2015-2016学年山西省大同市高二3月考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

一闭合圆线圈，放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直，若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是（  ）

A．使线圈匝数增加一倍       B．使线圈面积增加一倍

C．使线圈匝数减少一半       D．使磁感应强度的变化率增大一倍

2. 难度：中等

如图所示，一根长导线弯曲成“n”形，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内．在电流I增大的过程中，下列判断正确的是（  ）

A．金属环中无感应电流产生

B．金属环中有逆时针方向的感应电流

C．悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力

D．悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力

3. 难度：困难

如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中（  ）

A．穿过线框的磁通量保持不变

B．线框中感应电流方向保持不变

C．线框所受安培力的合力为零

D．线框的机械能不断增大

4. 难度：中等

一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空（    ）

A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下

B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下

C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上

D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势

5. 难度：简单

如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（  ）

A．向右做匀速运动       B．向左做减速运动

C．向右做减速运动       D．向右做加速运动

6. 难度：简单

如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B₀．使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（  ）

A．    B．     C．  D．

7. 难度：中等

如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L₁、L₂是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L₁、L₂的亮度变化情况是（灯丝不会断）（  ）

A．S闭合，L₁亮度不变，L₂亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L₂立即熄灭，L₁逐渐变亮

B．S闭合，L₁不亮，L₂很亮；S断开，L₁、L₂立即熄灭

C．S闭合，L₁、L₂同时亮，而后L₁逐渐熄灭，L₂亮度不变；S断开，L₂立即熄灭，L₁亮一下才熄灭

D．S闭合，L₁、L₂同时亮，而后L₁逐渐熄灭，L₂则逐渐变得更亮；S断开，L₂立即熄灭，L₁亮一下才熄灭

8. 难度：困难

如图所示，在一磁感应强度B＝0．5 T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距h＝0．1m的平行光滑金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R＝0．3Ω的电阻．导轨上跨放着一根长为L＝0．2m、电阻λ＝2．0Ω/m的金属棒ab，与导轨正交放置，交点为c、d．当金属棒ab在水平拉力作用下以速度v＝4．0m/s向左做匀速运动时，下列说法正确的是（  ）

A．金属棒ab两端点间的电势差为0．2V

B．金属棒ab两端点间的电势差为0．32V

C．水平拉金属棒ab的力大小为0．02N

D．回路中的发热功率为0．06W

9. 难度：中等

如图所示，在0≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面（纸面）向里，具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边的长度为L．线框从t＝0时刻由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流i（取顺时针方向的电流为正）随时间t的函数图象大致是下图中的（  ）

A．    B．

C．   D．

10. 难度：中等

两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g，则（  ）

A．金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为a→b

B．金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为

C．金属棒的最大速度为

D．金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为²R

二、填空题

11. 难度：简单

为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示．已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．

（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转．俯视线圈，其绕向为________。（A 顺时针  B逆时针）

（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为_________。（A顺时针   B 逆时针）．

12. 难度：中等

如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有_________（A收缩、B扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_______________（A变大、B变小、C不变）。

三、计算题

13. 难度：中等

如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R₁连接成闭合回路．线圈的半径为r₁，在线圈中半径为r₂的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示．图线与横、纵轴的截距分别为t₀和B₀，导线的电阻不计．求0至t₁时间内

（1）通过电阻R₁的电流大小和方向．

（2）通过电阻R₁的电荷量q及电阻R₁上产生的热量．

14. 难度：困难

如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距l＝0．6 m，两导轨的左端用导线连接电阻R₁及理想电压表V，电阻为r＝2Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R₂，已知R₁＝2Ω，R₂＝1Ω，导轨及导线电阻均不计．在矩形区域CDFE内有竖直向上的磁场，CE＝0．2m，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力F，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变．求：

（1）t＝0．1s时电压表的示数；

（2）恒力F的大小；

（3）从t＝0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量．

15. 难度：困难

如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0．4 m．导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁场感应度大小均为B＝0．5 T．在区域Ⅰ中，将质量m₁＝0．1 kg，电阻R₁＝0．1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量m₂＝0．4 kg，电阻R₂＝0．1   Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑． cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s²，问

（1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向；

（2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；

（3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3．8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少？