高中物理人教版2第四章電磁感應(yīng) 省獲獎

新人教版選修3-2《第1章電磁感應(yīng)》單元測試卷（河北省保定一中）一、選擇題（每小題4分，共40分）．1．如圖所示，MN、PQ為水平放置的平行導(dǎo)軌，通電導(dǎo)體棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上，已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=1kg、長L=，通過的電流I=，方向如圖所示，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=．當(dāng)加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場時，導(dǎo)體棒水平向右運(yùn)動，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大，導(dǎo)體棒運(yùn)動的加速度增大；若減小磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與速度方向的夾角，當(dāng)該夾角減小到某一值θ時，無論怎樣增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，導(dǎo)體棒ab均不會運(yùn)動，則θ為（）A．30° B．45° C．60° D．90°2．十九世紀(jì)二十年代，以塞貝克（數(shù)學(xué)家）為代表的科學(xué)家已認(rèn)識到：溫度差會引起電流．安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地球磁場是繞地球的環(huán)形電流引起的，則該假設(shè)中的電流的方向是（）（注：磁子午線是地球磁場N極與S極在地球表面的連線）A．由東向西垂直磁子午線B．由西向東垂直磁子午線C．由南向北沿磁子午線方向D．由赤道向兩極沿磁子午線方向3．如圖所示，足夠長的U形光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成θ角（0＜θ＜90°），其中MN與PQ平行且間距為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直導(dǎo)軌所在平面斜向上，導(dǎo)軌電阻不計，金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，棒ab接入電路的電阻為R，當(dāng)流過棒ab某一橫截面的電荷量為q時，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在此下滑過程中（）A．受到的安培力方向水平向右B．下滑位移大小為C．運(yùn)動的加速度大小為gsinθD．產(chǎn)生的焦耳熱為金屬棒重力勢能的減小量4．如圖所示，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛于同一水平線上O、O′兩點(diǎn)，并處于勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值和方向是（）A．，z正向 B．，y正向C．，沿懸線斜向上 D．，沿懸線斜向下5．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁球以一定的初速度通過有界勻強(qiáng)磁場，則從球開始進(jìn)入磁場到完全穿出磁場過程中（磁場寬度大于金屬球的直徑），小球（）A．整個過程都做勻速運(yùn)動B．進(jìn)入磁場過程中球做減速運(yùn)動，穿出過程中球做加速運(yùn)動C．整個過程都做勻減速運(yùn)動D．穿出時的速度一定小于初速度6．如圖所示，用相同導(dǎo)線制成的邊長為L或2L的四個單匝閉合回路，它們以相同的速度先后垂直穿過正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，區(qū)域?qū)挾却笥?L．則進(jìn)入磁場過程中，電流最大的回路是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁7．如圖所示，一質(zhì)量為m1=的小燈泡通過雙股柔軟輕質(zhì)導(dǎo)線與一質(zhì)量為m2=的正方形線框連接成閉合回路（圖中用單股導(dǎo)線表示），已知線框匝數(shù)為N=10匝，總電阻為r=1Ω，線框正下方h=處有一水平方向的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T，磁場寬度與線框邊長均為L=，忽略所有摩擦阻力及導(dǎo)線電阻，現(xiàn)由靜止釋放線框，當(dāng)線框下邊進(jìn)入磁場的瞬間，加速度恰好為零，且小燈泡正常發(fā)光，g取10m/s2．則（）A．小燈泡的電阻R=3ΩB．線框下邊進(jìn)入磁場的瞬間，小燈泡的速度v=3m/sC．在線框進(jìn)入磁場區(qū)域的過程中，通過小燈泡的電荷量q=D．在線框穿過磁場區(qū)域的過程中，小燈泡消耗的電能ER=8．用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線做成一個半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑，如圖所示，在ab的左側(cè)存在一個勻強(qiáng)磁場，磁場垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖．磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間減小，變化率=K（K為定值），則（）A．圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B．圓環(huán)具有擴(kuò)張且向右運(yùn)動的趨勢C．圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為||D．圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為||9．如圖甲為磁感強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎诖艌鲋杏幸黄矫嫖挥诩埫鎯?nèi)的細(xì)金屬圓環(huán)，如圖乙所示．令I(lǐng)1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應(yīng)電流，F(xiàn)1、F2、F3分別表示金屬環(huán)上很小一段導(dǎo)體受到的安培力．下列說法正確的是（）A．I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B．I2沿順時針方向，I3沿順時針方向C．F1方向指向圓心，F(xiàn)2方向指向圓心D．F2方向背離圓心向外，F(xiàn)3方向指向圓心10．如圖所示，通電直導(dǎo)線ab質(zhì)量為m、水平地放置在兩根傾角為θ的光滑絕緣導(dǎo)體軌道上，通以圖示方向的電流，電流強(qiáng)度為I．兩導(dǎo)軌間距為l，要使導(dǎo)線ab靜止在導(dǎo)軌上，則關(guān)于所加勻強(qiáng)磁場大小、方向（從b向a看）的判斷正確的是（）A．磁場方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．磁場方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C．磁場方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D．磁場方向垂直斜面向上時，磁感應(yīng)強(qiáng)度有最小值二、填空題（每小題5分，共20分）11．一個有10匝的閉合導(dǎo)體線圈，若在內(nèi)，通過線圈的磁通量是由均勻地減小到零，則在這段時間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=．12．有一面積為150cm2的金屬環(huán)，電阻為Ω，在環(huán)中100cm2的同心圓面上存在如圖（b）所示的變化的磁場，在到的時間內(nèi)環(huán)中感應(yīng)電流為，流過的電荷量為．13．如圖所示，在物理實(shí)驗(yàn)中，常用“沖擊式電流計”來測定通過某閉合電路的電荷量．探測器線圈和沖擊電流計串聯(lián)后，又能測定磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．已知線圈匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R．把線圈放在勻強(qiáng)磁場時，開始時線圈與磁場方向垂直，現(xiàn)將線圈翻轉(zhuǎn)180°，沖擊式電流計測出通過線圈的電荷量為q，由此可知，被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=．14．如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌電阻不計，另外兩根與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動，則ab桿應(yīng)向運(yùn)動，速度大小為，作用于ab桿上的外力大小為．三、計算題（每小題10分，共40分）15．質(zhì)量為m，帶電量為q的微粒，以速度v與水平方向成45°角進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場同時存在的空間，如圖所示，微粒在電場、磁場、重力場的共同作用下做勻速直線運(yùn)動，求：（1）電場強(qiáng)度的大小，該帶電粒子帶何種電荷．（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?6．質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒MN靜止在水平導(dǎo)軌上，通過MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌平面成θ角斜向下，如圖所示，求MN棒受到的支持力和摩擦力．17．如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的勻強(qiáng)磁場中．平行導(dǎo)軌的寬度d=，定值電阻R=Ω．在外力F作用下，導(dǎo)體棒ab以v=20m/s的速度沿著導(dǎo)軌向左勻速運(yùn)動．導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻不計．求：（1）通過R的感應(yīng)電流大小和方向；（2）外力F的大?。?8．相距L=的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m=1kg的光滑金屬棒ab通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒cd水平固定在金屬導(dǎo)軌上，如圖甲所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，ab、cd兩棒的電阻均為r=Ω，導(dǎo)軌電阻不計．a(chǎn)b棒在方向豎直向上大小按圖乙所示規(guī)律變化的外力F作用下從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動，g取10m/s2．（1）在運(yùn)動過程中，ab棒中的電流方向？cd棒受到的安培力方向？（2）求出ab棒加速度大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??？（3）從t1=0到t2=2s，金屬棒ab的機(jī)械能變化了多少？

新人教版選修3-2《第1章電磁感應(yīng)》單元測試卷（河北省保定一中）參考答案與試題解析一、選擇題（每小題4分，共40分）．1．如圖所示，MN、PQ為水平放置的平行導(dǎo)軌，通電導(dǎo)體棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上，已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=1kg、長L=，通過的電流I=，方向如圖所示，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=．當(dāng)加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場時，導(dǎo)體棒水平向右運(yùn)動，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大，導(dǎo)體棒運(yùn)動的加速度增大；若減小磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與速度方向的夾角，當(dāng)該夾角減小到某一值θ時，無論怎樣增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，導(dǎo)體棒ab均不會運(yùn)動，則θ為（）A．30° B．45° C．60° D．90°【考點(diǎn)】牛頓第二定律；安培力．【分析】對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，導(dǎo)體棒受重力、軌道支持力和安培力以及摩擦力作用，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度就是增大導(dǎo)體棒所受安培力，根據(jù)平衡有安培力在水平方向的分力小于導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦力即可保證導(dǎo)體棒ab不會運(yùn)動．【解答】解：如圖對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析如下圖所示：由題意知增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時，根據(jù)F=BIL知，導(dǎo)體棒所受安培力F增加，使導(dǎo)體棒不會運(yùn)動滿足：安培力F的水平分量小于導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力，如圖即滿足：Fsinθ≤μ（mg+Fcosθ）…①當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B足夠大時，即F足夠大，由數(shù)學(xué)關(guān)系可知，mg+Fcosθ≈Fcosθ…②即當(dāng)tanθ≤μ時，無論安培力多大，導(dǎo)體棒都不能運(yùn)動，因?yàn)?，得：?30°故選：A2．十九世紀(jì)二十年代，以塞貝克（數(shù)學(xué)家）為代表的科學(xué)家已認(rèn)識到：溫度差會引起電流．安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地球磁場是繞地球的環(huán)形電流引起的，則該假設(shè)中的電流的方向是（）（注：磁子午線是地球磁場N極與S極在地球表面的連線）A．由東向西垂直磁子午線B．由西向東垂直磁子午線C．由南向北沿磁子午線方向D．由赤道向兩極沿磁子午線方向【考點(diǎn)】磁場對電流的作用．【分析】要解決此題首先要掌握安培定則：四指繞向電流的方向，大拇指所指的方向便是螺線管的N極．首先根據(jù)信息中給出的已知條件，根據(jù)根據(jù)“磁子午線”由安培定則確定電流的方向．【解答】解：由題意知，地磁體的N極朝南，根據(jù)安培定則，大拇指指向地磁體的N極，則四指的繞向即為電流的方向，即安培假設(shè)中的電流方向應(yīng)該是由東向西垂直磁子午線．故選：A3．如圖所示，足夠長的U形光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成θ角（0＜θ＜90°），其中MN與PQ平行且間距為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直導(dǎo)軌所在平面斜向上，導(dǎo)軌電阻不計，金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，棒ab接入電路的電阻為R，當(dāng)流過棒ab某一橫截面的電荷量為q時，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在此下滑過程中（）A．受到的安培力方向水平向右B．下滑位移大小為C．運(yùn)動的加速度大小為gsinθD．產(chǎn)生的焦耳熱為金屬棒重力勢能的減小量【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；閉合電路的歐姆定律；焦耳定律．【分析】應(yīng)用右手定則與左手定則可以判斷出安培力方向；應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律與電流定義式可以求出金屬棒的位移；根據(jù)金屬棒的受力情況應(yīng)用牛頓第二定律可以求出加速度大小；應(yīng)用能量守恒定律分析焦耳熱與重力勢能變化關(guān)系．【解答】解：A、由右手定則可知，感應(yīng)電流由b流向a，由左手定則可知，安培力平行于斜面向上，故A錯誤；B、通過金屬棒ab橫截面的電荷量：q=I△t=△t=△t===，金屬棒下滑的位移大小：x=，故B正確；C、金屬棒剛開始下滑時速度為零，不受安培力作用，產(chǎn)生加速度最大，由牛頓第二定律得，最大加速度：a==gsinθ，金屬棒運(yùn)動過程受安培力作用，金屬棒做加速度減小的加速運(yùn)動，加速度不斷減小，加速度并不一直是gsinθ，故C錯誤；D、金屬棒下滑過程，重力勢能減少，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為金屬棒的動能與焦耳熱，焦耳熱小于重力勢能的減少量，故D錯誤；故選：B．4．如圖所示，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛于同一水平線上O、O′兩點(diǎn)，并處于勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值和方向是（）A．，z正向 B．，y正向C．，沿懸線斜向上 D．，沿懸線斜向下【考點(diǎn)】安培力．【分析】先對導(dǎo)體棒受力分析，根據(jù)平衡條件并結(jié)合合成法得到安培力的最小值；然后結(jié)合安培力公式FA=BIL和左手定則分析．【解答】解：對導(dǎo)體棒受力分析，受重力、安培力和細(xì)線拉力，如圖所示：根據(jù)平衡條件，當(dāng)安培力與線垂直向上時，安培力最小，為：FA=mgsinθ故磁感應(yīng)強(qiáng)度為：B=sinθ根據(jù)左手定則，磁感線方向沿懸線向下；故選：D．5．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁球以一定的初速度通過有界勻強(qiáng)磁場，則從球開始進(jìn)入磁場到完全穿出磁場過程中（磁場寬度大于金屬球的直徑），小球（）A．整個過程都做勻速運(yùn)動B．進(jìn)入磁場過程中球做減速運(yùn)動，穿出過程中球做加速運(yùn)動C．整個過程都做勻減速運(yùn)動D．穿出時的速度一定小于初速度【考點(diǎn)】楞次定律．【分析】鋁球完全進(jìn)入磁場后做勻速運(yùn)動，進(jìn)磁場和出磁場的過程都做變減速直線運(yùn)動．【解答】解：鋁球進(jìn)磁場的過程中，穿過鋁球橫截面的磁通量增大，產(chǎn)生感應(yīng)電流，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，所以鋁球做減速運(yùn)動；鋁球圈完全進(jìn)入磁場后磁通量保持不變，鋁球做勻速運(yùn)動；鋁球出磁場的過程中磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流，鋁球做減速運(yùn)動．故D正確．A、B、C錯誤．故選：D6．如圖所示，用相同導(dǎo)線制成的邊長為L或2L的四個單匝閉合回路，它們以相同的速度先后垂直穿過正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，區(qū)域?qū)挾却笥?L．則進(jìn)入磁場過程中，電流最大的回路是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢．【分析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求得感應(yīng)電動勢的大小，由閉合電路歐姆定律得到感應(yīng)電流的表達(dá)式，即可比較其大?。窘獯稹拷猓涸O(shè)導(dǎo)線長度為L時電阻為R．甲圖中，感應(yīng)電動勢為E甲=BLv，線框的電阻為4R，則感應(yīng)電流為：I甲==；乙圖中，感應(yīng)電動勢為E乙=BLv，線框的電阻為6R，則感應(yīng)電流為：I乙==；丙圖中，感應(yīng)電動勢為E丙=2BLv，線框的電阻為6R，則感應(yīng)電流為：I丙===；丁圖中，感應(yīng)電動勢為E丁=2BLv，線框的電阻為8R，則感應(yīng)電流為：I甲==；所以丙中感應(yīng)電流最大．故C正確．故選：C．7．如圖所示，一質(zhì)量為m1=的小燈泡通過雙股柔軟輕質(zhì)導(dǎo)線與一質(zhì)量為m2=的正方形線框連接成閉合回路（圖中用單股導(dǎo)線表示），已知線框匝數(shù)為N=10匝，總電阻為r=1Ω，線框正下方h=處有一水平方向的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T，磁場寬度與線框邊長均為L=，忽略所有摩擦阻力及導(dǎo)線電阻，現(xiàn)由靜止釋放線框，當(dāng)線框下邊進(jìn)入磁場的瞬間，加速度恰好為零，且小燈泡正常發(fā)光，g取10m/s2．則（）A．小燈泡的電阻R=3ΩB．線框下邊進(jìn)入磁場的瞬間，小燈泡的速度v=3m/sC．在線框進(jìn)入磁場區(qū)域的過程中，通過小燈泡的電荷量q=D．在線框穿過磁場區(qū)域的過程中，小燈泡消耗的電能ER=【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；閉合電路的歐姆定律；焦耳定律．【分析】（1）由機(jī)械能守恒定律求出線框進(jìn)入磁場時的速度；（2）由E=BLv求出感應(yīng)電動勢，由安培力公式求出安培力，由平衡條件求出電阻．（3）由能量守恒定律求出小燈泡消耗的電能；由電流定義式求出電荷量．【解答】解：A、線框勻速下落的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E=NBLv，線框受到的安培力：F=BIL=，對線框，由平衡條件得：+m1g=m2g，解得燈泡電阻為：R=3Ω；故A正確；B、線框進(jìn)入磁場前，整個系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：m2gh﹣m1gh=（m1+m2）v2，代入數(shù)據(jù)解得：v=2m/s；故B錯誤；C、通過小燈泡的電荷量為：q=It=?=?=，代入數(shù)據(jù)解得：q=；故C正確．D、線框勻速下落的高度為2L，由能量守恒定律得系統(tǒng)消耗的電能為：E電=2（m2﹣m1）gL，消耗在小燈泡上的電能為：ER=E電，解得：ER=，故D錯誤．故選：AC8．用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線做成一個半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑，如圖所示，在ab的左側(cè)存在一個勻強(qiáng)磁場，磁場垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖．磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間減小，變化率=K（K為定值），則（）A．圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B．圓環(huán)具有擴(kuò)張且向右運(yùn)動的趨勢C．圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為||D．圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為||【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律；楞次定律．【分析】由題意可知，磁通量減小，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向，再由左手定則判定安培力方向；由法拉第電磁感應(yīng)定律可得出感應(yīng)電動勢；由閉合電路的歐姆定律可得出感應(yīng)電流的大小．【解答】解：A、磁通量向里減小，由楞次定律“增反減同”可知，線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針，故A正確；B、由楞次定律的“來拒去留”可知，為了阻礙磁通量的減小，線圈有擴(kuò)張的趨勢，再依據(jù)左手定則可知，線圈有向左運(yùn)動趨勢；故B錯誤；CD、由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，E===|kπr2|，感應(yīng)電流I==||，故C錯誤；D正確；故選：AD．9．如圖甲為磁感強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎诖艌鲋杏幸黄矫嫖挥诩埫鎯?nèi)的細(xì)金屬圓環(huán)，如圖乙所示．令I(lǐng)1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應(yīng)電流，F(xiàn)1、F2、F3分別表示金屬環(huán)上很小一段導(dǎo)體受到的安培力．下列說法正確的是（）A．I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B．I2沿順時針方向，I3沿順時針方向C．F1方向指向圓心，F(xiàn)2方向指向圓心D．F2方向背離圓心向外，F(xiàn)3方向指向圓心【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律．【分析】應(yīng)用楞次定律可以判斷出感應(yīng)電流方向，由左手定則可以判斷出電流所受安培力方向，從而即可求解．【解答】解：A、由圖甲所示可知，oa段，磁場垂直于紙面向里，穿過圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流I1沿逆時針方向，在ab段磁場向里，穿過圓環(huán)的磁通量減少，由楞次定律可知，感應(yīng)電流I2沿順時針方向，故A正確；B、由圖甲所示可知，在bc段，磁場向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流I3沿順時針方向，故B正確；C、由左手定則可知，oa段電流受到的安培力F1方向指向圓心，ab段安培力F2方向背離圓心向外，故C錯誤；D、由左手定則可知，ab段安培力F2方向背離圓心向外，bc段，安培力F3方向指向圓心，故D正確；故選：ABD．10．如圖所示，通電直導(dǎo)線ab質(zhì)量為m、水平地放置在兩根傾角為θ的光滑絕緣導(dǎo)體軌道上，通以圖示方向的電流，電流強(qiáng)度為I．兩導(dǎo)軌間距為l，要使導(dǎo)線ab靜止在導(dǎo)軌上，則關(guān)于所加勻強(qiáng)磁場大小、方向（從b向a看）的判斷正確的是（）A．磁場方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．磁場方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C．磁場方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D．磁場方向垂直斜面向上時，磁感應(yīng)強(qiáng)度有最小值【考點(diǎn)】安培力．【分析】將立體圖轉(zhuǎn)換為平面圖，對導(dǎo)線進(jìn)行受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力力平衡求出安培力的大小，從而根據(jù)F=BIL求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。畬?dǎo)線所受重力恒定，支持力的方向不變，根據(jù)三角形定則求出安培力的最小值，從而得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值【解答】解：A、若磁場方向豎直向上，從b向a觀察，對導(dǎo)線受力分析由平衡條件得：在水平方向上：F﹣FNsinθ=0在豎直方向上：mg﹣FNcosθ=0其中F=BIL，聯(lián)立以上各式可解得：B=．故A正確B、磁場方向豎直向下，導(dǎo)體棒受到的安培力水平向左，故不可能處于平衡狀態(tài)，故B錯誤；C、磁場方向水平向右，導(dǎo)體棒受到的安培力豎直向下，還有支持力和重力，不可能處于平衡狀態(tài)，故C錯誤；D、若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則一方面應(yīng)使磁場方向與通電導(dǎo)線垂直，另一方面應(yīng)調(diào)整磁場方向使與重力、支持力合力相平衡的安培力最小．如圖乙所示，由力的矢量三角形討論可知，當(dāng)安培力方向與支持力垂直時，安培力最小，對應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，設(shè)其值為Bmin，則：BminIL=mgsinθ，得：Bmin=根據(jù)左手定則判定知，該磁場方向垂直于斜面向上．故D正確故選：AD二、填空題（每小題5分，共20分）11．一個有10匝的閉合導(dǎo)體線圈，若在內(nèi)，通過線圈的磁通量是由均勻地減小到零，則在這段時間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=40V．【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律．【分析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可以求出感應(yīng)電動勢．【解答】解：由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢：E=n=10×=40V；故答案為：40V．12．有一面積為150cm2的金屬環(huán)，電阻為Ω，在環(huán)中100cm2的同心圓面上存在如圖（b）所示的變化的磁場，在到的時間內(nèi)環(huán)中感應(yīng)電流為，流過的電荷量為．【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律．【分析】由b圖的斜率求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出回路中感應(yīng)電動勢，由閉合電路歐姆定律求解感應(yīng)電流的大?。蓂=It求解流過的電荷量．【解答】解：由b圖得：=T/s=1T/s由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：感應(yīng)電動勢：E==S=1×100×10﹣4V=；感應(yīng)電流：I==A=，通過圓環(huán)橫截面的電荷量：q=It=×（﹣）C=；故答案為：，13．如圖所示，在物理實(shí)驗(yàn)中，常用“沖擊式電流計”來測定通過某閉合電路的電荷量．探測器線圈和沖擊電流計串聯(lián)后，又能測定磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．已知線圈匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R．把線圈放在勻強(qiáng)磁場時，開始時線圈與磁場方向垂直，現(xiàn)將線圈翻轉(zhuǎn)180°，沖擊式電流計測出通過線圈的電荷量為q，由此可知，被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=．【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律；閉合電路的歐姆定律．【分析】線圈翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n可求出感應(yīng)電動勢大小，再由閉合電路歐姆定律I=可求出感應(yīng)電流大小，根據(jù)電量的公式q=It，可列出關(guān)于電荷量的表達(dá)式，從而可測出磁感應(yīng)強(qiáng)度．【解答】解：由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=n可求出感應(yīng)電動勢大小，再由閉合電路歐姆定律I=可求出感應(yīng)電流大小，根據(jù)電量的公式q=It，可得q=n由于開始線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測圈翻轉(zhuǎn)180°，則有△Φ=2BS所以由上公式可得：q=n，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B=；故答案為：．14．如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌電阻不計，另外兩根與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動，則ab桿應(yīng)向上勻速運(yùn)動，速度大小為，作用于ab桿上的外力大小為2mg．【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；楞次定律．【分析】要使cd桿恰好平衡，且靜止不動，受力分析知，cd桿受到安培力豎直向上，大小與重力平衡．根據(jù)F=BIL可以求出此時電路中的電流I，再由歐姆定律可以得到回路中的感應(yīng)電動勢，再根據(jù)E=BLv可以解得ab桿的速度大小是多少；以兩金屬桿組成的系統(tǒng)為研究對象，由平衡條件可以求出拉力大小．【解答】解：cd桿受到的安培力：F安=BIL，cd桿靜止不動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：BIL=mg，解得，電流：I=①，安培力向上，由左手定則可知，桿中電流方向由c到d；流過ab的電流由b流向a，由右手定則可知，ab棒應(yīng)向上運(yùn)動，ab棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢：E=BLv，感應(yīng)電流：I==②，由①②解得：v=；以兩金屬桿組成的系統(tǒng)為研究對象，由平衡條件得：F=2mg；故答案為：上勻速；；2mg．三、計算題（每小題10分，共40分）15．質(zhì)量為m，帶電量為q的微粒，以速度v與水平方向成45°角進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場同時存在的空間，如圖所示，微粒在電場、磁場、重力場的共同作用下做勻速直線運(yùn)動，求：（1）電場強(qiáng)度的大小，該帶電粒子帶何種電荷．（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。究键c(diǎn)】帶電粒子在混合場中的運(yùn)動．【分析】對帶電微粒進(jìn)行受力分析，然后由平衡條件列方程，求出電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度；電場方向反向后，分析帶電微粒的受力情況，根據(jù)帶電微粒的受力情況，確定微粒的運(yùn)動狀態(tài)．【解答】解：（1）微粒受重力mg，電場力qE，洛倫茲力qvB，微粒做勻速直線運(yùn)動，所受合力必為零，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，微粒只能帶正電，否則不能平衡，受力如圖所示，由幾何關(guān)系知，qE=mg，則電場強(qiáng)度為：E=；（2）由于合力為零，則：qvB=mg所以：B=答：（1）電場強(qiáng)度的大小為，該帶電粒子帶正電荷．（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為．16．質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒MN靜止在水平導(dǎo)軌上，通過MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌平面成θ角斜向下，如圖所示，求MN棒受到的支持力和摩擦力．【考點(diǎn)】安培力；力的合成與分解的運(yùn)用；共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．【分析】帶電金屬桿進(jìn)行受力分析，除重力、支持力外、在磁場中受到安培力，還有靜摩擦力，四力處于平衡狀態(tài)．根據(jù)磁場的方向由左手定則來確定安培力的方向，從而對安培力進(jìn)行力的分解，由平衡可得支持力、摩擦力的大?。窘獯稹拷猓和ㄟ^導(dǎo)體棒的電流I，則導(dǎo)體棒受到的安培F=BIL根據(jù)左手定則可知：安培力的方向如圖所示，受力分析f=Fsinθ方向?yàn)椋核较蜃驨=mg+Fcosθ，方向?yàn)椋贺Q直向上答：則棒受到的支持力的大小為mg+Fcosθ；方向?yàn)椋贺Q直向上．摩擦力的大小為Fsinθ，方向?yàn)椋核较蜃螅?7．如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的勻強(qiáng)磁場中．平行導(dǎo)軌的寬度d=，定值電阻R=Ω．在外力F作用下，導(dǎo)體棒ab以v=20m/s的速度沿著導(dǎo)軌向左勻速運(yùn)動．導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻不計．求：（1）通過