2022年高二物理磁场电磁感应综合训练试题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆高二物理磁场、电磁感应综合训练试题5如下列图, MN 为两个匀强磁场的分界面,两磁场的磁感应强度大小的关本试卷分第一卷（挑选题）和第二卷（非挑选题）,满分 110 分,测试时间 100 分钟；第一卷 挑选题（共 48 分）一、挑选题（此题共 12 小题,每道题 4 分,共 48 分；在每道题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分）系为 B12B2,一带电荷量为q、质量为 m 的粒子从 O 点垂直 MN 进入B1磁场,就经过多长时间它将

2、向下再一次通过 O 点（）2 m 2 mA BqB 1 qB 21关于磁感应强度的概念,以下说法中正确的有（）Cq2mDqB 1mB 1A电流元 IL 在磁场中受力为F,就磁感应强度B 肯定等于FB 1B 1ILB电流元 IL 在磁场中受力为F,就磁感应强度可能大于或等于F6质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场；如图为质谱仪的原理IL图,设想有一个静止的质量为m、带电量为q 的带电粒子（不计重力）,C磁场中电流元受力大的地方,磁感应强度肯定大 D磁场中某点磁感应强度的方向,与电流元在此点的受力方向相同经电压为U 的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B 的偏转磁场中,带电粒子打至底片上的

3、P 点,设 OPx,就在图中能正确反映x 与 U 之2如图,一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,且与间的函数关系的是（）磁场方向（垂直于纸面对里）垂直；线段ab、bc 和 cd 的长度均为L,A B C D 且 abc= bcd=135 ,流经导线的电流为I ,方向如下列图；导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力（）A 方向沿纸面对上,大小为21 BILB方向沿纸面对上,大小为21BILC方向沿纸面对下,大小为21 BILD方向沿纸面对下,大小为21BIL3如下列图,环形金属软弹簧,套在条形磁铁的中心位置；如将弹簧沿半径7在一空心圆柱面内有一垂直于纸面的匀强磁场,磁感应

4、强度为B,其横截面如下列图, 磁场边界为同心圆, 内、外半径分别为r 和21 r圆向外拉,使其面积增大,就穿过弹簧所包围面积的磁通量将（）A 增大B减小心处有一粒子源不断地沿半径方向射出质量为m、电量为 q 的带电粒子,不计粒子重力为使这些粒子不射出磁场外边界,粒子从圆心处射出时C不变D无法确定如何变化4环型对撞机是讨论高能粒子的重要装置,带电粒子在电压为U 的电场中加速后注入对撞机的高真空速度不能超过（）A qBrB2qBrC21 qBrD21 qBr圆外形的空腔内,在匀强磁场中,做半径恒定的圆周运动,且局限在圆环空腔内运动,粒子碰撞时mmmm发生核反应,关于带电粒子的比荷q ,加速电压 m

5、U 和磁感应强度B 以及粒子运动的周期T 的关系,以下说法正确选项（）81931 年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子磁单极子1982 年美国物 对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q 越大,磁感应强度 mB 越大理学家卡布莱拉设计了一个查找磁单极子的试验设想一个只有N 极的磁单极子从上向下穿过一个超导线圈,那么从上向下看 超导线圈中将显现先逆时针后顺时针方向的感应电流 超导线圈中将显现总是逆时针方向的感应电流 超导线圈中产生的感应电动势肯定恒定不变 超导线圈中产生的感应电流将长期维护下去 对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q 越大,磁感应强度 mB 越小 对于给定的带电粒子

6、,加速电压U 越大,粒子运动的周期T 越小 对于给定的带电粒子,不管加速电压U 多大,粒子运动的周期T 都不变ABCD以上判定正确选项（）名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆ABCD12两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R 的电阻 .将质量为m 的金属棒悬挂在9一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆一个固定的轻弹簧下端,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,如下列图除电阻R 外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放

7、就（）A 释放瞬时金属棒的加速度等于重力加速度g柱上套有一闭合金属环N,N 可在木质圆柱上无摩擦移动M 连接在如图所示的电路中,其中R 为滑动变阻器,E1 和 E2 为直流电源, S 为单B金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为ab刀双掷开关 .以下情形可观测到N 向左运动的是（）C金属棒的速度为v 时,所受的安培力大小为FB2L 2 vA在 S 断开的情形下,S 向 a 闭合的瞬时RmgB在 S 断开的情形下,S 向 b 闭合的瞬时C在 S 已向 a 闭合的情形下,将R 的滑动头向c 端移动时D电阻 R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的削减D在 S 已向 a 闭合的情形下,将R 的滑动

8、头向d 端移动时第二卷非挑选题（共 62 分）10如图甲所示,长直导线与矩形线框abcd 处在同一平面中固定不动,长直导线中通以大小和方向随二、试验及填空题（此题共5 小题,每空1 分,共 14 分；把每道题的正确答案填写或画在答题纸的对时间做周期性变化的电流i ,it 图象如图乙所示,规定图中箭头所指的方向为电流正方向,就在应位置上）13（4 分）读出以下测量仪器的读数T 43T 时间内,矩形线框中感应电流的方向和大小,以下判定正确选项（4）（1）游标卡尺cm（2）螺旋测微器 103m甲乙A始终沿逆时针方向且增大B始终沿顺时针方向,先增大后减小（3）电压表读数（4）电流表读数3 0.6 A

9、C先沿逆时针方向然后沿顺时针方向,先减小后增大1 2 0.2 0.4 D先沿顺时针方向然后沿逆时针方向,先增大后减小11如下列图,两块水平放置的金属板距离为d,用导线、开关K 与一个 n 匝的线圈连接,线圈置于方5 V 10 3 0 1 A 2 向竖直向上的匀称变化的磁场B 中两板间放一台小压力传感器,压力传感器上表面绝缘,在其上0 0 15 0 表面静止放置一个质量为m、电量为 q 的小球 K 断开时传感器上有示数, K 闭合时传感器上的示数变为原先的一半就线圈中磁场B 的变化情接 03V 量程时读数为V接 0 0.6A 量程时读数为况和磁通量变化率分别是（）14（4 分）多用电表表头的示意

10、图如下图；A正在增加,tmgdB正在增加,tmgd2q2nq（1）当指针位置如图中灰三角箭头所示,测量结果为（2）当指针位置如图中白三角箭头所示,测量结果为C正在减弱,tmgdD正在减弱,tmgd（3）当指针位置如图中黑三角箭头所示,测量结果为（4）当测量终止后应将挑选开关拨到2q2nq名师归纳总结 第 2 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆19（11 分）在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面对里的匀强磁场,如下列图,一段光滑A 是且绝缘的圆弧轨道AC 固定在纸面内,其圆心为O 点,半径 R1.8 m,O

11、A 连线在竖直方向上,AC15（2 分）如下列图,是演示自感现象的试验电路图,L 是有铁芯的线圈,弧对应的圆心角37今有一质量m3.6 104 kg,电荷量 q 9.0 104C 的带电小球 （可视为质点）,以 v0 4.0 ms 的初速度沿水平方向从A 点射入圆弧轨道内,一段时间后从C 点离开,灯泡接通电路后,灯泡正常发光；再断开电路时,观看到的自感现象小球离开 C 点后做匀速直线运动已知重力加速度g10 m/s2,sin 37 0.6,不计空气阻力,求：是（ 1）匀强电场的场强E16（2 分）如下列图,带电荷量q、质量 m 的小球从倾角为 的光滑斜面由静止下滑,匀强磁场 B 垂直纸面对外,

12、小球在斜面上运动的最大距离（ 2）小球射入圆弧轨道后的瞬时对轨道的压力为如小球跟斜面的动摩擦因数为 ,且匀强磁场 B 大小不变,方向反向,现仍让小球由静止下滑,就小球在斜面上运动的最大速度为17（2 分）一导体棒长 L40 cm,在磁感应强度 B0.1 T 的匀强磁场中做切割磁场线运动,运动的速度 v 5.0 m/s,如速度方向与磁场线夹角 30,就导体棒中感应电动势的大小是 V,此导体棒在做切割磁场线运动时,如速度大小不变,可能产生的最大感应电动势为 V 三、运算题（此题共 4 小题,共 48 分；要求解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值运算的题,解答过程必需明确写出数

13、值和单位,只写出最终答案不得分）18（11 分）如图,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O 点为圆弧的圆心；两金属轨道间的宽第 3 页,共 6 页度为 0.5m,匀强磁场方向如图,大小为0.5T；质量为 0.05kg、长为 0.5m 的金属细杆置于框架上的M 点,当在金属细杆内通以一恒为2A 的电流时,金属细杆可以沿杆向右由静止开头运动,已知MN OP1m,求金属细杆在P 点对每一条轨道的作用力；名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆20（12 分）如下列图,固定的水平光滑金属导轨,间距为 L,左端接有阻值为 R

14、 的电阻,处在方向竖 21（14 分）如下列图,两足够长平行光滑的金属导轨 MN、PQ 相距为 L,导轨平面与水平面夹角 直、磁感应强度为 B 的匀强磁场中,质量为 m 的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导 30,导轨电阻不计磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直导轨平面对上,长为 L 的金属棒 ab 垂直于体棒的电阻均可忽视初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度 v0,在沿导 MN 、PQ 放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒的质量为 m、电阻为 R两金属导轨的轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触上端连接右端电路,灯泡的电阻 RL4R,定值电阻

15、R12R,电阻箱电阻调到使 R2 12R,重力加（ 1）求初始时刻导体棒受到的安培力速度为 g,现将金属棒由静止释放,试求：（ 2）如导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为 EP,就这一过程中安培力所做（1）金属棒下滑的最大速度为多大？的功 W1 和电阻 R 上产生的焦耳热 Q1 分别为多少？（2）当金属棒下滑距离为 S0 时速度恰达到最大,求金属棒由静止开头下滑 2S0 的过程中,整个电（ 3）导体棒往复运动,最终将静止于何处？从导体棒开头运动直到最终静止的过程中,电阻 R 上 路产生的电热；产生的焦耳热 Q 为多少？（3）R2为何值时,其消耗的功率最大？消耗的最大功率为多少？

16、S 名师归纳总结 M B a N QR1R2RLb 第 4 页,共 6 页P - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆高二物理磁场、电磁感应综合训练试题 参考答案为斜边解三角形可得Rr 所以,正确答案为A8答案： B 【学问点：楞次定律、电磁感应现象】1答案： B 【学问点：磁感应强度概念】解析：由楞次定律可知显现逆时针电流,又因超导体电阻为零,故电流会长期维护下去,而感应电动势解析：判定磁感应强度的大小,需要在电流元受力最大的前提下进行,选项A 、B 中的力 F 可能小于或就是变化的选项B 正确等于最大受力,因此磁感应强度B 可能

17、大于或等于F ；电流元在磁场中受力与其放置方位有关,因此 IL9答案： C 【学问点：楞次定律、电磁感应现象】解析：由楞次定律可知, 线圈 N 向左运动的成效是为了阻碍线圈磁通量的减小,故电路中电流是减小的,电流元受力大的地方,磁感应强度不肯定大；磁场的方向规定为小磁针N 极受力方向, 与电流元受力方A、B、D 中电流增加, C 中电流减小,所以选C 正确向不相同应选项B 正确10答案： B 【学问点：法拉第电磁感应定律】2答案： A 【学问点：安培力大小及方向的判定】解析：长直导线中的电流变化情形与线框abcd 中的磁场变化情形相同,由楞次定律可判定线框中的电流始终沿顺时针方向；又因长直导线

18、中的电流变化领先增大后减小,故线框中的磁感应强度的变化领先解析：此题考查安培力的大小与方向的判定该导线可以用a 和 d 之间的直导线长21L来等效代增大后减小,由EtBtS,可判定感应电动势先增大后减小,即感应电流先增大后减小,B 项替,依据FBIL,可知大小为21BIL,方向依据左手定就可判定沿纸面对上A 正确正确3答案： B 【学问点：磁通量】11答案： B 【学问点：法拉第电磁感应定律】解析： 穿过弹簧所围面积的磁通量应为合磁通量,磁铁内部由S 极向 N 极的磁通量不变, 而其外部由N解析：由题意可知K 闭合时传感器上的示数变为原先的一半,说明上极板带负电,所受的电场力为极向 S 极的磁

19、通量随面积的增大而增大,故其合磁通量减小,选项B 正确FqEmg, 因 此 两 极 板 之 间 的 电 势 差 为UEdmgd, 再 根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 有4答案： D 【学问点：洛伦兹力的应用回旋加速器】22q解析：依据qU2 mv,Rmv联立消去 v 可知正确；粒子运动的周期T2m与加速电压无关,2qBqBUnt,由此可解得tmgd正确答案为D2nq5答案： B 【学问点：洛伦兹力】12答案： A 【学问点：法拉第电磁感应定律、力学、安培力综合应用】解析： 粒子在磁场中的运动轨迹如下列图,由周期公式T2m知, 粒子从解析：在金属棒释放的瞬时,速度为零,不受安培力的作

20、用,只受到重力,A 正确由右手定就可得,电流的方向从b 到 a,B 错误当速度为v 时,产生的电动势为E=BLv ,受到的安培力为F=BIL ,运算qB可得FB2L2v,C 错误在运动的过程中是弹簧的弹性势能、金属棒重力势能和内能的相互转化,DO 点进入磁场到再一次通过O 点的时间t2mm2m,所以 B 选RqB1qB2qB2错误项正确13（1）1.095 （2） 5.487（5.4855.488）（3）2.17 （4）0.16 6答案： B 【学问点：洛伦兹力的应用质谱仪】15A 灯闪一下再熄灭解析：带电粒子先经加速电场加速,故qU1 mv 22,进入磁场后偏转,OPx2 r2mv,两式联1

21、62 mg2 cosmg sinqBcos170.1；0.2 qB2 q2B2sin立得OPx8 mUU,所以 B 正确180.75N 方向水平向右（依据牛顿第三定律）19 （ 1 ） 当 小 球 离 开 圆 弧 轨 道 后 , 对 其 受 力 分 析 如 图 所 示 .由 平 衡 条 件 得B2qF电qEmgtan,代入数据解得E=3 N/C. 7答案： A 【学问点：洛伦兹力与几何学问综合应用】解析： 先画出粒子的运动轨迹如下列图,当粒子速度最大时,刚好与外圆（2）小球从进入圆弧轨道到离开圆弧轨道的过程中,由动能定理得相切此时,内圆半径r ,轨迹半径R,外圆半径与轨迹半径之差qERsinm

22、gR 1cos1mv212 mv 0,代入数据得v=5 m/s. 2r1R,三者构成直角三角形,其中,外圆半径与轨迹半径之差22名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆由qvB cosmg,解得 B=1 T. 当解以上方程组可得P2 mg2sin216 R2R 22Pm2 mg2sin2162 RR 2（1 分）第 6 页,共 6 页分析小球射入圆弧轨道瞬时的受力情形如下列图. B22 L4 RR 2B22 L2 16 RR 28 R由牛顿第三定律得小球对轨道的压力FNF N3 2.103N,方向

23、竖直向下. R 2R L4R时, R2消耗的功率最大,最大功率m2g2R（1 分）20（1）初始时刻棒中感应电动势为EBLv 04B22 L棒中感应电流IER作用于棒上的安培力FBIL联立得EB2L2v0,由右手定就和左手定就判定可知安培力方向水平向左R（2）由功和能的关系,就安培力做功W 1Ep1 mv 22 0,电阻 R 上产生的焦耳热Q 112 mv 0Ep. 2（3）由能量转化及平稳条件,可判定棒最终将静止于初始位置,即Q1 mv 22021（1）当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,达到最大时就有mgsinF 安（1 分）F安BIL（1 分）IBLv m（1 分）R 总其中R 总6 R（1 分）所以mgsinB22 L vm（1 分）R 总解得最大速度v m3 mgR（1 分）2 B L2（2）由能量守恒知,放出的电热Qmg2S 0sin1mv2（2 分）m2代入上面的vm值,可得QmgS 09m3g2R2（2 分）2B4L4（3）R2上消耗的功率P 2U2（1 分）R 2其中UIR 并BLvR 并（1 分）R并4RR 2又mgsinB22 Lv（1 分）3 RR 并4RR 23 RR 并名师归纳总结 - - - - - - -