河北省大名县一中最新高二物理上学期12月月考试题含解析

河北省大名县一中20１8—2019学年高二上学期1２月月考物理试题
一、选择题
１．下列说法正确的是( )
A 。

只要有电流,周围就存在磁场
B ． 最早发现电流周围存在磁场的科学家是安培
C 。

如果在直导线下放置一自由小磁针，通电后小磁针必定发生偏转
D 。

奥斯特发现电流的磁效应是偶然的，实际上电与磁没有什么联系
【答案】A
【解析】
电流的周围必定存在磁场，故A 正确．最早发现电流周围存在磁场的是奥斯特，B 错误．当通电直导线在下方产生的磁场与小磁针平行时，小磁针不偏转，故C 错误.客观证实电与磁有着密切的联系，故Ｄ错误．故选Ａ.
２.如图所示是等腰直角三棱柱，其中侧面ａbcd 为正方形,边长为L ,它们按图示位置放置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ,下面说法中正确的是（ ）
A ． 通过ａbcd 平面的磁通量大小为
B L 2
B ． 通过ｄcf ｅ平面的磁通量大小为 2
2B L 2
C 。

通过ab ｆe 平面的磁通量大小为　22B L 2
D. 通过整个三棱柱的磁通量为B L 2
【答案】B
【解析】
【详解】通过ａbcd 平面的磁通量大小为B Ｓsi ｎ45°=ＢL 2,故A 错误；dc ｆｅ平面是abc ｄ平面在垂2
2直磁场方向上的投影，所以磁通量大小为BL 2，故B 正确；abfe 平面与磁场平面平行,所以磁通量为零,22故C 错误；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零,故通过整个三棱柱的磁通量为零,故D 错误。

故选B ３．下列几种说法中正确的是（ ）
A 。

　线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B 。

线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
C 。

线圈放在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大
D ． 线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势越大
【答案】Ｄ
【解析】
【详解】依据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势与磁通量无关、与磁通量的变化量无关、与匝数和磁通量的变化率成正比。

故AB 错误;磁场的强弱与感应电动势也无关,故Ｃ错误;线圈中磁通量变化越快意味着线圈的磁通量的变化率大，依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，在此条件下线圈中产生的感应电动势越大,故D 正确;故选D
4.如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示。

在０~时间内，直导线中电流方向向上,则在~T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力方T 2T
2向正确的是（ )
A ．　感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左
B.　感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右
C. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右
Ｄ。

　感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左
【答案】C
【解析】
【详解】在～T 时间内，长直导线中电流方向向下且增大，因此在金属线框处产生的磁场方向垂直纸面T 2向外且在增大，金属线框中感应电流的磁场与原磁场方向反向,由右手螺旋定则可知感应电流方向为顺时针方向,由左手定则可判断出金属线框所受安培力的方向向右，故C 正确;A ＢD 错误;故选C 5． 电阻R 、电容C 与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下，如图所示.现使磁铁开始自由下落,在Ｎ极接近线圈上端的过程中，流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是
A ． 从ａ到b ，上极板带正电
B.　从a 到b ，下极板带正电
C ． 从b 到a ，上极板带正电
Ｄ. 从ｂ到ａ，下极板带正电
【答案】D
【解析】
试题分析：由图知,穿过系安全带磁场方向向下，在磁铁向下运动的过程中,线圈的磁通量在增大，故感应电流的磁场方向向上，再根据右手定则可判断,流过R的电流从ｂ到a,电容器下极板带正电,所以A、B、C错误,D正确.
考点：本题考查楞次定律
【此处有视频,请去附件查看】
6.如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在ａ的正上方固定一竖直螺线管ｂ,二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。

若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列表述正确的是
Ａ。

线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流
Ｂ。

穿过线圈a的磁通量变大
C。

线圈ａ有收缩的趋势
Ｄ。

　线圈a对水平桌面的压力F将变小
【答案】D
【解析】
试题分析：解本题时应该掌握：楞次定律的理解、应用．在楞次定律中线圈所做出的所有反应都是阻碍
其磁通量的变化.如:感应电流磁场的磁通量、面积、速度、受力等．
当滑动变阻器的滑片P向上滑动,通过线圈a的电流减小，闭合导体环b内的磁通量减小,根据楞次定律可知:线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流因此线圈，做出的反应是面积有扩展的趋势，同时将靠近磁铁，故减小了和桌面的挤压程度，从而使导体环对桌面压力减小，选项A BＣ错误，D正确,
故选D。

考点：法拉第电磁感应定律;楞次定律．
点评:本题从力、运动的角度考察楞次定律,思维含量高，考察角度新颖．
7.如图所示，闭合导体框ａbcd从高处自由下落，进入匀强磁场，从bｃ边开始进入磁场到ａd边即将进入磁场的这段时间里,下列表示线圈运动情况的速度一时间图象不可能的有（)
A。

ﻩＢ。

ﻩＣ。

D.
【答案】B
【解析】
【详解】在bc边刚进入磁场时，若重力恰好等于安培力,则物体受力平衡,做匀速直线运动;故A正确；在ｂｃ边刚进入磁场时，如果重力大于安培力,加速度向下，线圈进入磁场做加速运动，因为速度增加会所得感应电流增加,安培力增加,所以线圈的合力是在减小的，加速度也在减小,这个过程是变加速运动。

当安培力增加到等于重力，线圈就做匀速运动，故线圈做加速度减小的加速运动，故B错误;C正确;若bｃ刚
进入磁场时安培力大于重力，则金属棒减速运动，速度减小则安培力减小,则a减小,即金属棒做加速度减小的减速运动,故D正确;本题选不可能的，故选B
８．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物。

下列相关的说法中正确的是( )
A.　电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作
B.　锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关
C。

金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物
D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗
【答案】Ｂ
【解析】
解：Ａ、锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故A正确；
B、直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流,电磁炉不能使用直流电,故B错误；
C、锅体只能用铁磁性导体材料,不能使用绝缘材料制作锅体,故C错误；
Ｄ、电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故D错误；
故选A．
【点评】本题从常用的电器电磁炉入手,考查其原理和工作情况,电磁炉是利用电流的热效应和磁效应的完美结合体，它的锅具必须含磁性材料，最常见的是不锈钢锅.
9.如图所示，两同心金属圆环共面，其中大闭合圆环与导轨绝缘，小圆环的开口端点与导轨相连，平行导轨处在水平面内,磁场方向竖直向下，金属棒ab与导轨接触良好，为使大圆环中产生图示电流，则ａb应当( )
Ａ。

　向右加速运动
Ｂ.　向右减速运动
Ｃ. 向左加速运动
D．　向左减速运动
【答案】BC
【解析】
【详解】大圆环中逆时针电流对应的感应磁场方向垂直纸面向外，根据楞次定律要想产生垂直纸面向外的磁场,那么可能是小圆中磁场方向向外在减小，即导体棒向右减速运动；也可能是小圆中的磁场方向向里在增强，即导体棒向左加速运动，故BC正确；AD错误；故选BC
10。

如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈Ｌ的电阻值都很小，且小于灯A的电阻,接通Ｓ，使电路达到稳定,灯泡A发光，则（　)
Ａ. 在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭
B. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮,然后逐渐变暗
Ｃ。

　在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
D。

　在电路乙中，断开S后,A将先变得更亮,然后逐渐变暗
【答案】D
【解析】
【分析】
电感总是阻碍电流的变化.线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向更原电流的方向相反，抑制增大;线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方向相同,抑制减小，并与灯泡构成电路回路。

【详解】在电路甲中，断开S，由于线圈阻碍电流变小,导致A将逐渐变暗,故AB错误；在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开Ｓ时,由于线圈阻碍电流变小,通过Ａ的电流变大，导致A将变得更亮,然后逐渐变暗，故C错误，Ｄ正确。

所以Ｄ正确，ABC 错误。

【点睛】线圈中电流变化时，线圈中产生感应电动势；线圈电流增加，相当于一个瞬间电源接入电路，线圈左端是电源正极．当电流减小时,相当于一个瞬间电源，线圈右端是电源正极.
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,空间存在有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（）
A．导轨可能光滑
B。

t1时刻PQ中没有电流
Ｃ。

　导体棒ＰQ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
【答案】CD
【解析】
由图可知，B 随时间均匀减小，由楞次定律可知,导体棒PQ 受沿斜面向上的安培力,因为安培力是变力，如果导轨光滑则沿斜面的合力是一个变力，选项A 错误;t 1时刻穿过线圈的磁通量为零，而磁通量的变化率不为零，则PQ 中会有电流,选项Ｂ错误；因为恒量,则感应电动势不变，感应电流不变,根据F ＝ＢＩΔB Δt L 可知，安培力逐渐减小,选项C 正确;t １时刻磁场为零,则导体棒PQ 受到的安培力等于0，选项Ｄ正确;故选C Ｄ．12．如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等（均为d )的水平虚线L 1、L 2、L 3、Ｌ４,在L 1、L 2之间和L 3、L 4之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为Ｂ、方向垂直于虚线所在平面向里。

现有一矩形线圈ａb ｃd ,长ad ＝2d 、宽cd =d 、质量为m 、电阻为Ｒ，将其从图示位置（ｃd 边与L 1重合)由静止释放,速度随时间的变化关系如图乙所示，整个运动过程中线圈平面始终竖直且cd 边始终水平，重力加速度为g ，则（ ）
A 。

在0～ｔ1时间内，通过线圈的电荷量为Bd 2R
B. 线圈匀速运动的速度大小为2mgR B 2d 2
C. t 2时刻ab 边与L 3重合
D 。

0~t 3时间内,线圈产生的热量为5mgd−m 3g 2R 22B 4d 4
【答案】ACD
【解析】
【详解】、在0～t １时间内，c ｄ边运动了距离d ,通过线圈的电荷量为故Ａ正确;根据平
q =ΔΦR =BLd R =Bd 2R 衡有： ,解得，故B 错误；分析导线框的受力可知从cd 出Ｌ2位置一直
mg =BId =Bd Bdv R =B 2d 2v R v =mgR B 2d 2
到ab 变运动到Ｌ３位置的过程中，回路中没有电流,所以导线框一直做匀加速运动，当ａｂ边越过Ｌ3后开始受到安培力，才可能做匀速运动，所以t 2时刻ab 边与Ｌ3重合，故C 正确；t 2时刻a ｂ边与L ３重合,结合图像可知在t 2－t ３时间段内导线框匀速穿过磁场,从刚开始到ab 刚穿过Ｌ４，导线框向下运动的距离为５d ，此时的速度为匀速运动的速度，根据能量守恒可知0~ｔ3时间内,线圈产生的热量为v =
mgR B 2d 25m ,故D 正确；故选ACD
gd−m 3g 2R 2
2B 4d 413.如图所示，两根光滑、足够长的平行金属导轨固定在水平面上。

滑动变阻器接入电路的电阻值为R (最大阻值足够大），导轨的宽度L ＝0.５ m ，空间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度的大小B =１T 。

内阻的金属杆在F =5N 的水平恒力作用下由静止开始运动。

经过一段时间后,金属杆的速度达到r =1Ω最大速度v m ，不计导轨电阻，则有( ）
Ａ。

R 越小，ｖm 越大
Ｂ。

　金属杆的最大速度大于或等于2０　m/s
C 。

在金属杆达到最大速度之前,恒力F 所做的功等于电路中消耗的电能
D.　金属杆达到最大速度后,金属杆中电荷沿杆长度方向定向移动的平均速率v e 与恒力Ｆ成正比
【答案】BD
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律可得，根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流,匀速运E =BLv I =BLv R +r 动时受力平衡，则计算得出： ,由此可以知道， R 越小,v m 越小,故A 错误;
F =BIL =B 2L 2v m
R +r v m =F (R +r )
B 2L 2
当时,最小，此时，所以金属杆的最大速度大于或等于20 m/ｓ ,
R =0v m v m =Fr
B 2L 2=5×112×0.52m/s =20m/s 故Ｂ正确;根据功能关系可以知道，在金属杆达到最大速度之前,恒力Ｆ所做的功等于电路中消耗的电能与金属杆动能增加之和，故
C 错误；金属杆达到最大速度后,有 ，所以，根据恒定电流的微观F =BIL I =F BL 计算公式可得 ，计算得出，所以金属杆中电荷沿杆长度方向定向移动的平均速率ｖe I =neS v e v c =F BLneS 与恒力F 成正比,故
D 正确；故选B Ｄ14.如图所示,闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上,现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中.则（ )
A 。

车将向右运动
B. 使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能，最终转化为螺线管的内能
Ｃ。

条形磁铁会受到向左的力
D. 车会受到向左的力
【答案】AC
【解析】
试题分析:A 、由题意可知,当磁铁向右运动时，即靠近螺线管,导致穿过的磁通量变大，因此根据楞次定律，则有感应电流产生，根据楞次定律，小车为阻碍磁铁靠近，小车将对磁铁有向左的力,同时小车受到向右的力，向右运动，故AC 正确，D 错误;
Ｂ、由于闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，所以小车将向右运动，外力所做的功部分由螺线管转变为电能，部分转化为小车的动能，B 错误；
故选:AC ．
二、填空题
15.某兴趣小组的一同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的原线圈A、副线圈B、电流计及开关按图示方式连接来研究电磁感应现象。

(1)将原线圈Ａ插入副线圈B中，闭合开关瞬间,副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向＿____（选填“相同”或“相反”）。

（2)该同学发现：在原线圈Ａ放在副线圈Ｂ中的情况下，将开关接通的瞬间电流计指针向左偏转，则开关闭合后将变阻器的滑动片Ｐ快速向接线柱C移动过程中，电流计指针将＿___＿（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。

若要看到电流计指针向右偏,请你说出两种具体做法:①_＿＿＿_；②_____。

【答案】 （1). 相反　（2）. 左偏（3)。

　滑动变阻器滑片向左滑动　(４).　断开开关瞬间
【解析】
（１)将原线圈Ａ插入副线圈B中，闭合开关瞬间,穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律可知,副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向相反；ﻫ（2）在原线圈A放在副线圈B中的情况下,将开关接通时，通过副线圈的磁通量增大，接通开关的瞬间电流计指针向左偏转，这说明通过副线圈的磁通量增大时，线圈产生的感应电流使电流表指针向左偏转；当开关闭合后将变阻器的滑动片P快速向接线柱C移动过程中,线圈A中电流增大，产生的磁场增大，穿过副线圈的磁通量增大，电流计指针将左偏；
要使电流计指针向右偏，穿过副线圈的磁通量应减小，由电路图可知，此时应该：滑动变阻器滑片向左滑动，或闭断开关瞬间。

点睛：本题无法直接利用楞次定律进行判断，但是可以根据题意得出产生使电流表指针右偏的条件,即可不根据绕向判出各项中应该出现的现象。

16。

如图所示，平行金属导轨的间距为d ，一端跨接一阻值为R 的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于平行轨道所在平面,一根长直金属棒与导轨成６0°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v 沿金属导轨滑行时,其他电阻不计,电阻R 中的电流为＿_____＿__＿___。

【答案】23Bdv 3R
【解析】
金属棒中产生的感应电动势为:E=B Ｌv=Bv ；通过Ｒ的电流为: d sin 60°I =E R =Bdv Rsin 60°=23Bdv 3R
三、计算题
１7．如图所示，以ＭＮ为下边界的匀强磁场，磁感应强度大小为Ｂ，方向垂直于纸面向外， MN 上方有一单匝矩形导线框ａbc ｄ,其质量为m ，电阻为R ,a ｂ边长为l 1，bc 边长为ｌ2,cd 边离MN 的高度为h .现将线框由静止释放，线框下落过程中ab 边始终保持水平，且ab 边离开磁场前已做匀速直线运动，求线框从静止释放到完全离开磁场的过程中a ｂ边离开磁场时的速度v ;
【答案】v =
mgR B 2l 21
【解析】【详解】根据题意a ｂ边离开磁场前已做匀速直线运动即此时导线框受力平衡：mg =BI l 1
根据法拉第电磁感应定律知：
E =B l 1v 根据闭合电路欧姆定律知：
I =E R 由以上各式解得：v =mgR
B 2l 211８.如图所示，匝数N ＝100匝，截面积S =0。

２m 2,电阻r =0．5Ω的圆形线圈MN 处于垂直纸面向里的匀强磁场内，,磁感应强度随时间按Ｂ＝0。

6＋0。

０2t(T)的规律变化，处于磁场外的电阻Ｒ1＝
3．5Ω，R 2=6Ω，电容C =30μＦ，开关S 开始时未闭合，求:
（１）闭合S 后，线圈两端M 、Ｎ两点间的电压ＵMN 和电阻R 2消耗的电功率;
（2）闭合S 一段时间后又打开S ，则S 断开后通过R 2的电荷量为多少？
【答案】（1)，0.38V 9.6×10−3W
(2）Q =7.2×10−6C
【解析】
试题分析：（1）由题给条件可知磁感应强度的变化率为：,故回路产生的电动势为：ΔB Δt =0.02T /s E =N
,感应电流:,由闭合电路欧姆定律有：,故R ２消
ΔΦΔt =N ΔB Δt s =0.4V I =E R 1+R 2+r =0.04A U MN =E−Ir =0.38V 耗的电功率:。

（2）S 合时:，充电电量:P 2=I 2R 2=9.6×10−3W U C =I R 2=0.24V Q =C U C =7.2×10−6C ，S 开时：放电,放电的电量:，即为Ｓ断开后通过的电荷量。

R 2Q =7.2×10−6C R 2考点：电磁感应——功能问题
１9。

(１８分)如图所示,质量，电阻,长度的导体棒横放在U 型金属框架m 1=0.1kg R 1=0.3Ωl =0.4m ab 上.框架质量，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数,相距0.４m 的、m 2=0.2kg μ=0.2M M ′N N ′
R2=0.1ΩMN M M′
相互平行，电阻不计且足够长。

电阻的垂直于。

整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。

垂直于施加的水平恒力，从静止开始无摩擦地运动,始终与、保B=0.5T ab F=2N ab M M′N N′持良好接触。

当运动到某处时，框架开始运动。

设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g ab
取10m/ｓ2。

（1）求框架开始运动时速度v的大小;
ab
(2）从开始运动到框架开始运动的过程中，上产生的热量，求该过程位移x的大小.
ab MN Q=0.1J ab
【答案】(1）6m／ｓ
v=
(2)　ｘ=”1。

1ｍ "
【解析】
试题分析:ab向右做切割磁感线运动，产生感应电流，电流流过MＮ，MN受到向右的安培力,当安培力等于最大静摩擦力时，框架开始运动．根据安培力、欧姆定律和平衡条件等知识，求出速度.依据能量守恒求解位移。

解：(１)由题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力为：
Ｆ=μＦＮ=μ(m1+m2）g
ab中的感应电动势为：E＝Blv
MN中电流为:
MN受到的安培力为：F安=IlB
框架开始运动时有：F安=F
由上述各式代入数据，解得：v＝6ｍ／s
（２)导体棒ａb与MN中感应电流时刻相等，由焦耳定律Ｑ=Ｉ2Ｒt得知，Q∝R
则闭合回路中产生的总热量:=×0.1J＝0.4J
由能量守恒定律，得：Fx=+Q总
代入数据解得:x=1．1m
答：（1）求框架开始运动时ａb速度v的大小为6m/s；
(2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中ａb位移x的大小为1.１m。

【点评】本题是电磁感应中的力学问题,考查电磁感应、焦耳定律、能量守恒定律定律等知识综合应用和分析能力。