2021-2022学年江西省赣州市赣县第三中学高二上学期强化训练A13物理试题 解析版

江西省赣州市赣县第三中学2021-2022学年高二上学期强化训练A13物理试卷

2021.12

一、选题（1~6为单选，7~10为多选题，每题6分，共60分）

1．下列叙述符合物理学史实的是（　　）

A．物理学家法拉第发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应

B．物理学家奥斯特发现了由磁场产生电流的条件和规律

C．物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律

D．物理学家安培提出了磁场对运动电荷有作用力的观点

2．ab为一金属杆，它处在如图所示的垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动，s为以a为圆心位于纸面内的金属圆环，在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触，A为电流表，其一端与金属环相连，另一端与a点良好接触。当杆沿逆时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻（　　）

A．有电流通过电流表，方向由c向d；作用于杆ab的安培力向右

B．有电流通过电流表，方向由d向c；作用于杆ab的安培力向左

C．有电流通过电流表，方向由d向c；作用于杆ab的安培力向右

D．无电流通过电流表，作用于杆ab的安培力为零

3．下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法，正确的是（　　）

A．图甲中，当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时，导体棒中能产生感应电流

B．图乙中，当导体棒在匀强磁场中以恒定的角速度转动时，导体棒中能产生感应电流

C．图丙中，当闭合圆环导体（水平放置）某一直径正上方的直导线中通有逐渐增大的电流时，闭合圆环导体中能产生感应电流

D．图丁中，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，不闭合的导体环中能产生感应电流

4．如图所示，匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈、，磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度随时间均匀增大。、两线圈的半径之比为，匝数之比为。线圈中产生的感应电动势分别为和，某时刻磁通量分别为和，不考虑两线圈间的相互影响。下列说法正确的是（　　）

A．，，感应电流均沿顺时针方向

B．，，感应电流均沿逆时针方向

C．，，感应电流均沿顺时针方向

D．，，感应电流均沿顺时针方向

5．如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是（　　）

A．S闭合后，A、B同时发光且亮度不变

B．S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭

C．S断开的瞬间，A、B同时熄灭

D．S断开的瞬间，A再次发光，然后保持亮度不变

6．如图所示，一根长1m左右的空心铝管竖直放置（图甲），同样竖直放置一根长度相同但有竖直裂缝的铝管（图乙）和一根长度相同的空心塑料管（图丙）。把一枚小磁铁从上端管口放入管中后，小磁铁最终从下端管口落出。小磁铁在管内运动时，均没有跟管内壁发生摩擦。设小磁铁在甲、乙、丙三条管中下落的时间分别为t1、t2、t3，则下列关于小磁铁在三管中下落的说法正确的是（　　）

A．甲管、乙管和丙管都会产生感应电流

B．小磁铁完全进入甲管后，甲管中没有感应电流产生

C．t1最大    D．t2＝t3

7．如图，矩形 abcd 为匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线圈以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．下图是线圈的四个可能到达的位置，则线圈的动能不可能为零的位置是(    )

A．B．C．D．

8．如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁体从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（　　）

A．p、q将互相靠拢 B．p、q将互相远离

C．磁体的加速度仍为g D．磁体的加速度小于g

9．匝数匝的圆形闭合线圈，所围的面积（如图甲），线圈内存在如图乙所示磁场，规定垂直纸面向外的磁场方向为正方向，则下列说法正确的是（　　）

A．第末的感应电动势为

B．内线圈有扩张趋势

C．内感应电流最大

D．内线圈的感应电动势为，感应电流的方向为顺时针

10．如图所示，两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为、磁感应强度为的匀强磁场，正方形线框的边长为、质量为、电阻为，将线框从距离磁场的上边界高为处由静止释放，线框的边刚进入磁场时的速度为，边刚离开磁场时的速度也为，在线框开始进入到全部离开磁场的过程中（　　）

A．感应电流所做的功为 B．感应电流所做的功为

C．线框的最小动能为 D．线框的最小动能为

二、解答题（11题20分，12题20分，共32分）

11．如图所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=400cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示；

求：（1）前4s内的感应电动势；

（2）前5s内通过R的平均电流。

12．如图所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，金属框两平行导轨间距为。轨道左端接一阻值为的电阻，金属棒在两导轨之间的电阻为，导轨及其他电阻不计。若金属棒在外力的作用下，沿框架以速度沿轨道水平向右做匀速直线运动。求：

（1）中的电流方向；、端电势哪端高；

（2）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒切割磁感线产生的感应电动势表达式；

（3）求之间的电压。

高二物理强化训练A13参考答案

1．C

【详解】

A．物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应。A错误；

B．物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律。B错误；

C．物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律。C正确；

D．物理学家洛伦兹提出了磁场对运动电荷有作用力的观点。D错误。

故选C。

2．B

【详解】

当杆沿逆时针方向转动时，根据右手定则，判断出ab杆中感应电流方向为b→a，电流通过电流表，方向为d→c；根据左手定则可知，作用于杆ab的安培力向左，故B正确;ACD错误;
故选B。
 

3．B

【详解】

A．图甲中，两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时，闭合回路的面积不变，穿过回路的磁通量不变，因此导体棒中不会产生感应电流，故A错误；

B．图乙中，当导体棒转动时，切割磁感线，导体棒中有感应电流产生，故B正确；

C．图丙中，因为通电直导线在闭合圆环导体直径的正上方，所以穿过圆环导体的磁通量等于0，电流增大，穿过圆环导体的磁通量仍然是0，不能产生感应电流，故C错误；

D．图丁中，由于导体环不闭合，故导体环中不能产生感应电流，故D错误。

故选B。

4．A

【详解】

根据

Φ=BS

可知任意时刻两个圆的磁感应强度相同，则有

Φa：Φb=Sa：Sb=ra2：rb2=4：1

根据法拉第电磁感应定律有

E=n=nS=nπr2

因相同，则有

Ea：Eb＝nara2：nbrb2=2：1

由于磁场向外，磁感应强度B随时间均匀增大，根据楞次定律可知，感应电流均沿顺时针方向

故选A。

5．B

【详解】

AB．刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，B灯更亮，故A错误，B正确；

CD．S闭合一段时间后，再断开S，B立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过A灯，不流过B灯，A闪亮一下后熄灭，B灯立即熄灭，故CD错误。

故选B。

6．C

【详解】

AB．甲管的横截面为闭合圆环，当小磁铁在管中运动时，穿过这些圆环的磁通量发生变化，会产生感应电流；乙管的横截面虽然不是闭合圆环，但当小磁铁在管中运动时，在管壁上闭合区域内仍会产生涡流，但是其电流强度要比甲管的弱；因为丙管由绝缘体制成，所以不会产生感应电流，综上所述可知AB错误；

CD．根据楞次定律可知，甲、乙管中感应电流会阻碍小磁铁的下落，但甲管的阻碍作用比乙管强，而小磁铁在丙管中做自由落体运动，根据运动学规律可推知t1＞t2＞t3，故C正确，D错误。

故选C。

7．BC

【详解】

AD项：线圈进或出磁场时，磁通量变化，线圈中会产生感应电流，线圈受到安培阻力作用而减速运动，速度可能为零，动能可能为零，故AD错误．

BC项：线圈完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生，不再受安培力，线圈的速度不变，所以BC图中线框速度不可能为零，动能不可能为零，故BC正确．

8．AD

【详解】

当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，可知，p、q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故AD正确，BC错误。
故选AD。

9．BD

【详解】

A．第末的感应电动势为

A错误；

B．内磁场减弱，磁通量减小，据楞次定律的推论可知，线圈有扩张趋势，以阻碍磁通量的减小，B正确；

C．内磁场恒定，磁通量不变，感应电流为零，C错误；

D．内线圈的感应电动势为

据楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针，D正确。

故选BD。

10．BC

【详解】

AB．线框的ab边刚进入磁场到ab边刚离开磁场这段过程中，根据动能定理得

mgd-WA=0

所以

WA=mgd

线框的ab边刚进入磁场时的速度和ab边刚离开磁场时的速度相同，可知线框进磁场的过程和出磁场的过程是相同的，所以在线框从进入到全部穿过磁场的过程中，克服安培力做的功为2mgd，即感应电流所做的功为-2mgd，故A错误，B正确。

CD．线框完全进入磁场后，到边刚出磁场，没有感应电流，线框不受安培力，做匀加速运动，边进入磁场时速度为，边刚穿出磁场时速度也为，说明线框出磁场过程一定做减速运动，刚进入磁场时速度最小，设线框的最小动能为，全部进入磁场的瞬间动能最小，由动能定理得从边刚进入磁场到线框完全进入磁场时，有

又因为

解得

故C正确，D错误。

故选BC。

11．24.815    9.970    1.58～1.62       

【详解】

(1) 圆盘的直径d：主尺248mm游标尺（不需要估读）：3×0.05mm相加等248.15mm=24.815cm

(2) 挡光片的宽度l：主尺9.5mm.，副尺（需要估读）47.0×0.01mm相加等99.70mm=9.970cm

(3) 圆盘转动的线速度：l/t=v，ω=v/r，r=d/2，得ω="161" rad/s

(4)根据感应电动势E=

12．（1）E=2V ；（2）

【详解】

（1）前4s内，由图知

由法拉第电磁感应定律知

解得

E=2V

（2）前5s内磁通量的变化量

解得

由法拉第电磁感应定律知

所以

13．（1），端电势高；（2）；（3）

【详解】

（1）由右手定则知，中的电流方向从，端电势高。

（2）根据

其中

，

所以

（3）整个回路的电流为

所以