稳定后,线圈的自感作用消失,此时线圈的直流电阻。与灯并联,线圈的分流作用明显,大部分电流从流过,灯的电流变小,亮度变暗。而干路电流(即流经灯的电流)大于P灯电流,所以灯比灯更亮,B错误。
CD.开关断开瞬间,电源被切断,线圈会产生自感电动势,与灯形成闭合回路,阻碍自身电流的减小;原来稳定时,线圈中的电流(因为,并联电压相同,电流与电阻成反比);断开开关后,中的电流会通过灯形成回路,这个电流比灯原来的电流大,所以灯会闪亮一下,再随线圈电流的减小而逐渐熄灭;而灯所在的干路被切断,电流瞬间消失,不会闪亮,直接熄灭。因此C错误,D正确。
故选D。
6.如图所示,一质量为m、边长为l的正方形导线框abcd,由高度h处自由下落,ab边进入磁感应强度为B的匀强磁场区域后,线框开始做匀速运动,直到dc边刚刚开始穿出磁场为止。已知磁场区域宽度为l。重力加速度为g,不计空气阻力。线框在穿越磁场过程中,下列说法正确的是( )
A.进入磁场时,线框感应电流为adcba方向
B.线框穿越磁场的过程中电流大小为
C.线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为2mgl
D.进入磁场的过程中,通过线框导线的电荷量为
【答案】C
【详解】A.线框进入磁场的过程中,ab边切割磁感应线,根据右手定则可知,电流方向为abcda方向,故A错误;
B.由题可知,线框进入磁场后开始做匀速运动,根据平衡条件有
解得,故B错误;
C.从ab边进入磁场到cd边刚好离开磁场,线框一直做匀速运动,且下降的高度为2l,根据能量守恒,可知线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热等于减小的重力势能,则有,故C正确;
D.线框从高为h处静止释放,则
线框以速度v进入磁场做匀速运动,经过时间t完全进入磁场,则有
则线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为,故D错误。
故选C。
二、多选题
7.磁力刹车是为保证过山车的安全而设计的一种刹车形式,磁力刹车的装置不与车接触,更加稳定可靠,简化后的模型如图所示。光滑斜面的倾角为,虚线区域内存在垂直斜面向外的匀强磁场(未画出),磁感应强度大小为,磁场宽度为。单匝正方形导线框的质量为,总电阻为,边长为()。线框从磁场上方某一位置释放,线框进入和离开磁场过程中产生的焦耳热相同,重力加速度大小为,则下列说法正确的是( )
A.线框可能匀速进入磁场
B.线框进入磁场过程中通过线框的电荷量为
C.线框的边从磁场上边界运动到下边界所用时间为
D.线框进入磁场的过程中产生的焦耳热为
【答案】BC
【详解】A.线框进入磁场过程和离开磁场过程中产生的焦耳热相同,说明边两次到达磁场边界的速度相同,若线框匀速进入磁场,完全进入后再加速,则到达磁场下边界时速度大于开始进入磁场时的速度,故A错误;
B.线框进入磁场过程中,有,故B正确;
C.线框的边从磁场上边界运动到磁场下边界的过程中,根据动量定理有
其中
解得,故C正确;
D.线框的边从磁场上边界运动到磁场下边界的过程中,结合A分析可知,此过程线框的动能不变,则重力势能转化为焦耳热,有
线框完全进入磁场后不产生焦耳热,故线框进入磁场的过程中产生的焦耳热,故D错误。
故选BC。
8.如图所示,水平绝缘平台上存在竖直向下磁感应强度大小的匀强磁场,质量的型金属框放置在平台上。一根有效电阻、质量的导体棒与框接触良好,初始时紧贴边。现用水平恒力向左拉动金属框,观察导体棒与框的相对运动。已知、边足够长且均与边垂直,、边间距为,忽略一切摩擦以及型金属框的电阻,则经过足够长时间后,下列说法正确的是( )
A.金属框的速度大小趋近于
B.金属框的加速度大小趋近于
C.导体棒所受安培力的大小趋近于
D.拉动时,导体棒与边的距离为
【答案】BC
【详解】AB.对金属框应用牛顿第二定律
研究导体棒PQ,根据牛顿第二定律
二者都在做加速运动,安培力在增大,金属框的加速度减小,导体棒的加速度在增大,当,达到稳定状态,一起做匀加速直线运动,联立可得,A错误,B正确;
C.研究导体棒PQ,根据牛顿第二定律
代入加速度的值可得,安培力,C正确;
D.根据题干描述,无法确定时,系统是否已经达到稳定加速阶段,故无法计算导体棒与边的相对位移,D错误。
故选BC。
9.如图,一间距为l的足够长光滑平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上,左端接一电动势为E的电源,导轨间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。一质量为m的导体棒甲置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,接入电阻为R,与甲平行的绝缘棒乙静止在导轨上。甲在导轨上以v向右做匀速直线运动,在某时刻和乙发生正碰,碰撞时间极短,碰后瞬间甲的速度变为0,乙的速度变为。以碰撞瞬间为计时起点,时刻二者速度相等,甲在加速运动中于时刻追上乙。除甲、乙外,其余电阻可忽略,则( )
A.v的大小为
B.乙的质量为m
C.时间内流过甲的电荷量为
D.时间内流过甲的电荷量小于
【答案】ACD
【详解】A.甲在导轨上以v向右做匀速直线运动,则甲不受安培力,电路中的电流为零,甲产生的感应电动势与电源电动势相互抵消,即,
解得,故A正确
B.甲、乙碰撞瞬间,根据动量守恒有
其中
解得,故B错误;
C.碰后乙匀速运动,甲从静止开始做加速度减小的加速运动,时间内流过甲的电荷量为,对甲,根据动量定理有
又
解得,故C正确;
D.甲在加速运动中于时刻追上乙,则追上乙时甲的速度
在时间内,对甲根据动量定理有
又
解得,故D正确。
故选ACD。
10.如图所示,足够长倾斜型导轨顶端连有一电容器,电容器规格为“,100V”,导轨处有垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为,导轨倾角。将质量为的金属棒在导轨某处由静止释放,一段时间后,电容器被击穿。已知倾斜导轨宽度为,金属棒与导轨间的动摩擦因数为,,重力加速度取,导轨及金属棒电阻不计,金属棒始终与导轨垂直且接触良好。以金属棒开始运动为计时起点,下列说法正确的是( )
A.金属棒向下做加速度减小的加速运动,最后匀速
B.时,电容器被击穿
C.时,金属棒下滑的距离为
D.时,电容器储存的电能为
【答案】BD
【详解】A.根据题意可得
由牛顿第二定律
联立上述两式可解得
即导体棒向下做匀加速直线运动,故A错误;
B.当导体棒两端电压等于电容器击穿电压时,即
可解得时,电容器被击穿,再由,可解得,故B正确;
CD.当时,导体棒下滑的距离为
克服安培力做功
由功能关系知电容器储存的电能,故C错误,D正确。
故选BD。
三、实验题
11.实验“探究影响感应电流方向的因素”,方法如下。
(1)先判断灵敏电流表指针的偏转方向与电流流向的关系。
a.将灵敏电流表G按图1所示与电源和电阻连接,电流表指针右偏。
b.对调电源正、负极,电流表指针左偏。
下列结论与实验相符的是________(多选)。
A.电流从电流表G的“+”接线柱流入,指针右偏
B.电流从电流表G的“+”接线柱流入,指针左偏
C.电流从电流表G的“-”接线柱流入,指针右偏
D.电流从电流表G的“-”接线柱流入,指针左偏
(2)观察线圈的绕线方向:导线从接线柱A点起绕,经a到b绕到接线柱B。将线圈与灵敏电流表G相连。某次实验时,灵敏电流表G的指针右偏,如图2所示,此时磁铁的运动状态是________(填“向上抽出”“向下插入”或“静止”)。
【答案】(1)BC
(2)向下插入
【详解】(1)根据图1可知电流从电流表G的“-”接线柱流入,此时电流表指针右偏,则对调电源正、负极,电流反向,即电流从电流表G的“+”接线柱流入,此时电流表指针左偏,故AD错误、BC正确。
故选BC。
(2)灵敏电流表G的指针右偏,说明电流从电流表G的“-”接线柱流入,根据右手定则可知感应磁场向上,又原磁场向下,由楞次定律可知原磁通量增加,即此时磁铁的运动状态是向下插入。
12.图甲为某同学研究自感现象的电路图,灯泡1的电阻比灯泡2小,线圈的自感系数很大,其直流电阻和电源内阻均可忽略。
(1)闭合开关,可观察到的现象是_____。
A.灯泡1立刻变亮
B.灯泡2立刻变亮且亮度保持不变
C.灯泡3立刻变亮然后缓慢变得更亮
(2)t1时刻断开开关,测得流过图中两个灯泡的电流随时间变化的图线如图乙、丙所示,图丙所测的是灯泡_____(选填“1” “2”或“3”)的电流,断开开关后,流过灯泡2的电流方向为_____(选填“从左向右”或“从右向左”),乙、丙两图中,I1、I2的大小关系为I1_____ I2(选填“<”“=“或“>“)。
【答案】(1)C
(2) 2 从右向左 >
【详解】(1)A.闭合开关,因为线圈产生自感,灯泡1的电流缓慢增大,缓慢变亮,A错误;
B.闭合开关,灯泡2立刻变亮;闭合开关时,线圈产生自感电动势,随着自感电动势的减小,灯泡2两端的电压减小,灯泡2的电流减小,灯泡2的亮度减小,当自感电动势减小到零时,灯泡2的电流保持不变,亮度保持不变,B错误;
C.闭合开关,灯泡3立刻变亮,然后随着灯泡1电流的增大灯泡3缓慢变得更亮,稳定时亮度保持不变,C正确。
故选C。
(2)[1][2]断开开关时,灯泡3的电流立刻变为零;断开开关时,线圈产生自感电动势,右端为正级,给灯泡1和灯泡2供电,电流方向为顺时针,灯泡1的电流从左向右,灯泡2的电流从右向左,所以,图乙是灯泡1的电流,图丙是灯泡2的电流;
[3]因为灯泡1的电阻比灯泡2小,所以。
四、解答题
13.正方形线框的质量,边长,匝数匝,总电阻,用绳子将其吊在天花板下,线框竖直静止且上下两边水平,在线框的中间位置以下区域分布有与线框平面垂直的匀强磁场,磁场方向如图甲所示,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,求:
(1)求通过线框的电流大小
(2)在时绳子的拉力大小F。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)线框中间位置以下区域有磁场,每匝线圈在磁场中的有效面积为
。
由图乙可知磁感应强度均匀减小,变化率大小为
。
由法拉第电磁感应定律得感应电动势
,
所以通过线框的电流大小为
。
(2)时,磁感应强度。由于磁场减弱,根据楞次定律,线框中的感应电流产生的磁场应与原磁场同向,故线框中电流方向为顺时针方向,线框下边受到的安培力方向向下,左右两边受到的安培力水平方向相反、相互抵消。
线框受到的安培力大小为
。
线框静止,绳子的拉力大小为
。
14.如图所示,与动摩擦因数为的水平地面相距的水平面下有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。将边长,质量为,电阻为的正方形单匝线圈在磁场上方某高处静止释放,线圈刚好能匀速进入磁场。线圈与地面发生时间极短的碰撞,在碰撞前后运动过程中,线圈一直在竖直平面内,而且边始终保持水平,且线圈碰撞前后瞬间速度大小相同、方向相反,第一次反弹后边离开磁场时速度刚好为0。重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)线圈进入磁场的过程中,通过线圈横截面的电荷量;
(2)线圈从第一次反弹后开始到边刚离开磁场的时间。
(3)若仅改成将线圈从同一位置水平抛出,水平初速度为,求线圈从抛出到第一次反弹到最高点时,线圈通过的水平位移大小(不考虑线圈的旋转)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)线圈进入磁场的过程中,由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路的欧姆定律得
线圈进入磁场过程中通过线圈截面的电荷量为
联立解得
(2)线圈刚好能匀速进入磁场,此时安培力等于重力
又
解得
线圈从第一次反弹后开始到边刚离开磁场的全过程列动量定理得
解得
(3)根据题意,线圈竖直方向运动与原来相同,故以匀速进入磁场,碰撞后经运动到最高点。进磁场前
匀速进入磁场
碰撞过程总有
故冲量大小关系满足
碰撞时间极短,忽略重力冲量,竖直方向有
水平方向有
解得
水平位移
解得
15.如图所示,一个截面积为、电阻为的线圈,内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的匀强磁场,其磁感应强度的变化率为。线圈通过开关连接两根相互平行、间距为、倾角为的足够长光滑导轨,下端连接一个阻值为的定值电阻,在倾斜导轨区域仅有垂直导轨平面向上的磁感应强度为的匀强磁场。开关闭合时,质量为、阻值也为的导体棒恰好能在图示位置保持静止。开关断开后,导体棒在沿导轨下滑的过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,不计导轨电阻,重力加速度为。
(1)求线圈的匝数;
(2)开关断开后,求导体棒能达到的最大速度;
(3)若从开关断开到导体棒达到最大速度的过程中,导体棒产生的焦耳热为,求此过程中通过定值电阻的电荷量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据平衡条件有
根据闭合电路欧姆定律可得
根据法拉第电磁感应定律可得
解得
(2)导体棒下滑达到最大速度时,根据平衡条件有
解得
(3)根据等效电路焦耳热分配关系有
根据能量守恒定律可得
通过定值电阻的电荷量
解得
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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高二期末复习人教版选择性必修第二册第二章电磁感应能力提升
一、单选题
1.如图,水平面上有一固定的U形金属框架,竖直向下的匀强磁场穿过框架,要使框架上的金属杆ab产生由a到b的电流,则下列说法中正确的( )。
A.向里的磁场增加 B.向外的磁场减小
C.ab杆向右移动 D.ab杆向左移动
2.绝缘的轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,磁铁开始振动,由于空气阻力的影响,振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上(如图所示),仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,振动最终也停止。则( )
A.有无线圈,磁铁克服空气阻力做功均相同
B.磁铁离线圈最近时,线圈受到的安培力为零
C.磁铁靠近线圈时,俯视线圈有顺时针的电流
D.有无线圈,地面对线圈的支持力均大于重力
3.如图,固定于水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒沿框架以速度向右做匀速运动。时,磁感应强度为,此时到达的位置恰好使构成一个边长为的正方形。为使棒中不产生感应电流,磁感应强度变化规律的图像为( )
A. B.
C. D.
4.某款无线充电设备的注意事项如图所示,提出这个注意事项的原因是( )
A.静电 B.涡流 C.摩擦 D.惯性
5.如图所示,P和Q是两个相同的小灯泡,L是自感系数很大的线圈,其直流电阻小于灯泡的电阻。假定两灯泡在以下操作中均不会被烧坏,下列说法正确的是( )
A.开关S闭合瞬间,Q灯比P灯先亮
B.开关S闭合一段时间后,两灯一样亮
C.开关S断开后,Q灯闪亮后逐渐熄灭
D.开关S断开后,P灯闪亮后逐渐熄灭
6.如图所示,一质量为m、边长为l的正方形导线框abcd,由高度h处自由下落,ab边进入磁感应强度为B的匀强磁场区域后,线框开始做匀速运动,直到dc边刚刚开始穿出磁场为止。已知磁场区域宽度为l。重力加速度为g,不计空气阻力。线框在穿越磁场过程中,下列说法正确的是( )
A.进入磁场时,线框感应电流为adcba方向
B.线框穿越磁场的过程中电流大小为
C.线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为2mgl
D.进入磁场的过程中,通过线框导线的电荷量为
二、多选题
7.磁力刹车是为保证过山车的安全而设计的一种刹车形式,磁力刹车的装置不与车接触,更加稳定可靠,简化后的模型如图所示。光滑斜面的倾角为,虚线区域内存在垂直斜面向外的匀强磁场(未画出),磁感应强度大小为,磁场宽度为。单匝正方形导线框的质量为,总电阻为,边长为()。线框从磁场上方某一位置释放,线框进入和离开磁场过程中产生的焦耳热相同,重力加速度大小为,则下列说法正确的是( )
A.线框可能匀速进入磁场
B.线框进入磁场过程中通过线框的电荷量为
C.线框的边从磁场上边界运动到下边界所用时间为
D.线框进入磁场的过程中产生的焦耳热为
8.如图所示,水平绝缘平台上存在竖直向下磁感应强度大小的匀强磁场,质量的型金属框放置在平台上。一根有效电阻、质量的导体棒与框接触良好,初始时紧贴边。现用水平恒力向左拉动金属框,观察导体棒与框的相对运动。已知、边足够长且均与边垂直,、边间距为,忽略一切摩擦以及型金属框的电阻,则经过足够长时间后,下列说法正确的是( )
A.金属框的速度大小趋近于
B.金属框的加速度大小趋近于
C.导体棒所受安培力的大小趋近于
D.拉动时,导体棒与边的距离为
9.如图,一间距为l的足够长光滑平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上,左端接一电动势为E的电源,导轨间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。一质量为m的导体棒甲置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,接入电阻为R,与甲平行的绝缘棒乙静止在导轨上。甲在导轨上以v向右做匀速直线运动,在某时刻和乙发生正碰,碰撞时间极短,碰后瞬间甲的速度变为0,乙的速度变为。以碰撞瞬间为计时起点,时刻二者速度相等,甲在加速运动中于时刻追上乙。除甲、乙外,其余电阻可忽略,则( )
A.v的大小为
B.乙的质量为m
C.时间内流过甲的电荷量为
D.时间内流过甲的电荷量小于
10.如图所示,足够长倾斜型导轨顶端连有一电容器,电容器规格为“,100V”,导轨处有垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为,导轨倾角。将质量为的金属棒在导轨某处由静止释放,一段时间后,电容器被击穿。已知倾斜导轨宽度为,金属棒与导轨间的动摩擦因数为,,重力加速度取,导轨及金属棒电阻不计,金属棒始终与导轨垂直且接触良好。以金属棒开始运动为计时起点,下列说法正确的是( )
A.金属棒向下做加速度减小的加速运动,最后匀速
B.时,电容器被击穿
C.时,金属棒下滑的距离为
D.时,电容器储存的电能为
三、实验题
11.实验“探究影响感应电流方向的因素”,方法如下。
(1)先判断灵敏电流表指针的偏转方向与电流流向的关系。
a.将灵敏电流表G按图1所示与电源和电阻连接,电流表指针右偏。
b.对调电源正、负极,电流表指针左偏。
下列结论与实验相符的是________(多选)。
A.电流从电流表G的“+”接线柱流入,指针右偏
B.电流从电流表G的“+”接线柱流入,指针左偏
C.电流从电流表G的“-”接线柱流入,指针右偏
D.电流从电流表G的“-”接线柱流入,指针左偏
(2)观察线圈的绕线方向:导线从接线柱A点起绕,经a到b绕到接线柱B。将线圈与灵敏电流表G相连。某次实验时,灵敏电流表G的指针右偏,如图2所示,此时磁铁的运动状态是________(填“向上抽出”“向下插入”或“静止”)。
12.图甲为某同学研究自感现象的电路图,灯泡1的电阻比灯泡2小,线圈的自感系数很大,其直流电阻和电源内阻均可忽略。
(1)闭合开关,可观察到的现象是_____。
A.灯泡1立刻变亮
B.灯泡2立刻变亮且亮度保持不变
C.灯泡3立刻变亮然后缓慢变得更亮
(2)t1时刻断开开关,测得流过图中两个灯泡的电流随时间变化的图线如图乙、丙所示,图丙所测的是灯泡_____(选填“1” “2”或“3”)的电流,断开开关后,流过灯泡2的电流方向为_____(选填“从左向右”或“从右向左”),乙、丙两图中,I1、I2的大小关系为I1_____ I2(选填“<”“=“或“>“)。
四、解答题
13.正方形线框的质量,边长,匝数匝,总电阻,用绳子将其吊在天花板下,线框竖直静止且上下两边水平,在线框的中间位置以下区域分布有与线框平面垂直的匀强磁场,磁场方向如图甲所示,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,求:
(1)求通过线框的电流大小
(2)在时绳子的拉力大小F。
14.如图所示,与动摩擦因数为的水平地面相距的水平面下有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。将边长,质量为,电阻为的正方形单匝线圈在磁场上方某高处静止释放,线圈刚好能匀速进入磁场。线圈与地面发生时间极短的碰撞,在碰撞前后运动过程中,线圈一直在竖直平面内,而且边始终保持水平,且线圈碰撞前后瞬间速度大小相同、方向相反,第一次反弹后边离开磁场时速度刚好为0。重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)线圈进入磁场的过程中,通过线圈横截面的电荷量;
(2)线圈从第一次反弹后开始到边刚离开磁场的时间。
(3)若仅改成将线圈从同一位置水平抛出,水平初速度为,求线圈从抛出到第一次反弹到最高点时,线圈通过的水平位移大小(不考虑线圈的旋转)。
15.如图所示,一个截面积为、电阻为的线圈,内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的匀强磁场,其磁感应强度的变化率为。线圈通过开关连接两根相互平行、间距为、倾角为的足够长光滑导轨,下端连接一个阻值为的定值电阻,在倾斜导轨区域仅有垂直导轨平面向上的磁感应强度为的匀强磁场。开关闭合时,质量为、阻值也为的导体棒恰好能在图示位置保持静止。开关断开后,导体棒在沿导轨下滑的过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,不计导轨电阻,重力加速度为。
(1)求线圈的匝数;
(2)开关断开后,求导体棒能达到的最大速度;
(3)若从开关断开到导体棒达到最大速度的过程中,导体棒产生的焦耳热为,求此过程中通过定值电阻的电荷量。
试卷第1页,共3页
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