高二年级物理上学期每周一练(1)
一、选择题：
1．本地有一辆平板三轮车上水平装载着一个长方形铝合金窗框，三轮车沿平直公路自西向东行驶。若将三轮车运动的区域内地磁场可视为匀强磁场，则铝合金窗框将发生电磁感应现象，下列判断中正确的是（ C ）
A．窗框内将产生感应电流，且俯视窗框时窗框中的感应电流沿顺时针方向
B．窗框内将产生感应电流，且俯视窗框时窗框中的感应电流沿逆时针方向
C．窗框内无感应电流，但窗框的北侧电势较高
D．窗框内无感应电流，但窗框的北侧电势较低
2．如图1所示，通过电螺线管水平固定，oo′为其轴线，a、b、c三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且圆环平面垂直于oo′轴。则关于这三点的磁感强度Ba、Bb、Bc的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系，下列判断正确的是（ C ）
A．Ba=Bb=Bc，Φa=Φb=Φc
B．Ba>Bb>Bc，Φa<Φb<Φc
C．Ba>Bb>Bc，Φa>Φb>Φc
D．Ba>Bb>Bc，Φa=Φb=Φc
3．如图3所示，竖直直导线中通以向上的恒定电流，在导线的右方有一带负电的电子以初速度v沿平行导线方向射出，则电子将（ B）
A．向左发生偏转 B．向右发生偏转
C．垂直纸面向里偏转 D．垂直纸面向外偏转
4．如图5所示，一个长方形闭合金属线框以恒定的速度v从磁场外进入匀强磁场，然后穿出场区。若已知线框的长度大于磁场区域的宽度，则在图6所示的图象中，能正确表示线框中感应电流随时间变化的图象是（ B）
5．如图7所示，是足够长、宽为L的有界的正交电磁场，已知oa=od=pb=pc=L/2。一带粒子从左侧o点水平射入电磁场，恰能直线通过。若撤去磁场，则粒子从C点射出；若撤去电场，则此粒子运动轨迹（不计重力影响）（D ）
A．抛物线
B．以a为圆心的圆
C．斜向上的直线
D．半径为L的圆
6．图8中线圈A的ab端加上如图9所示的电压时，在0~t0的时间内，线圈B中感应电流方向及线圈B的受力方向是（AD ）
A．感应电流方向不变
B．受力方向不变
C．感应电流方向改变
D．受力方向改变
7.如图所示，将半径不等的两个金属环a、b处切断，再使两环相连如图．若a和b相距很近，整个装置处于垂直环面向下的匀强磁场中，当磁感应强度均匀增加时，则 (C )
A.两环中均有逆时针方向电流．
B.两环中均有顺时针方向电流．
C.大环中有逆时针方向电流，小环中有顺时针方向电流．
D.大环中有顺时针方向电流，小环中有逆时针方向电流．
8.一单匝矩形线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量随时间t的变化规律如图所示，下列说法正确的是 ( D )
A．在t＝O．015 s时线框中感应电动势最大
B．线框中交变电流的频率是0．02 s
C．在t＝O．002 s时线框中感应电动势正在增大
D．线框中感应电动势的最大值为πV
9．设有一导线AC以恒定速率v在金属导轨DEFG上向右滑动，通过一匀强磁场B(如图所示)，设电路ACEFA中只有EF段有电阻R，则在导线AC通过磁场的时间内，下列哪些物理量跟速率v成正比 （ AB）
A．导线AC中的电流 B．磁场作用于导线AC的力
C．电阻R中增加的总内能 D．电路ACEFA中所消耗的电功率
10.下图中各理想变压器原、副线圈的匝数比都为2∶1，电阻R1＝10Ω，R2＝40Ω，其中R1和R2上功率相等的是 (BD)
A B C D
11.如图所示，电阻R1=3 Ω，R2=6 Ω，线圈的直流电阻不计，电源电动势
E＝5 V，内阻r=1 Ω．开始时，电键S闭合，则 ( AC )
A.断开S前，电容器带电荷量为零
B.断开S前，电容器电压为10／3 V
C.断开S的瞬间，电容器a板带上正电
D.断开S的瞬间，电容器b板带上正电
12.如下图所示，将甲图中开关S闭合后电流表指针由中央向左偏转，当把一个线圈A和这个电流表串联起来(图乙)，将一个条形磁铁B插入或拔出线圈时．线圈中产生感应电流，经观察发现，电流表指针由中央位置向右偏，这说明
(C)
①如果磁铁的下端是N极，则磁铁正在远离线圈
②如果磁铁的下端是S极，则磁铁正在远离线圈
③如果磁铁的下端是N极，则磁铁正在靠近线圈
④如果磁铁的下端是S极，则磁铁正在靠近线圈
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
二、填空题
13．在图11所示的abcd为一矩形闭合导线框，其平面与匀强磁场垂直，导线框沿竖直方向从图示位置开始下落，且ab边始终保持水平。在dc边未出磁场前，线框中的感应电流的方向是__顺时针__，线框所受磁场的作用力的方向是_竖直向上_。
14．两带电粒子质量之比为4：1，带电量之比为2：1，它们以垂直于磁场方向的速度射入同一匀强磁场中。若两粒子以相同的初速度射入磁场区，则它们运动的轨道半径之比为_2：1_。若它们先经相同的加速电压加速后再进入磁场区，则它们运动的轨道半径之比为
。
15．一个N匝矩形线圈的总电阻为R，矩形线圈所围成的面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中绕oo′轴以角速度ω匀速转动。求从图12所示的位置开始绕轴oo′转过90°时的感应电动势为_ NBSω_；在转过90°的过程中，其平均感应电动势为__2NBSω/π_；该交变电动势的有效值是
。
三、实验题
16．如图所示的实验中，电源电动势E＝6V，R为一可变电阻，实验时误将一电流表并联在Rx两端，测得读数为2A，当把电流表换成电压表时，其读数为3V，则Rx为__3Ω___。
(设电压表和电流表均为理想电表)
17．测小灯泡的伏安特性曲线的电路图如图13所示。
（1）根据图13在图14上画出此实验的电路连线。
（2）灯泡的伏安特性曲线如图15所示，若将三个同样的灯泡串联接在12V的电压下，通过每盏灯的实际电流为___0.6____A。若将一盏这样的灯泡和一个15Ω的电阻串联，接在电压为8V的电源上，这盏灯两端的实际电压为_2_V（保留一位有效数字）。
17．（1）画在图14上；
18．某学生使用欧姆表测电阻，他在实验中的主要实验步骤如下：
A．把选择开关拨至“×1K”的欧姆档上；
B．把表笔插入测试笔插孔中，先把两表笔接触，旋转调零电阻使表头指针指在电阻刻度的零刻线上；
C．把两表笔分别与待测电阻两端相接，发现此时指针与电阻零刻线间偏转角度小；
D．换用“×100”的欧姆档，发现此时指针偏转适中，记下指针所指示的电阻值；
E．把表笔从测试笔插孔中拔出后，将万用表放回桌上原处，实验完毕。
该同学在实验时已经注意到：待测电阻与其它元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆。
请问，该同学在实验中违反的重要规则是：
（1）换用“×100”欧姆档时未重新调零_，
（2）_实验结束后，未将选择开关拨至OFF档或交流电压最高量程档_。
（3）若用图16所示的多用表测量图17所示的电阻箱的阻值，应选用“×_10_”的欧姆档。
四、论述计算题（每题7分，共28分）。
19．一个边长为a=1m的正方形闭合线圈，总电阻为0.1Ω，当线圈以v=2m/s的速度通过磁感强度B=0.5T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场方向垂直。若磁场的宽度b>1m，如图18所示，求线圈通过磁场的过程中产生多少热量？
19．解：
线圈通过磁场的过程中产生的感应电动势大小为：
E=Bav=0.5×1×2V=1V，
线圈进入和离开磁场的过程中有感应电流，其大小为：
I=E/R=10A，
线圈通过磁场的过程中产生的热量为：
。
20．一个10匝的圆形线圈两端分别与宽10cm的平行竖直金属框架连接，竖直框架上有一根质量为0.004kg的金属导线，它可以在框架上无摩擦地上下滑动，且与框架间的接触良好。框架处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感强度为B2= 0.2T，圆形线圈处于另一个匀强磁场中，其磁感强度为B1。整个电路的电阻为0.5Ω，如图19所示。若穿过圆形线圈的匀强磁场B1均匀变化时，ab在竖直框架上静止不动。求：
（1）均强磁场B1是增大还是减小？
（2）匀强磁场穿过圆形线圈的磁通量变化率是多大？
20．解：
（1）磁场B1增大；
（2）导线ab平衡，有：
，
其中：I=E/R，而
。
则圆形线圈的磁通量变化率：
。
21．已知一质量为m的带电液滴，经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示，
问：（1）此液滴带何种电荷？为什么？
（2）液滴做匀速运动的半径是多少？
21．（1）∵重力和电场力平衡
电场力向上，电场向下，两者方向相反
∴液滴带负电 ………………3′
（2）qE=mg ……………① ………………… 2′
qU＝
………………②
……………………2′
∵qvB=mv2/r
∴
又由① q＝mg/E
∴ 
…………………………3′
22．如图所示，在光滑绝缘水平面上，一边长为10 cm、电阻为1 Ω、质量为O．1 kg的正方形金属框abcd以6
m／s的速度向一有界的匀强磁场滑去，磁场方向与线框面垂直，磁感应强度大小为O．5 T，当线框全部进入磁场时线框中已放出了1．8 J的热量。
求：当线框的ab边刚穿出磁场的瞬间，线框中电流的方向和大小？此时加速度的方向和大小？
试判断cd边能否穿出磁场并简要说明理由？
22．（1）线框进入磁场，其速度由v1变为v2
由能量守恒
∴
……………………2′
ab边刚穿出磁场时，线框的速度仍为v2
此时，I＝E感/R＝Blv2/R＝0.5×0.1×6/1＝0.3N …………………2′
由右手定则，电流方向为c→d→a→b→c，顺时针 …………………1′
（2）此时，cd边受安培力作用
a＝F安/m＝BIl/m＝0.5×0.3×0.1/0.1＝0.15m/s2 …………………2′
方向水平向左 …………………………1′
（3）cd边可以穿出磁场。Ek2＝1.8J＞W安2 ……………………………2′
23.如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，0、C处分别接有短电阻丝(图中用粗线表示)，R1＝3．0 Ω，R2＝6．0 Ω，其他部分电阻不计．导轨OAC的形状满足方程y＝1．Osin(
)(单位m)。在xOy平面内存在B=0．2 T的匀强磁场、现有一长1．5 m的金属棒在水平外力F作用下以速度v＝5．0 m／s水平向右匀速运动，棒与导轨始终良好接触．求：
(1)外力F的最大值；
(2)金属棒在导轨上运动时，电阻R1的最大功率；
(3)金属棒滑过导轨的过程中，外力所做的功．
23．（1）∵金属棒匀速
∴ F外＝F安
由y=1.0sin（）可知：xc＝3m，xA＝1.5m
Lm＝yA＝1.0×sin（
）＝1.0m
R1R2的总电阻 R＝
∴ Fm＝BIL=
=
…………………4′
(2) 设金属棒上的电流最大值为Im
Im＝
由分流原理 R1上电流 I1＝
＝
R1上的最大功率P1m＝I12R1＝（
）2×3＝
………………………4′
（3）金属棒中的瞬时电动势e＝Blv＝Bv×1.0sin（
）＝1.0sin
有效值E＝
金属棒滑过导轨时间t＝xC/v＝0.6s
∴W＝Q＝
…………………………4′