广东省中山市三鑫名校2023-2024学年高二下学期物理限时训练试题（八）（含答案）

第第页广东省中山市三鑫名校2023-2024学年高二下学期物理限时训练试题（八）一、单选题（每个4分，共16分）1．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为S=1m2，导体环的总电阻为R=10ΩA．t=1sB．第2s内，导体环中电流为俯视顺时针方向C．第3s内，导体环中电流的大小为0.1AD．第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为零2．图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈内阻为1Ω，外接灯泡的电阻为9Ω，则（）A．电压表的示数为6VB．在t=10C．电动势的有效值为6VD．在t=103．如图，宽为L的平行金属导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆ab水平放置在导轨上。空间存在着垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，当回路中电流大小为I时，金属杆恰好能静止，重力加速度大小为g。则金属杆与导轨之间的动摩擦因数为（）A．tanα B．C．BILmgcosα4．半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计。下列说法正确的是（）A．金属棒中电流从A流向B B．金属棒两端电压为3C．电容器的M板带负电 D．电容器所带电荷量为3二、多选题（每个6分，共12分）5．如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻不可以忽略，下列说法中正确的是（）A．合上S时，A1和A2同时亮起来B．合上S时，A2比A1先亮，且最后A2比A1要亮些C．断开S时，A2立刻熄灭，A1过一会儿熄灭D．断开S时，A2会过一会儿才熄灭6．如图所示，导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动，c为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上，则（）A．导体棒ab中的电流由b流向a B．螺线管内部的磁场方向向右C．铜制圆线圈c有收缩的趋势 D．铜制圆线圈c被螺线管吸引三、填空题（每个2分，共12分）7．如图所示，矩形线圈面积S=100cm2，匝数N=100，线圈电阻为r=2Ω，在磁感应强度为B=1T的匀强磁场中绕OO'轴以角速度ω=2πrad/s匀速转动，外电路电阻为R=3Ω，在线圈由平行磁场的位置转过90°的过程中，平均感应电动势为E=V；线圈每转动一圈，回路中产生的总焦耳热Q=8．如图甲所示，一竖直放置的载流长直导线和abcd矩形导线框固定在同一竖直平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。在t=0到t=t1时间内，长直导线中电流i随时间变化如图乙所示，图中箭头表示电流i的正方向。（1）线框中感应电流的方向为____。A．逆时针 B．顺时针C．先顺时针再逆时针 D．先逆时针再顺时针（2）线框受到的安培力方向为____。A．水平向左 B．水平向右C．先向左再向右 D．先向右再向左9．如图为通过一个R为1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。此电流的有效值为A；在1s内电阻R上产生的热量为四、解答题（共14分）10．如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100的矩形线圈，边长分别为L1=10cm和L2=20cm，内阻为r=5Ω，在磁感应强度B=0（1）开关S断开时，电压表示数；（2）开关S闭合时，电压表和电流表示数；（3）通过外电阻的电流的最大值以及外电阻上所消耗的电功率；（4）由图示位置转过60°的过程中，通过外电阻的电荷量。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A、t=1s时，穿过导体环的磁通量变化率不为零，则导体环中感应电流不为零，故A错误；

B、第2s内，向上穿过导体环的磁通量增大，根据楞次定律感应磁场方向向下，由安培定则可知，导体环中电流为俯视顺时针方向，故B正确；

C、第3s内，导体环中电流大小为I=故C错误；

D、第3s内与第4s内产生的感应电流相同，则第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为q=It=0.01×1故D错误；

故答案为：B。

【分析】根据图乙确定穿过线圈磁通量的变化情况，再根据楞次定律判断感应电流的方向。对于此变量问题，利用法拉第电磁感应定律确定回路中产生的感应电动势大小，再根据闭合电路欧姆定律确定感应电流大小。当电流为定值时，可利用电荷量与电流的关系式直接求解电荷量的大小。2．【答案】C【解析】【解答】A：电压表的示数为有效值，感应电动势的有效值e=622=6v，电压表示数为u=eRR+r=5.4v，A不符合题意。

B：由图像可知，t=10-2s时，感应电动势为0，此时磁通量最大，B不符合题意。

C：感应电动势的有效值e=6223．【答案】B【解析】【解答】根据左手定则可知，金属杆ab受到的安培力沿斜面向下，金属杆恰好能静止，以金属杆ab为对象，根据受力平衡可得

mgsinα+BIL=f

又

f=μN=μmgcosα

联立解得

μ=4．【答案】B【解析】【解答】A、金属棒绕O逆时针匀速转动，根据右手定则可知金属棒中电流从B流向A，故A错误；

B、金属棒转动产生的电动势为

E=Brv=Brωr+2ωr2=32Bωr2

切割磁感线的金属棒相当于电源，金属棒两端电压相当于电源的路端电压，则金属棒两端电压为

U=RR+RE=34Bωr25．【答案】B,D【解析】【解答】A：开关闭合时，A2立马亮，线圈L由于自感现象会产生方向相反的感应电流，A1不会立马亮。A不符合题意。

B：开关闭合时，A2立马亮，线圈L由于自感现象会产生方向相反的感应电流，A1不会立马亮，稳定后线圈L存在电阻，与A1串联后该支路总电阻较大，通过电流较小，A2要更亮，B符合题意。

CD：断开S时，线圈L由于自感现象会产生方向相同的感应电流，感应电流流过A1A2，因此A1A2都不会立马熄灭。C不符合题意，D符合题意。故答案为BD

【分析】利用线圈的自感现象相关规律可分析灯泡的亮灭情况。6．【答案】B,C【解析】【解答】A：由右手定则可判定导体棒中ab中的电流由a流向b，A不符合题意。

B：导体棒中ab中的电流由a流向b，由安培定则可判定螺线管内部磁场方向向右，B符合题意。

C：导体棒ab向右加速运动，可知闭合电路中的电流逐渐增大，螺线管内部的磁场逐渐增强，穿过圆线圈c的磁通量逐渐增大，由楞次定律可知，铜制圆线圈c有收缩的趋势，C符合题意。

D：穿过圆线圈c的磁通量向右逐渐增大，由楞次定律可知，圆线圈c中产生从左向右看逆时针方向的感应电流，由安培定则可知，圆线圈c中产生的磁场方向向左，与螺线管的磁场方向相反，因此铜制圆线圈c与螺线管相互排斥，D不符合题意。

故答案为BC

【分析】利用楞次定律，结合右手定则，安培定则可判断电流方向，磁场方向，线圈的运动趋势。7．【答案】4；2【解析】【解答】平均感应电动势为E=N∆ϕ∆t=NBS-014T8．【答案】（1）B（2）C【解析】【解答】（1）由于长直导线中的电流先向上减小后向下增大，根据右手螺旋定则可知，长直导线在右侧产生的磁场方向先垂直纸面向里后垂直纸面向外，穿过线框的磁通量先垂直纸面向里减少后垂直纸面向外增加，根据楞次定律可知，线圈中产生沿adcba顺时针方向的电流。故答案为B。

（2）根据左手定则可知，线框ad初始受到向左的安培力，bc边受到向右的安培力，又因为ad边离直导线较近，所以受到的安培力较大，线框受到的安培力的合力水平向左；之后直导线中的电流反向增大，线框ad受到向右的安培力，bc边受到向左的安培力，ad边离直导线较近，所以受到的安培力较大，线框受到的安培力合力水平向右，故线框受到的安培力先水平向左，后水平向右。故答案为C。

【分析】利用图像及右手螺旋定则判定磁场方向，根据楞次定律判定电流方向；利用左手定则判定安培力方向。9．【答案】1.67；2.8【解析】【解答】根据I2R×1=12×R×0.2×2+22×R×0.3×2，代入数据可得10．【答案】（1）由于交流发电机产生的感应电动势最大值为E所以开关S断开时，电压表示数为电动势有效值E=（2）开关S闭合时，由闭合电路欧姆定律得电流有效值为I=电压有效值U=IR=2×20即电流表示数为2A，电压表示数为40V。（3）通过外电阻的电流的最大值为I外电阻上所消耗的电功率为P=IU=