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2027届高二年级物理阶段性练习六 4.2
一、单选题（4x7=28）
1．下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　）
A．图甲中，转动蹄形磁铁时，原来静止的铝框不会随磁铁转动
B．图乙中，金属线圈对条形磁铁的振动没有影响
C．图丙中，两个相同的小磁体由静止穿过等长的铝管和塑料管所用时间相等
D．图丁中，线圈通入高频交流电时，金属内部形成涡流产生大量热量使其熔化
2．如图所示为某一交变电压的图像，曲线部分为正弦式交流电的部分图像，其峰值为U1=10V，直线部分的电压大小为U2=10V，则该交变电压的有效值为（　　）
A． B．10V C． D．
3．在匀强磁场中放置一个金属圆环，磁场方向与圆环平面垂直，规定图1所示磁场方向为正，当磁感应强度B随时间t按图2所示的正弦规律变化时，下列说法正确的是（　　）
A．时刻，圆环中有感应电流
B．时刻，圆环中无感应电流
C．时间内，圆环中感应电流方向始终沿逆时针方向
D．时间内，圆环出现收缩趋势
4．如图所示的电路中，a、b是两个完全相同的灯泡，E为电源，R为定值电阻，L为自感线圈，线圈直流电阻RLA．闭合开关S，a、b均立即亮，稳定时a较亮
B．闭合开关S，b立即亮，a逐渐亮，稳定时一样亮
C．稳定后断开开关S，b立即熄灭，a逐渐熄灭
D．稳定后断开开关S，b闪亮一下，a、b同时逐渐熄灭
5．如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电压表与电流表均为理想电表，为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电源接入如图乙所示的交流电。则（　　）
A．交流电源电压有效值为
B．电阻R上的电流方向每秒钟改变50次
C．滑动变阻器的滑片向下移动，电压表的示数增大
D．滑动变阻器的滑片向下移动，电流表的示数增大
6．如图所示，导线框由水平直线和曲线 组合而成，总电阻R=1Ω。线框在外力作用下水平向右以速度v=2m/s匀速进入右边的匀强磁场，磁感应强度 B=1T。下列说法正确的是（　　）
A．线框进入磁场过程中，感应电流为顺时针方向
B．线框中产生的最大感应电动势为0.4V
C．线框进入磁场过程中所受安培力不做功
D．线框进入磁场过程中产生的焦耳热 Q=0.024J
7．如图所示，abcd为一个单匝闭合矩形金属线框，已知ab的长度，bc的长度，线框电阻，图中虚线为匀强磁场的右边界（磁场左边界足够远），与线框的ab边平行，且将边等分，磁场的磁感应强度大小、方向垂直线框平面向里。时线框由图示位置开始绕ab边以角速度匀速转动，下列关于线框中感应电流随时间变化的图像可能正确的是（图像中只画了一个周期，图线均为正弦曲线，实线表示实际电流，虚线表示没有电流）（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题（6x3=18）
8．如图所示，在光滑水平桌面上建立水平向右的轴，两个相邻的匀强磁场区域宽度均为，磁感应强度大小均为，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上，由同种均匀电阻丝制成的质量为、总电阻为、边长为的正方形线框以某一初速度沿轴正方向进入磁场（边位于处），在线框运动过程中，当边位于处时线框的速度大小为，当边位于处时线框的速度大小为，则（　　）
A．当边位于处时，两端的电压为
B．当边位于处时，线框中的电流方向为逆时针方向
C．当边位于处时，线框的电功率为
D．当边位于处时，线框的加速度大小为
9．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L=0.5m，其电阻不计，导轨平面与水平面夹角，N、Q两端和M、P两端分别接有R=1.5Ω的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终接触良好，已知棒ab的质量m=0.2kg，电阻r=0.25Ω，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。棒ab在平行于导轨向上的恒定拉力F作用下，以初速度沿导轨向上加速运动，能达到的最大速度v=2m/s，重力加速度取，则下列选项中正确的是（　　）
A．ab棒两端的最大电压为0.75V
B．ab棒中的电流方向为从b到a
C．恒定拉力F的大小为1N
D．在ab棒位移大小为1m的过程中，通过ab棒的电荷量为0.5C.
10.如图所示，磁感应强度为的有界匀强磁场垂直于纸面向里，磁场的上下边界间距为，正方形线框的边长也为，当线框的下边距磁场的上边界等于时，让线框从静止开始下落，线框刚进入磁场就匀速下落，已知线框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为，重力加速度为，忽略空气的阻力，下列说法正确的是（　　）
A．线框的质量为 B．线框的电阻为
C．线框在进入磁场的过程中，流过某一横截面的电荷量为
D．线框从开始下落到刚好全部离开磁场所需的运动时间为
三、实验题（2x8=16）
11．某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。
(1)实验前____________（选填“需要”或“不需要”）判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系；
(2)实验时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于_______端（选填“左”或“右”），当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向左移动时灵敏电流计的指针_______（选填“左偏”“不动”或“右偏”）。
(3)该组同学经过以上实验探究，对家中“自发电”无线门铃按钮原理进行研究，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的是（　　）
A．按下按钮时，门铃会响
B．按住按钮不动，门铃会响
C．松开按钮时，门铃会响
D. 按下和松开按钮过程，通过门铃的感应电流大小一定相等
12．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，将所需器材组装成如图甲所示的变压器。
(1)实验时，原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是______。
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
(2)某次实验中，所用线圈匝数匝和匝，测量的数据如下表所示，则原线圈所接的匝数为________（填“”或“”），原线圈应用________（填“较粗”或“较细”）导线绕制。
(3)如图乙所示的变压器中接入4个规格相同的灯泡且都正常发光，变压器视为理想变压器，则原、副线圈的匝数比为________。
四、解答题
13．（12分）如图所示，线圈的面积是，共20匝，线圈总电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度。线圈以的角速度绕转轴匀速转动，从图示位置开始计时。
(1)写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)1min时间内R上产生的热量；
(3)线圈从图示位置转过过程中通过电阻R的电荷量。
14（12分）．如图所示，两根相距d=1m的平行金属导轨固定于同一水平面，其右端接一阻值为R=3Ω的电阻。质量为m=0.5kg的金属杆静置在导轨上，金属杆在导轨间的电阻为r=3Ω，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下。当该磁场区域以速度大小v0=5m/s匀速向右完全扫过金属杆后，金属杆的速度大小变为v=2m/s。导轨的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求：
(1)MN刚扫过金属杆时，金属杆的加速度大小；
(2)PQ刚要离开金属杆时，电阻R的发热功率；
(3)磁场区域的宽度
15（14分）．如图所示，倾角为、宽度为L的光滑倾斜导轨顶端连接电动势大小为E、内阻为r的电源，以上区域存在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、电阻为的金属棒a垂直导轨放置，金属棒长度为L，与导轨始终接触良好，闭合开关S瞬间将金属棒a由静止释放，金属棒a向下运动一段时间达到匀速后穿出磁场边界，经过绝缘圆弧轨道进入足够长的光滑水平导轨。已知重力加速度大小为g，导轨电阻不计，求：
(1)金属棒a释放瞬间加速度的大小；（4分）
(2)金属棒a在倾斜导轨匀速运动速度的大小；（4分）
(3)金属棒a经过绝缘圆弧后，到达光滑水平导轨时的速度大小为右侧存在竖直向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场，金属棒b、c通过轻质绝缘弹簧连接，静止在水平导轨上，金属棒b恰好与磁场边界重合，此时弹簧处于原长。三根金属棒a、b、c完全相同，金属棒a与b在处发生碰撞，碰撞时间极短，碰后粘为一体一起运动，经过时间t后，弹簧达到最大压缩量x，此时弹簧的弹性势能为，求这段时间内，金属棒c产生的焦耳热及金属棒c运动位移的大小。（6分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A C D D B A BD AD BC
11．(1)需要 (2) 右 右偏 (3)AC
【详解】（1）由于本实验通过电流计指针偏转方向确定感应电流方向，所以实验前需要判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系。
（2）[1]实验时，闭合开关前滑动变阻器接入电路的电阻最大，所以滑动变阻器的滑片应位于右端；
[2]由于闭合开关时，灵敏电流计的指针右偏，即穿过线圈的磁通量增大时，指针右偏，所以指针稳定后迅速将滑动变阻器的滑片P向左移动时，回路中电阻减小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，则灵敏电流计的指针右偏。
（3）按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量发生变化，螺线管产生感应电动势，门铃均会响，故A,C正确；
B．按住按钮不动，螺线管中磁通量不变，螺线管中的感应电动势为零，门铃不会响，故B错误；
D．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，通过门铃感应电流大小不一定相等，故C错误。故选A。
12．(1)C (2) 较细 (3)
【详解】（1）原线圈接交流电源，副线圈接多用电表交流电压挡。 故选C。
（2）[1][2]匝数比为，而表中电压比小于，因变压器有漏磁等误差因素的存在，故为原线圈，匝数大，电流小，故使用较细的导线绕制。
（3）设灯泡正常发光电压为，电流为，电阻为，由得
即根据解得。
13．(1) (2) (3)
【详解】（1）电动势最大值 解得故表达式为
（2）电流的有效值为 则1min的时间内电路中产生的热量为
解得
（3）由法拉第电磁感应定律可知 则， 解得
14(1) (2)0.75W (3)6m
【详解】（1）MN刚扫过金属杆时，感应电动势感应电流为
由牛顿第二定律有解得
（2）PQ刚要离开金属杆时，感应电动势电阻R的功率
（3）由动量定理得电荷量解得
15．(1) (2) (3)，
【详解】（1）金属棒a释放瞬间，通过金属棒的电流根据牛顿第二定律有解得
（2）金属棒a在倾斜轨道上匀速运动时，根据平衡条件有通过金属棒的电流解得
（3）金属棒a与b在处发生碰撞，根据动量守恒定律有当金属棒a、b、c三者共速时，弹簧压缩量达到最大，根据动量守恒定律有根据能量守恒定律有金属棒c产生的焦耳热其中解得金属棒a、b、c运动过程中，根据动量守恒定律有两边同时对时间微元累加有整理可得其中，，代入并整理得其中解得

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