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2020-2021学年广东省江门市新会第二中学高二下学期期中考试物理试题 解析版
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这是一份2020-2021学年广东省江门市新会第二中学高二下学期期中考试物理试题 解析版，共6页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是( )
A．a、b两个环 B．b、c两个环
C．a、c两个环 D．a、b、c三个环
2.一金属圆环水平固定放置．现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环( )
A．始终相互吸引B．始终相互排斥
C．先相互排斥，后相互吸引D．先相互吸引，后相互排斥
3．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
4．(某年高考题)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )
A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
二、双项选择题(本题共5小题，每题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中有两个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分．)
5．关于闭合电路中线圈的感应电动势 E、磁通量Φ，磁通量的变化量 Δ Φ及磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt) 、线圈的匝数N之间的关系，下列说法中正确的是( )
A．Φ很大时， E一定很大 B．Φ＝0时， E可能最大
C.eq \f(ΔΦ,Δt)＝0时， E一定等于0 D．N 越多， Φ一定很大，故 E也一定很大
6．下列说法正确的是( )
A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势
B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
7．水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab置于粗糙的框架上且接触良好．从某时刻开始磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则
A．ab中电流增大，ab棒所受摩擦力也增大
B．ab中电流不变，ab棒所受摩擦力方向不变
C．ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大
D．ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变
8．如图所示，在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环．在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中( )
A．环中有感应电流，方向a→d→c→b
B．环中有感应电流，方向a→b→c→d
C．环中无感应电流
D．环中有感应电流
9．如图所示，两水平放置的平行金属板M、N放在匀强磁场中，导线ab贴着M、N边缘以速度v向右匀速滑行．当一带电粒子（不计重力）以水平速度v0射入两板间后，能保持匀速直线运动．该带电粒子可能( )
A．带正电，速度方向向左 B．带负电，速度方向向左
C．带正电，速度方向向右 D．带负电，速度方向向右
选择题答案：
班别： 姓名： 学号： 成绩：
三、非选择题
10．(1)(8分)如下图所示，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下．在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有________(填“收缩”或“扩张”)趋势，圆环内产生的感应电流________(填“变大”、“变小”或“不变”)．
(2)(8分)如图，金属环A用轻线悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势．
11．(19分)如图所示，竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计)．磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外．金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦．从静止释放后ab保持水平而下滑．试求：
(1)金属棒ab在下落过程中，棒中产生的感应电流的方向和ab棒受到的安培力的方向．
(2)金属棒ab下滑的最大速度vm.
12.(19分)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0 m、bc＝0.5 m，电阻r＝2 Ω.磁感应强度B在0～1 s内从零均匀变化到0.2 T．在1～5 s内从0.2 T均匀变化到－0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：
(1)0.5 s 时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；
(2) 0～5 s内线圈产生的焦耳热Q.
参考答案
1．解析：当滑片左、右滑动时，通过a、b的磁通量变化，而通过c环的合磁通量始终为零，故a、b两环中产生感应电流，而c环中不产生感应电流．答案：A
2.解析：因圆环从开始下降到达磁铁中间时，磁通量一直增大；而当从中间向下运动时，磁通量减小时；则由楞次定律可知，当条形磁铁靠近圆环时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力；当磁铁穿过圆环远离圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，故先相互排斥，后相互吸引；故选C.答案：C
3．解析：A.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A错误； B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故B正确；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B.答案：B
4、选C
5．解析：感应电动势与磁通量的变化率成正比，不是与磁通量的多少成正比．例如，有一个线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈平面转到和磁场垂直，即线圈内磁通量达到最大时，它的变化率却最小，这时感应电动势最小．而当线圈转到和磁场平行，即穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率却达到最大，这时产生的感应电动势达到最大值．而 Φ与N无关．答案：BC
6．解析：由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A对；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D错．答案：AC
7、BC
8．解析：由圆形变为正方形的过程中，面积减少，由椤次定律可知选A。答案：AD
9．解析：导体棒ab向右匀速运动，根据右手定则知：a点电势高，M板带正电，N板带负电，M、N板间电场方向向下．电荷在电场中，正电荷受电场力方向向下，负电荷受电场力方向向上，带电粒子要做匀速直线运动，正电荷受洛伦兹力方向必须向上，负电荷也必须速度方向向右才符合题意．答案：CD
三、解析：(1)本题考查对楞次定律、感生电动势、运动和力的关系等知识的理解能力和分析综合能力．ab棒在恒力F作用下，速度增大，切割磁感线运动产生的电动势E＝Blv增大，abdc中的感应电流增大，abdc内磁场增强，穿过圆环L的磁通量增大，所以圆环有收缩的趋势．ab棒受到的安培力F′＝eq \f(B2l2v,R)逐渐增大，由F－eq \f(B2l2v,R)＝ma知，加速度a逐渐减小，故速度增大得越来越慢，因此通过圆环L中的磁通量的变化率逐渐变小，圆环内产生的感应电流逐渐变小．
(2)变阻器滑片P向左移动，电阻变小，电流变大，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，相互排斥，则金属环A将向左运动，因磁通量增大，金属环A有收缩趋势．答案：(1)收缩 变小(2)左 收缩
11．解析：(1)金属棒向下切割磁场，根据右手定则，知电流方向是b→a.
根据左手定则得，安培力方向向上．
(2)释放瞬间ab只受重力，开始向下加速运动．随着速度的增大，感应电动势E、感应电流I、安培力F都随之增大，加速度随之减小．当F增大到F＝mg时，加速度变为零，这时ab达到最大速度．
由F＝eq \f(B2L2vm,R)＝mg 可得：vm＝eq \f(mgR,B2L2)
12. 解析：(1)设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈的面积为S，则S＝L1L2＝1.0×0.5 m2.
由题意得0～1 s内穿过线圈的磁通量的变化率k1＝eq \f(ΔB1,Δt1)＝eq \f(0.2,1) T/s＝0.2 T/s.
由法拉第电磁感应定律得，0～1 s内线圈中的感应电动势E1＝Neq \f(ΔB1S,Δt1)＝100×0.2×0.5 V＝10 V；线圈中的感应电流I1＝eq \f(E1,r)＝eq \f(10,2)A＝5 A.
因为0～1 s内线圈中感应电动势保持不变，所以0.5 s时线圈中感应电动势的大小为10 V．由楞次定律的线圈中感应电流的方向为a→d→c→b→a.同理可得1～5 s内线圈中感应电动势的大小E2＝5 V，线圈中感应电流的大小I2＝2.5 A．
(2)0～1 s内线圈产生的焦耳热Q1＝Ieq \\al(2,1)rΔt1＝52×2×1 J＝50 J,1～5 s内焦耳热Q2＝Ieq \\al(2,2)rΔt2＝2.52×2×4 J＝50 J，所以0～5 s内线圈产生的焦耳热Q＝Q1＋Q2＝100 J.
题号
1（单）
2（单）
3（单）
4（单）
5（双）
6（双）
7（双）
8（双）
9（双）
答案
1．如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是( )
A．a、b两个环 B．b、c两个环
C．a、c两个环 D．a、b、c三个环
2.一金属圆环水平固定放置．现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环( )
A．始终相互吸引B．始终相互排斥
C．先相互排斥，后相互吸引D．先相互吸引，后相互排斥
3．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
4．(某年高考题)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )
A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
二、双项选择题(本题共5小题，每题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中有两个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分．)
5．关于闭合电路中线圈的感应电动势 E、磁通量Φ，磁通量的变化量 Δ Φ及磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt) 、线圈的匝数N之间的关系，下列说法中正确的是( )
A．Φ很大时， E一定很大 B．Φ＝0时， E可能最大
C.eq \f(ΔΦ,Δt)＝0时， E一定等于0 D．N 越多， Φ一定很大，故 E也一定很大
6．下列说法正确的是( )
A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势
B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
7．水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab置于粗糙的框架上且接触良好．从某时刻开始磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则
A．ab中电流增大，ab棒所受摩擦力也增大
B．ab中电流不变，ab棒所受摩擦力方向不变
C．ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大
D．ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变
8．如图所示，在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环．在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中( )
A．环中有感应电流，方向a→d→c→b
B．环中有感应电流，方向a→b→c→d
C．环中无感应电流
D．环中有感应电流
9．如图所示，两水平放置的平行金属板M、N放在匀强磁场中，导线ab贴着M、N边缘以速度v向右匀速滑行．当一带电粒子（不计重力）以水平速度v0射入两板间后，能保持匀速直线运动．该带电粒子可能( )
A．带正电，速度方向向左 B．带负电，速度方向向左
C．带正电，速度方向向右 D．带负电，速度方向向右
选择题答案：
班别： 姓名： 学号： 成绩：
三、非选择题
10．(1)(8分)如下图所示，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下．在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有________(填“收缩”或“扩张”)趋势，圆环内产生的感应电流________(填“变大”、“变小”或“不变”)．
(2)(8分)如图，金属环A用轻线悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势．
11．(19分)如图所示，竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计)．磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外．金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦．从静止释放后ab保持水平而下滑．试求：
(1)金属棒ab在下落过程中，棒中产生的感应电流的方向和ab棒受到的安培力的方向．
(2)金属棒ab下滑的最大速度vm.
12.(19分)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0 m、bc＝0.5 m，电阻r＝2 Ω.磁感应强度B在0～1 s内从零均匀变化到0.2 T．在1～5 s内从0.2 T均匀变化到－0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：
(1)0.5 s 时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；
(2) 0～5 s内线圈产生的焦耳热Q.
参考答案
1．解析：当滑片左、右滑动时，通过a、b的磁通量变化，而通过c环的合磁通量始终为零，故a、b两环中产生感应电流，而c环中不产生感应电流．答案：A
2.解析：因圆环从开始下降到达磁铁中间时，磁通量一直增大；而当从中间向下运动时，磁通量减小时；则由楞次定律可知，当条形磁铁靠近圆环时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力；当磁铁穿过圆环远离圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，故先相互排斥，后相互吸引；故选C.答案：C
3．解析：A.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A错误； B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故B正确；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B.答案：B
4、选C
5．解析：感应电动势与磁通量的变化率成正比，不是与磁通量的多少成正比．例如，有一个线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈平面转到和磁场垂直，即线圈内磁通量达到最大时，它的变化率却最小，这时感应电动势最小．而当线圈转到和磁场平行，即穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率却达到最大，这时产生的感应电动势达到最大值．而 Φ与N无关．答案：BC
6．解析：由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A对；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D错．答案：AC
7、BC
8．解析：由圆形变为正方形的过程中，面积减少，由椤次定律可知选A。答案：AD
9．解析：导体棒ab向右匀速运动，根据右手定则知：a点电势高，M板带正电，N板带负电，M、N板间电场方向向下．电荷在电场中，正电荷受电场力方向向下，负电荷受电场力方向向上，带电粒子要做匀速直线运动，正电荷受洛伦兹力方向必须向上，负电荷也必须速度方向向右才符合题意．答案：CD
三、解析：(1)本题考查对楞次定律、感生电动势、运动和力的关系等知识的理解能力和分析综合能力．ab棒在恒力F作用下，速度增大，切割磁感线运动产生的电动势E＝Blv增大，abdc中的感应电流增大，abdc内磁场增强，穿过圆环L的磁通量增大，所以圆环有收缩的趋势．ab棒受到的安培力F′＝eq \f(B2l2v,R)逐渐增大，由F－eq \f(B2l2v,R)＝ma知，加速度a逐渐减小，故速度增大得越来越慢，因此通过圆环L中的磁通量的变化率逐渐变小，圆环内产生的感应电流逐渐变小．
(2)变阻器滑片P向左移动，电阻变小，电流变大，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，相互排斥，则金属环A将向左运动，因磁通量增大，金属环A有收缩趋势．答案：(1)收缩 变小(2)左 收缩
11．解析：(1)金属棒向下切割磁场，根据右手定则，知电流方向是b→a.
根据左手定则得，安培力方向向上．
(2)释放瞬间ab只受重力，开始向下加速运动．随着速度的增大，感应电动势E、感应电流I、安培力F都随之增大，加速度随之减小．当F增大到F＝mg时，加速度变为零，这时ab达到最大速度．
由F＝eq \f(B2L2vm,R)＝mg 可得：vm＝eq \f(mgR,B2L2)
12. 解析：(1)设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈的面积为S，则S＝L1L2＝1.0×0.5 m2.
由题意得0～1 s内穿过线圈的磁通量的变化率k1＝eq \f(ΔB1,Δt1)＝eq \f(0.2,1) T/s＝0.2 T/s.
由法拉第电磁感应定律得，0～1 s内线圈中的感应电动势E1＝Neq \f(ΔB1S,Δt1)＝100×0.2×0.5 V＝10 V；线圈中的感应电流I1＝eq \f(E1,r)＝eq \f(10,2)A＝5 A.
因为0～1 s内线圈中感应电动势保持不变，所以0.5 s时线圈中感应电动势的大小为10 V．由楞次定律的线圈中感应电流的方向为a→d→c→b→a.同理可得1～5 s内线圈中感应电动势的大小E2＝5 V，线圈中感应电流的大小I2＝2.5 A．
(2)0～1 s内线圈产生的焦耳热Q1＝Ieq \\al(2,1)rΔt1＝52×2×1 J＝50 J,1～5 s内焦耳热Q2＝Ieq \\al(2,2)rΔt2＝2.52×2×4 J＝50 J，所以0～5 s内线圈产生的焦耳热Q＝Q1＋Q2＝100 J.
题号
1（单）
2（单）
3（单）
4（单）
5（双）
6（双）
7（双）
8（双）
9（双）
答案
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