A．进入磁场后，金属杆ab中电流的方向由b到a
B．匀强磁场的磁感应强度为2.0T
C．金属杆ab下落0.3 m的过程中，通过R的电荷量0.24C
D．金属杆ab下落0.3 m的过程中，R上产生的热量为0.45J
【答案】BC
【解析】
试题分析：由右手定则可知，导体棒进入磁场后，金属杆ab中电流的方向由a到b，选项A 错误；
ab进入磁场时，加速度变为向上的g，则由牛顿第二定律，解得B=2T，选项B正确；根据，选项C 正确；当金属杆下落0.3m时已经做匀速运动，则，其中，解得vm=1.5m/s；根据能量关系，代入数据可得：Q=9.83J，选项D 错误。
考点：法拉第电磁感应定律；牛顿定律及能量守恒定律。
2．如图所示，MN、PQ是两条在水平面内、平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与阻值为R的电阻组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1∶n2 =k，导轨宽度为L。质量为m的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力作用下，从t=0时刻开始往复运动，其速度随时间变化的规律是v=vmsin(t)，已知垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B，导轨、导体棒、导线和线圈的电阻均不计，电流表为理想交流电表，导体棒始终在磁场中运动。则下列说法中正确的是
A．在t=时刻电流表的示数为
B．导体棒两端的最大电压为BLvm
C．电阻R上消耗的功率为
D．从t=0至t=的时间内水平外力所做的功为T
【答案】ABC
【解析】导体棒ab在水平外力作用下，从t=0时刻开始往复运动，其速度随时间变化的规律是v=vmsin(t)，产生的感应电动势为E=BLv=BLvmsin(t)，为正弦交变电流，导体棒两端的最大电压为BLvm，变压器原线圈输入电压有效值为U1=BLvm/，由变压公式可得副线圈输出电压有效值U2=BLvm/(k)，输出功率为P=，电阻R上消耗的功率为，变压器原线圈电流，即任意时刻电流表的示数为，选项ABC正确；由能量守恒定律，从t=0至t=的时间内水平外力所做的功为W=PT/4+m=T+m，选项D错误。
3．在如右图所示的电路中，放在光滑金属导轨上的ab导体向右移动，这可能发生在
A．闭合S的瞬间 B．断开S的瞬间
C．闭合S后，减小电阻R时 D．闭合S后，增大电阻R时
【答案】AC
【解析】
试题分析：金属杆向右运动则说明金属杆受到向右的作用力，由左手定则可知电流的方向；由楞次定律可知左侧产生的磁通量的变化；则可知左侧电流的变化情况
金属杆向右运动说明金属杆受到向右的安培力，由左手定则可知，金属杆中的电流由a到b；右侧线框中产生的磁通量向上；则由楞次定律可知，左侧线框中的磁场可能向下减小，也可能向上增加；左侧电流由上方进入，由安培定则可知，内部磁场方向向上；故产生以上现象只能是磁通量突然增加；故只能为A或C；
故选AC．
考点：楞次定律；安培定则；左手定则．
点评：减小电阻R的阻值时，电路中电阻减小，由欧姆定律可知电流将增大，则内部磁通量将增大．
4．如图所示为某小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2 ；B为降压变压器，其输人功率为P3,，输入电压为U3。A、B均为理想变压器，,输电电流为I，输电线的总电阻为r，则下列关系正确的是
A． U2= U3 B． U2= U3+Ir
C． P1 >P2 D． P2=P3
【答案】B
【解析】由于输电线有电阻，输电线上有电压降，所以U2= U3+Ir，选项A错误B正确。对于理想变压器，P1 =P2，选项C错误；由于输电线上发热，消耗电能，所以P2>P3，选项D错误。
5．如图所示为一自耦变压器，保持电阻R´和输入电压不变，以下说法正确的是（ ）
A．滑键P向b方向移动，滑键Q不动，电流表示数减小
B．滑键P不动，滑键 Q上移，电流表示数不变
C．滑键P向b方向移动、滑键Q不动，电压表示数减小
D．滑键P不动，滑键Q上移，电压表示数增大
【答案】AC
【解析】左侧输入一定电压,在右侧感应到变化后的电压.起变压作用。pa是左侧电路,输入恒定电压V1，ab是右侧电路,输出感应电压V2, V2=V1*(ab/pa)。根据能量守恒,左侧电路和右侧电路功率相同。pa增加,右侧输出电压减小-->右侧电路功率降低-->左侧电路功率降低-->左侧是恒压,只有电流降低。A正确。Q上移,右侧电路电阻减小-->右侧电路功率增加-->左侧电路功率增加-->左侧是恒压,只有电流增加。B错。pa增加,右侧输出电压减小。C正确。右侧电压只和P的位置有关,Q的位置不影响。D错。故本题选AC。
6．一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表。则下列说法正确的是
A．原、副线圈中的电流之比为5∶1
B．电压表的读数约为44V
C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1 分钟内产生的热量为2904 J
D．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大
【答案】C
【解析】
试题分析：理想二极管的作用是正向的电流通过时电阻很小，反向的电流通过时电阻很大，认为断路，故理想二极管的作用是只允许正向的电流通过，再根据变压器的原理电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，即可求得结论。由于原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1：5，A选项错误；原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为U2=44 V，但二极管具有单向导电性，根据有效值的定义有，从而求得电压表两端电压有效值为U=22V,B选项错误；则1 min内产生的热量为=2904 J，C选项正确；将滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，电流表的读数变小，所以D错误。
考点：变压器的原理 理想二极管的作用
7．如图所示，理想变压器，原副线圈的匝数比为n。原线圈接正弦交流电压U，输出端A、A1、A2、A3为理想的交流电流表，R为三个完全相同的电阻，L为电感，C为电容，当输入端接通电源后，电流表A读数为I。下列判断正确的是
A．副线圈两端的电压为nU
B．通过副线圈的最大电流
C．电流表A1的读数I1大于电流表A2的读数I2
D．电流表A3的读数I3=0
【答案】BC
【解析】
考点：变压器的构造和原理．
分析：（1）根据原副线圈电压之比等于电流之比即可求得R1两段的电压；
（2）电流表的读数是副线圈的电流的有效值，根据有效值与最大值的关系即可求得通过副线圈的最大电流；
（3）根据线圈会产生感应电流阻碍原电流即可判断I1和I2的大小；
（4）电容器通交流阻直流，故有电流通过电流表A3
解：A、根据==n得： =n，所以R1两端的电压为：，故A错误；
B、根据题意得副线圈的电流为I，所以通过副线圈的最大电流为，故B正确；
C、线圈会产生感应电流阻碍原电流即I1＞I2，故C正确；
D、电容器通交流阻直流，故有电流通过电流表A3，即I3≠0，故D错误．
本题选不正确的
故选BC
8．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的高电压，所用的器材叫电压互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是
【答案】B
【解析】
9．如图所示，LC振荡回路中，电容器两极板间的电场方向向下，且线圈中有沿图示方向的磁场，则
A．振荡回路中电流正在增大
B．磁场能正在转化为电场能
C．线圈L中振荡电流的方向从上向下
D．线圈L产生的自感电动势正在阻碍电流增大
【答案】B
【解析】根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流方向自下而上，电流在减小，磁场能转化为电场能．
解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能．
10．如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度－时间图象，图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量。可知
A.金属框初始位置的bc边到边界MN的高度为v1t1
B.金属框的边长为
C.磁场的磁感应强度为
D.在进入磁场过程中金属框产生的热为mgv1（t2-t1）
【答案】D
【解析】
试题分析：由图知在0-t1时间内金属线框做匀加速运动，金属框初始位置的bc边到边界MN的高度为．故A错误．由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为v1，运动时间为t2-t1，故金属框的边长：l=v1（t2-t1）．故B错误．在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得：mg=BIl，，又 l=v1（t2-t1），联立解得：，故C错误；金属框在进入磁场过程中金属框产生的热为Q，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得：Q=mgl=mgv1（t2-t1），故D正确。
考点：v-t图线；法拉第电磁感应定律；能量守恒定律。
11．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是
A．P＝mgvsinθ
B．P＝3mgvsinθ
C．当导体棒速度达到时加速度大小为sinθ
D．在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功
【答案】C
【解析】
试题分析：当导体棒以v匀速运动时受力平衡，则，当导体棒以匀速运动时受力平衡，则，故，拉力的功率，故A B错误；当导体棒速度达到时，由牛顿第二定律，，解得，故C正确；由能量守恒，当速度达到以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力及重力所做的功，故D错误。
考点：考查了导体切割磁感线运动
12．如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角（0＜＜90°)，其中MN和PQ平行且间距为，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒棒接入电路的电阻为，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，使棒由静止开始沿导轨下滑，当流过棒某一横截面的电量为时，它的速度大小为，则金属棒在这一过程中：（ ）
A. 棒运动的平均速度大小为 B. 滑行距离为
C. 产生的焦耳热为 D. 受到的最大安培力大小为
【答案】BD
【解析】
试题分析：金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀变速直线运动，平均速度不等于，而是大于，故A错误；由电量计算公式，联立得可得，下滑的位移大小为，故B正确；产生的焦耳热，而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流小，故这一过程产生的焦耳热小于，故C错误；金属棒ab做加速运动，或先做加速运动，后做匀速运动，速度为v时产生的感应电流最大，受到的安培力最大，最大安培力大小为，故D正确．
考点：考查了导体切割磁感线运动
13．（18分）如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上，导轨电阻不计，间距L=0.4m，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，两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T。在区域I中，将质量，电阻的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域II中将质量，电阻的光滑导体棒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，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=3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少？
【答案】（1）由a流向b；（2）；（3）；
【解析】
试题分析：（1）由右手定则可以判断电流方向由a流向b
（2）开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大摩擦力，设其为Fmax，有
①
设ab刚好要上滑时，cd棒的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律有
②
设电路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律有
③
设ab所受安培力为F安，有
④
此时ab受到的最大摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有
⑤
联立①②③④⑤式，代入数据解得：
⑥
（3）设cd棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总，由能量守恒定律有
⑦
由串联电路规律有
⑧
联立解得： ⑨
考点：共点力平衡、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、能量守恒定律、串并联电路特点
14．（10分）截面积为0.2m2的100匝的线圈A，处在均匀磁场中，磁场的方向垂直线圈截面，如图所示，磁感应强度为B =（0.6－0.2t）T（t为时间，以秒为单位），
R1= 3Ω，R2=6Ω，线圈电阻为r = 1Ω，C=3μF，求：
（1）闭合S1、S2后，通过R2的电流大小和方向；
（2）只把S1切断后，通过R2的电量。
【答案】⑴ 0.4A a→b ⑵
【解析】
试题分析：（1）为磁感应强度的变化率，大小为
根据楞次定律判断知，通过R2的电流方向为a→b。
（2）U=IR2=2.4V，
，
S1切断后，电容器所带电量通过R2全部释放，故通过R2的电量。
考点：本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电容器。
15．（18分）如图，两根足够长平行光滑的金属导轨相距为l，导轨与水平面夹角为θ,并处于磁感应强度为B2、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。两金属导轨的上端与阻值为R的灯泡连接，并连接水平放置、长和宽都为d的平行金属板，板内存在垂直纸面向里的磁感应强度为B1的匀强磁场。长为l的金属棒ab垂直于金属导轨，且始终与导轨接触良好。当金属棒固定不动时，质量为m、电荷量为q的粒子流沿中线射入金属板内，恰好在金属板的左下边沿穿出。粒子重力不计，重力加速度为g，导轨和金属棒的电阻不计。
（1） 粒子流带何种电荷，速度多大？
（2） 现将金属棒由静止释放，待棒沿导轨匀速下滑后，粒子流水平通过，求金属棒质量M。
【答案】（1） （2）
【解析】
试题分析：（1） 由左手定则，可判定粒子流带正电。 ………（2分）
粒子流在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律，
………………（3分）
得： …………（1分）
粒子流恰好在金属板的边沿穿出，由几何关系得
…… （1分）
解得 …… （1分）
故 ………（1分）
（2） 对匀速通过金属板的粒子流，其所受的电场力等于洛伦兹力，有：
…………（2分）
金属板的电压， …………（1分）
金属棒受到的安培力 ……………（1分）
棒做匀速运动，由力的平衡条件，有：
… ………（3分）
联立式子，解得： ……（2分）
考点：电磁感应、带电粒子的运动
16．如图所示，电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L=1m，PM、QN部分水平放置在绝缘桌面上，半径a=0.9m的光滑金属半圆导轨处在竖直平面内，且分别在M、N处平滑相切， PQ左端与R=2Ω的电阻连接．一质量为m=1kg、电阻r=1Ω的金属棒放在导轨上的PQ处并与两导轨始终垂直．整个装置处于磁感应强度大小B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中，g取10m/s2．求：
（1）若金属棒以v=3m/s速度在水平轨道上向右匀速运动，求该过程中棒受到的安培力大小；
（2）若金属棒恰好能通过轨道最高点CD处，求棒通过CD处时棒两端的电压；
（3）设LPM=LQN=3m，若金属棒从PQ处以3m/s匀速率沿着轨道运动，且棒沿半圆轨道部分运动时，回路中产生随时间按余弦规律变化的感应电流，求棒从PQ运动到CD的过程中，电路中产生的焦耳热.
【答案】（1）1N；（2）2V（3）J
【解析】
试题分析：⑴由 得
又 解得：F=1N
⑵在最高点CD处
得
⑶在水平轨道上， =3J
在半圆轨道上，感应电动势最大值V
== J
J
考点：法拉第电磁感应定律；牛顿定律及能量守恒定律.
1．如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，已知金属棒ab匀速下滑。求
（1）作用在金属棒ab上的安培力的大小；
（2）金属棒运动速度的大小。
【答案】（1）mg(sin θ–3μcos θ) （2）(sin θ–3μcos θ)
【解析】
试题分析：（1）设导线的张力的大小为T，右斜面对ab棒的支持力的大小为N1，作用在ab棒上的安培力的大小为F，左斜面对cd棒的支持力大小为N2。对于ab棒，由力的平衡条件得
2mgsin θ=μN1+T+F①
N1=2mgcos θ②
对于cd棒，同理有
mgsinθ+μN2=T③
N2=mgcosθ④
联立①②③④式得
F=mg(sin θ–3μcos θ)⑤
（2）由安培力公式得
F=BIL⑥
这里I是回路abdca中的感应电流。ab棒上的感应电动势为
ε=BLv⑦
式中，v是ab 棒下滑速度的大小。由欧姆定律得
I=⑧
联立⑤⑥⑦⑧式得
v=(sin θ–3μcos θ)⑨下载本文
