2010-2011学年山东省临沂市沂水三中高二（下）月考物理试卷（3月份）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

关于电磁感应，下列说法中正确的是（ ）
A．某时刻穿过线圈的磁通量为零，感应电动势就为零
B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势就越大
C．穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势就越大
D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势就越大

2. 难度：中等

如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面，在下列情况中线圈不能产生感应电流的是（ ）

A．导线中电流强度变大
B．线框向右平动
C．线框向下平动
D．线框以ad边为轴转动

3. 难度：中等

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

4. 难度：中等

老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆克绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（ ）

A．磁铁插向左环，横杆发生转动
B．磁铁插向右环，横杆发生转动
C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动
D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动

5. 难度：中等

如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，当磁铁从图示位置向下运动时，线圈中的感应电流方向如图所示，则（ ）

A．磁铁的下端是N极
B．磁铁的下端是S极
C．磁铁与线圈相互排斥
D．磁铁与线圈相互吸引

6. 难度：中等

如图所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路．左边的铁芯上套有一个环面积为0.02m²、电阻为0.1Ω的金属环．铁芯的横截面积为0.01m²，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2T，则从上向下看（ ）

A．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.0×10^-3V
B．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0×10^-3V
C．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0×10^-3V
D．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.0×10^-3V

7. 难度：中等

一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B₁，竖直分量为B₂；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机翼的端点用B表示，用E表示飞机产生的感应电动势，则（ ）
A．E=B₁vb，且A点电势低于B点电势
B．E=B₁vb，且A点电势高于B点电势
C．E=B₂vb，且A点电势低于B点电势
D．E=B₂vb，且A点电势高于B点电势

8. 难度：中等

如图所示，在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方方的感应电流，则导线的运动情况可能是（ ）

A．匀速向右运动
B．加速向右运动
C．减速向右运动
D．加速向左运动

9. 难度：中等

如图所示，电感线圈L的直流电阻为R_L、小灯泡的电阻为R，小量程电流表G₁、G₂的内阻不计，当开关S闭合且稳定后，G₁、G₂的指针均向右偏（电流表的零刻度在表盘中央），则当开关S断开时，下列说法正确的是（ ）

A．G₁、G₂的指针都立即回到零点
B．G₁缓慢回到零点，G₂立即左偏，然后缓慢回到零点
C．G₁立即回到零点，G₂缓慢回到零点
D．G₂立即回到零点，G₁缓慢回到零点

10. 难度：中等

如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁，磁铁正下方不远处的水平面上放一个质量为m，电阻为R的闭合线圈．将磁铁慢慢托起到弹簧恢复原长时放开，磁铁开始上下振动，线圈始终静止在水平面上，不计空气阻力，则以下说法正确的是（ ）

A．磁铁一直振动下去，不会静止
B．磁铁最终能静止
C．在磁铁振动过程中线圈对水平面的压力有时大于mg，有时小于mg
D．线圈会发热

11. 难度：中等

如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）

A．感应电流方向不变
B．CD段直线始终不受安培力
C．感应电动势最大值E=Bav
D．感应电动势平均值

12. 难度：中等

水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，这个过程（ ）

A．电流所做的功相等
B．通过ab棒的电量相等
C．产生的总内能相等
D．安培力对ab棒所做的功不相等

13. 难度：中等

一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方处有一宽度为，垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示．现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放（细绳张直，忽略空气阻力），摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是（ ）
A．mgL
B．mg（+r）
C．mg（+r）
D．mg（L+2r）

14. 难度：中等

如图所示，在PQ、QR区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc边与磁场的边界P重合．导线框与磁场区域的尺寸如图所示．从t=0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域．以a→b→c→d→e→f为线框中有电动势的正方向．以下四个ε-t关系示意图中正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

15. 难度：中等

如图所示，金属棒MN，在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑，导轨间串联一个电阻，磁感强度垂直于导轨平面，金属棒和导轨的电阻不计，设MN下落过程中，电阻R上消耗的最大功率为P，要使R消耗的电功率增大到4P，保持各选项中其它条件不变，可采取的方法是（ ）

A．使MN的质量增大到原来的2倍
B．使磁感强度B增大到原来的2倍
C．使MN和导轨间距同时增大到原来的2倍
D．使电阻R的阻值减到原来的一半．

二、填空题

16. 难度：中等

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．

17. 难度：中等

固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长为L，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B．现有一与ab段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上，以恒定速度v从ad滑向bc，如图所示．当PQ滑过L/3的距离时，PQ两端的电势差是    ，通过aP段电阻丝的电流强度是    ，方向向     （左或右）．

三、解答题

18. 难度：中等

如图所示，线圈 abcd 的面积是0.05m²，共l00匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感强度为B=T，当线圈以300rad/min 的转速匀速旋转时，求：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）线圈转过s 时电动势的瞬时值多大？
（3）电路中电压表和电流表的示数各是多少？

19. 难度：中等

如图所示，匝数N=100匝、截面积S=0.2m²、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，R₂=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U_MN和电阻R₂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R₂的电荷量为多少？

20. 难度：中等

如图所示，AB、CD是两根足够长的光滑固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的 AC端连接一个阻值为 R的电阻，一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab，从静止开始沿导轨下滑．（导轨和金属棒的电阻不计）
（1）求导体ab下滑的最大速度v_m；
（2）若金属棒到达最大速度时沿斜面下滑的距离是S，求该过程中R上产生的热量．

21. 难度：中等

如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略，初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度υ，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．
（1）求初始时刻导体棒受到的安培力；
（2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为E_p，则这一过程中安培力所做的功W₁和电阻R上产生的焦耳热Q₁分别为什么？
（3）导体棒往复运动，最终静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？