2025高中物理《課時作業(yè)》人教版選擇性必修第2冊分層作業(yè)(九)

2025高中物理《課時作業(yè)》人教版選擇性必修第2冊分層作業(yè)(九)分層作業(yè)(九)電磁感應(yīng)中的電路及圖像問題A級必備知識基礎(chǔ)練1.如圖所示，將一半徑為r的金屬圓環(huán)在垂直于環(huán)面的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中用力握中間成“8”字形，并使上、下兩圓半徑相等．如果環(huán)的電阻為R，則此過程中流過環(huán)的電荷量為()A．eq\f(πr2B,R)B．eq\f(πr2B,2R)C．0D．eq\f(3πr2B,4R)2．如圖所示，由同種材料制成的粗細(xì)均勻的正方形金屬線框以恒定速度向右通過有理想邊界的勻強磁場，開始時線框的ab邊恰與磁場邊界重合，磁場寬度大于正方形的邊長，則線框中a、b兩點間電勢差Uab隨時間變化的圖線是下圖中的()3．如圖所示，一底邊長為L、底邊上的高也為L的等腰三角形導(dǎo)體線框以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過長為2L、寬為L的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里．t＝0時刻，三角形導(dǎo)體線框的底邊剛進(jìn)入磁場，取沿逆時針方向的感應(yīng)電流為正方向，則在三角形導(dǎo)體線框穿過磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖線可能是()4．如圖甲所示，矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強磁場中，磁場的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向為垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，若規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流的正方向，下列選項正確的是()5．如圖所示，固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場．長為l的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在豎直導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸OO′上，隨軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動．在圓環(huán)的A點和電刷間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為d的平行板電容器，有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知重力加速度為g，不計其他電阻和摩擦，下列說法正確的是()A．棒產(chǎn)生的電動勢為eq\f(1,2)Bl2ωB．微粒的電荷量與質(zhì)量之比為eq\f(2gd,Br2ω)C．電阻消耗的電功率為eq\f(πB2r4ω,2R)D．電容器所帶的電荷量為CBr2ω6.如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩根平行的光滑長直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)＝0.40m，電阻不計．導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度B＝0.50T的勻強磁場垂直．質(zhì)量m＝6.0×10－3kg、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持良好接觸．導(dǎo)軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1.當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度g取10m/s2，求：(1)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時的速率v；(2)滑動變阻器接入電路部分的阻值R2.B級關(guān)鍵能力提升練7.[2022·安徽宿州高二聯(lián)考](多選)如圖所示，虛線右側(cè)存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，正方形線框電阻為R，邊長為L，自線框從左邊界進(jìn)入磁場時開始計時，在外力作用下由靜止開始以垂直于磁場邊界的恒定加速度a進(jìn)入磁場區(qū)域，t1時刻線框全部進(jìn)入磁場．感應(yīng)電流大小為I，外力大小為F，位移大小為x，線框中電功率的瞬時值為P，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為q，則下列圖像正確的是()8．[2022·重慶一中高二檢測]某同學(xué)設(shè)計了一種帶有閃爍燈的自行車車輪，以增強夜間騎車的安全性．如圖所示為自行車后車輪，已知金屬車輪半徑為r＝0.6m，金屬輪軸半徑可以忽略，有絕緣輻條連接輪軸與車輪(輻條未畫出).車輪與輪軸之間對稱地接有4根相同的金屬條，每根金屬條中間都串接一個LED燈，LED燈可視為純電阻，每個LED燈的阻值恒為R＝0.45Ω，不計其他電阻．車輪旁的車架上固定有一特殊磁鐵，能在車輪與輪軸之間形成一個方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強度大小B＝0.5T的扇形勻強磁場區(qū)域，扇形對應(yīng)的圓心角θ＝30°.使自行車沿平直路面勻速前進(jìn)，已知車輪轉(zhuǎn)動的角速度為ω＝20rad/s，不計車輪厚度，忽略磁場的邊緣效應(yīng)，取π＝3.0，下列說法正確的是()A．車輪轉(zhuǎn)動一周的過程中，LED燈亮的總時間為0.075sB．金屬條ab進(jìn)入磁場時，ab中電流的方向是a→bC．金屬條ab進(jìn)入磁場時，ab中電流大小是2AD車輪轉(zhuǎn)動—周，LED燈產(chǎn)生的總焦耳熱為0.54J

分層作業(yè)(六)帶電粒子在復(fù)合場中的運動A級必備知識基礎(chǔ)練1．(多選)一個帶電粒子(重力不計)以初速度v0垂直于電場方向向右射入勻強電場區(qū)域，穿出電場后接著又進(jìn)入勻強磁場區(qū)域．設(shè)電場和磁場區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場強度方向平行，如圖中的虛線所示．在如圖所示的幾種情況中，可能出現(xiàn)的是()2．如圖所示，已知一帶電小球在光滑絕緣的水平面上從靜止開始經(jīng)電壓U加速后．水平進(jìn)入由互相垂直的勻強電場E和勻強磁場B構(gòu)成的疊加場中(E和B已知)，小球在此空間的豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，重力加速度大小為g，則()A．小球可能帶正電B．小球做勻速圓周運動的半徑為r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2UE,g))C．小球做勻速圓周運動的周期為T＝eq\f(πE,Bg)D．若電壓U增大，則小球做勻速圓周運動的周期增加3.(多選)如圖所示，某空間存在正交的勻強磁場和勻強電場，電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面向里，一帶電微粒從a點進(jìn)入場區(qū)并剛好能沿ab直線向上運動，不可忽略重力，下列說法正確的是()A．微粒一定帶負(fù)電B．微粒的動能一定減少C．微粒的電勢能一定增加D．微粒的機械能一定增加4．如圖甲所示，一根長度為L的不可伸長的絕緣細(xì)線一端固定于O點，另一端系一帶正電小球，置于水平向右的勻強電場中，小球所帶的電荷量為q，質(zhì)量為m.現(xiàn)把細(xì)線水平拉直，將小球從M點由靜止釋放，經(jīng)過最低點N時，細(xì)線的拉力為F，若將電場換作垂直紙面向里的勻強磁場，則小球經(jīng)過最低點N時，細(xì)線的拉力為2F，已知勻強電場的電場強度E＝eq\f(mg,2q)，則磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為()A．eq\f(m\r(2gL),2qL)B．eq\f(m\r(gL),2qL)C．eq\f(m\r(gL),qL)D．eq\f(m\r(2gL),3qL)5.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場，第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)存在半徑為L的圓形勻強磁場，磁場圓心在M(L，0)點，磁場方向垂直于坐標(biāo)平面向外．一帶正電粒子從第Ⅲ象限中的Q(－2L，－L)點以速度v0沿x軸正方向射入，恰好從坐標(biāo)原點O進(jìn)入磁場，從P(2L，0)點射出磁場，不計粒子重力，求：(1)電場強度與磁感應(yīng)強度大小的比值；(2)粒子在磁場與電場中運動時間的比值．B級關(guān)鍵能力提升練6.[2022·重慶南開檢測](多選)如圖所示，在xOy平面的第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強磁場，在第四象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強電場．質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子①與②從y軸上的點P(0，l0)處同時以速率v0分別沿與y軸正方向和負(fù)方向成60°角方向射入磁場中，兩粒子均垂直穿過x軸進(jìn)入電場，最后分別從y軸上的M、N點(圖中未畫出)離開電場．粒子重力及粒子間的相互作用均忽略不計，下列說法中正確的是()A．勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(\r(3)mv0,3ql0)B．粒子①與粒子②在磁場中運動的時間之比為2∶1C．粒子①與粒子②在電場中運動的時間之比為2∶1D．粒子①與粒子②在電場中運動的時間之比為eq\r(3)∶17.如圖所示，質(zhì)量為m＝1kg、電荷量為q＝5×10－2C的帶正電的小滑塊，從固定的半徑為R＝0.4m的光滑絕緣eq\f(1,4)圓弧軌道上由靜止自A端滑下．整個裝置處在方向互相垂直的勻強電場與勻強磁場中．已知E＝100V/m，方向水平向右，B＝1T，方向垂直紙面向里，g取10m/s2.求：(1)滑塊到達(dá)C點時的速度；(2)在C點時滑塊所受洛倫茲力．8．如圖甲所示，寬度為d的豎直狹長區(qū)域內(nèi)(邊界為L1、L2)存在垂直紙面向里的勻強磁場和豎直方向上的周期性變化的電場(如圖乙所示)，電場強度的大小為E0，E>0表示電場方向豎直向上．t＝0時，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運動到Q點后，做一次完整的圓周運動，再沿直線運動到右邊界上的N2點，Q為線段N1N2的中點，重力加速度為g.上述d、E0、m、v和重力加速度g為已知量．求：(1)微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強度B的大??；(2)微粒做圓周運動的半徑；(3)電場變化的周期T.分層作業(yè)(七)楞次定律A級必備知識基礎(chǔ)練1．磁鐵在線圈中心上方開始運動時，線圈中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則磁鐵()A．向上運動B．向下運動C．向左運動D．向右運動2．如圖所示，一個有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方，直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi)，當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時，彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長度L將()A．S增大，L變長B．S減小，L變短C．S增大，L變短D．S減小，L變長3．如圖所示，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直．金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面．現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向4．如圖所示，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)，圓環(huán)初始時靜止．將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到()A．撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運動B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動C．撥至M端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動D．撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動5．如圖所示，兩個相同的鋁環(huán)套在一根光滑桿上，將一條形磁體向左插入鋁環(huán)的過程中，兩環(huán)的運動情況是()A．同時向左運動，間距增大B．同時向左運動，間距不變C．同時向左運動，間距變小D．同時向右運動，間距增大6．(多選)如圖所示，虛線abcd為矩形勻強磁場區(qū)域，磁場方向豎直向下，圓形閉合金屬線圈以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運動．下列給出的是圓形閉合金屬線圈的四個可能到達(dá)的位置，則圓形閉合金屬線圈的速度可能為零的位置是()7．用一根長為s、質(zhì)量不計的細(xì)桿與一個上弧長為l0、下弧長為d0的金屬線框的中點連接并懸掛于O點，懸點正下方存在一個上弧長為2l0、下弧長為2d0且方向垂直紙面向里的勻強磁場，已知d0?s.先將線框拉開到如圖所示位置，松手后讓線框進(jìn)入磁場，忽略空氣阻力和摩擦力．下列說法正確的是()A．金屬線框進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流的方向為a→b→c→d→aB．金屬線框離開磁場時感應(yīng)電流的方向為a→d→c→b→aC．金屬線框dc邊進(jìn)入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等D．向左擺動進(jìn)入或離開磁場的過程中，所受安培力方向向右，向右擺動進(jìn)入或離開磁場的過程中，所受安培力方向向左B級關(guān)鍵能力提升練8.[2022·湖北鄂北期中]如圖甲所示，兩個閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈A中通以如圖乙所示變化的電流，設(shè)t＝0時電流沿逆時針方向(圖中箭頭所示).關(guān)于線圈B的電流方向和所受安培力產(chǎn)生的效果，下列說法中正確的是()A．在0<t<t1時間內(nèi)，有順時針方向的電流，且有收縮的趨勢B．在0<t<t1時間內(nèi)，有逆時針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢C．在t1<t<t2時間內(nèi)，有順時針方向的電流，且有收縮的趨勢D．在t1<t<t2時間內(nèi)，有逆時針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢9．[2022·江西南昌期中]如圖所示，在有界勻強磁場中水平放置相互平行的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌上金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好．磁場垂直導(dǎo)軌平面向上(俯視圖)，導(dǎo)軌與處于磁場外的大線圈M相接，欲使置于M內(nèi)的小閉合線圈N產(chǎn)生沿順時針方向的感應(yīng)電流，下列操作可行的是()A．a(chǎn)b勻速向右運動B．a(chǎn)b加速向右運動C．a(chǎn)b不動而突然撤去磁場D．a(chǎn)b不動而突然增強磁場10．隨著大樓高度的增加，由于各種原因造成的電梯墜落事故屢屢發(fā)生，對社會和家庭造成了不可估量的損失，為此有同學(xué)設(shè)想了一個電梯應(yīng)急安全裝置：在電梯的轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設(shè)金屬線圈，其原理如圖所示，下列關(guān)于該裝置的說法正確的是()A．若電梯突然墜落，將線圈閉合可以使電梯勻減速下落B．若電梯突然墜落，將線圈閉合可以使電梯懸浮在空中C．