理化生高考專題之高中物理磁場題

2013高考物理電磁感應(yīng)專題練習(xí)題

1.老師做了一個物理小實驗讓學(xué)生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿克繞中心

點自由轉(zhuǎn)動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另

一個小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是（）

A.磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動

B.磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動

C.無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動

D.無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動

2.如圖所示（甲）、（乙）中，R和自感線圈L的電阻都很小，接通S,使電路達到穩(wěn)定.

燈泡Do發(fā)光。下列說法正確的是

（甲）

A.在電路（甲）中，斷開S,Do將漸漸變暗

B.在電路（甲）中，斷開S,Do將先變得更亮，然后漸漸變暗

C.在電路（乙）中，斷開S,Do將漸漸變暗

D.在電路（乙）中，斷開S,Do將先變得更亮，然后漸漸變暗

3.如圖所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為，〃的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一

豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時，若

線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力人及在水平方向運動趨

勢的正確判斷是（D）

A/N先小于mg后大于mg,運動趨勢向左

B.人先大于mg后小于mg,運動趨勢向左

C.FN先大于mg后大于〃zg,運動趨勢向右

D.FN先大于mg后小于mg,運動趨勢向右

4.水平固定放置的足夠長的U形金屬導(dǎo)軌處于七直向上的勻強磁場中,在導(dǎo)軌上放著金屬

棒加，開始時助棒以水平初速度兩向右運動，最后靜止在導(dǎo)軌上,

就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較，這個過程（AC）

A.安培力對劭棒所做的功不相等B.電流所做的功相等

C.產(chǎn)生的總內(nèi)能相等D.通過勖棒的電量相等

5.如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有

阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為B的勻

強磁場中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放

置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為UO現(xiàn)桿在水平向左、垂

直十桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離L時，速度恰好達到最大（運動過程

中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度大小

為g。則此過程（BD）

伊-MQR

A.桿的速度最大值為8%'

Bdl

B.流過電阻R的電量為&+廣

C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量

D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動能的變化量

6.如圖a所示，abed是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，在金屬線框的下方有一

勻強磁場區(qū)域，MN和MN，是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的be邊平行，磁場

方向與線框平面垂直?，F(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖b是金屬線

框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域的速度一時間圖像。已知金屬線框的質(zhì)量為m,

當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,圖像中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量。（下落過程中be邊始

終水平）根據(jù)題中所給條件，以下說法正確的是

A.可以求出金屬框的邊長

B.可以求出金屬線框在進入磁場過程中通過線框某一橫截面的電量

C.可以求出金屬線框在整個下落過程中所產(chǎn)生的熱量

D.可知最終ad邊穿出磁場時又恰好受力平衡

7.如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的

勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻

速進入磁場，直徑CD始絡(luò)與MN垂直。從D點到達邊界開始；XXXX

到C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是I乂乂XX

A

（ACD）C_________fIv

A.感應(yīng)電流方向不變V7IxXXA

B.CD段直線始終不受安培力'一■XXXX

C.感應(yīng)電動勢最大值E=Bav]XXxX

N

—1

D.感應(yīng)電動勢平均值E=—nBav

4

8.如圖2所示，電源的電動勢為E內(nèi)阻r不能忽略。A、8是兩個相同的小燈泡，L是一

個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈。關(guān)于這個電路的以下說法正確的是（A）

A.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，A燈立刻亮，而后逐漸變暗，

最后亮度穩(wěn)定

B.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，8燈立刻亮，而后逐漸變/暗，

最后亮度穩(wěn)定

C.開關(guān)由閉合到斷開瞬間，4燈閃亮一下再熄滅圖2

D.開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過A燈

9.如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計，導(dǎo)軌間距為/,左側(cè)接一阻值為R的

電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁場寬度為一質(zhì)量為處

電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到尸=0.5v+0.4（N）（v

為金屬棒運動速度）的水平力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動，測得電阻兩端電

壓隨時間均勻增大。（已知/=lm,1kg,K=0.3。，〃=0.2。，s=lm）

（1）分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；

（2）求磁感應(yīng)強度8的大?。?/p>

（3）若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足尸?。ǎ?，）羽且棒在

運動到ef處時恰好靜止，則外力產(chǎn)作用的時間為多少？

（4）若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力，畫出棒在整個運動過程中速度隨位移的變化所對

應(yīng)的各種可能的圖線。

解析：（1）金屬棒做勻加速運動，R兩端電壓Uoc/oc麻u,U隨時間均勻增大，即u隨時

間均勻增大，加速度為

恒量;

(2)TT以尸=0.5^—0.4

F—R十r-=ma,

n2/2

代入得(0.5—TTTj-)u+0.4=。

R-\~r

o212

。與u無關(guān)，所以〃=0.4m/s2,(0.5—?.)=0

R-rr

得"OST

“、1cB2P,“…1〃也(R+r)

(3)x\—2〃廠，Vo—加(R+「)Q—x\?X2—s,所以］cit~\82,2at—s

得：0.2尸+0.8f—1=0,r=ls,

（4）可能圖線如下：

10.(14分)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為八內(nèi)阻為R、粗細均勻的光滑半圓形金

屬球，在M、N處與相距為2八電阻不計的平行光滑金屬軌道ME、N產(chǎn)相

接，￡尸之間接有電阻/?2，已知Ri=12R,R2=4R。在MN上方及CO下方

有水平方向的勻強磁場I和n,磁感應(yīng)強度大小均為B。現(xiàn)有質(zhì)量為〃?、電

阻不計的導(dǎo)體棒。兒從半圓環(huán)的最高點4處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)

體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，高平行軌道中夠長。

己知導(dǎo)體棒ab下落r/2時的速度大小為vj,下落到處的速度大小為必。

(1)求導(dǎo)體棒ab仄A下落r/2時的加速度大小。

(2)若導(dǎo)體棒ab進入磁場II后棒中電流大小始終不變，求磁場I和H之

間的距離h和R2上的電功率Pio

(3)若將磁場II的CD邊界略微下移，導(dǎo)體棒ab剛進入磁場II時速度大

小為力，要使其在外力/作用下做勻加速直線運動，加速度大小為。，求所

加外力尸隨時間變化的關(guān)系式。

解析：(1)以導(dǎo)體棒為研究對象，棒在磁場I中切割磁感線，棒中產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，

導(dǎo)體棒"從A下落r/2時，導(dǎo)體棒在策略與安培力作用下做加速運動，由牛頓第二定律,

得：mg—BIL=ma,式中

Bl%

F

n8Rx(4舟4R

式中心=---------------=4R

息8R+(4/3-令

OD22

由以上各式可得到a=g----------

4mR

(2)當(dāng)導(dǎo)體棒而通過磁場II時，若安培力恰好等于重力，棒中電流大小始終不變，即

Bx2rxv.c4B2r2v,

mg=BIx2r=B義---------------Lx2r=----

%

式中

mgR井3mgR

解得

匕=4B2r24B2r2

導(dǎo)體棒從MN到CO做加速度為g的勻加速直線運動，有

年一說=2gh

得仁萼T

此時導(dǎo)體棒重力的功率為

3m2g2R

P=mg匕=

G4B2r2

根據(jù)能量守恒定律，此時導(dǎo)體棒重力的功率全部轉(zhuǎn)化為電路中的電功率，即

3m2g2R

[=[+￡=2=4B2r2

3_9m2g之R

所以,

4°16B2r2

(3)設(shè)導(dǎo)體棒"進入磁場II后經(jīng)過時間，的速度大小為匕'，此時安培力大小為

尸，二4丘乂

3R

由于導(dǎo)體棒而做勻加速直線運動，有3=匕+”

根據(jù)牛頓第二定律，有/+〃%—9=ma

廠4B2r2(v.+?/)

即尸+mg--------------------=met

3R

B2r2/、/、4B2r2a4B2r2v.

由以上各式解得:F

.51V^1\?JlX

11.(14分)如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬

導(dǎo)軌相距1m,導(dǎo)軌平面與水平面成族37。角，下端連接阻值為R的電阻.勻

強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌

上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.

(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小；

(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8W,求該速度的

大?。?/p>

(3)在上問中，若R=2C,金屬棒中的電流方向由a到4求磁感應(yīng)強度的大小與方向.

(gMXlOrn/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

解析：(1)金屬棒開始下滑的初速為零，根據(jù)牛頓第二定律：

mgsin0-/.mgcosO=ma①

由①式解得a=10X(0.6-0.25XO.8)m/s2=4m/s2②

(2)設(shè)金屬棒運動達到穩(wěn)定時，速度為y,所受安培力為凡棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡

mgsin3-/.mgcosO-F=0③

此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率：

Fv=P④

由③、④兩式解得

p8

v=——=-----------------------------------m/s=10m/s⑤

F0.2x10x(0.6-0.25x0.8)

(3)設(shè)電路中電流為1,兩導(dǎo)軌間金屬棒的長為磁場的磁感應(yīng)強度為4

P=I2R⑦

由⑥、⑦兩式解得8='空=叵27=0.47⑧

v/10x1

磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上

12.豎直放置的平行金屬板M、N相距d=0.2m,板間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強

度8=0.5T,極板按如圖所示的方式接入電路。足夠長的、間距為￡=lm的光滑平行金屬

導(dǎo)軌CZXE尸水平放置，導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度也為心電阻為片1。

的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好。已知滑動變阻器的總阻值為R=4Q,滑

片P的位置位于變阻器的中點。有一個質(zhì)量為/n=l.()X10'kg、電荷量為^=+2.0X10-5C

的帶電粒子，從兩板中間左端沿中心線水平射入場區(qū)。不計粒子重力。

M：D

XVoXXXXXX

?ARB

XXXp

*XXXXX

N

-------l

(1)若金屬棒"靜止，求粒子初速度物多大時，可以垂直打在金屬板上?

(2)當(dāng)金屬棒"以速度u勻速運動時，讓粒子仍以相同初速度w射入，而從兩板間沿直

線穿過，求金屬棒帥運動速度u的大小和方向。

答案：(1)100m/s(2)50m/s,水平向右

解析；(1)金屬棒"靜止時，粒子在磁場中做勻速圓周運動，設(shè)軌跡半徑為“，則

M為二成①

垂直打在金屬板上，則憶=g②

解得％=娶③

2m

代入數(shù)據(jù)得v0=100m/s

（2）當(dāng)金屬棒"勻速運動時，感應(yīng)電動勢E=BL④

FR

板間電壓；U=------⑤）

R+r2

粒子沿直線穿過板間，則粒子受電場力、洛侖茲力平衡，做勻速直線運動

例為=吟⑥

解得：八"*⑦

代入數(shù)據(jù)得v=50m/s（1分）

由左手定則知，粒子所受洛侖茲力方向垂直M板，故粒子所受電場力應(yīng)該垂直于N

板，由右手定則知，4b棒應(yīng)水平向右運動。

13.如圖所示，固定在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面的勻強磁場中的正方形線框abed邊

長為L,正方形線框水平放置。其中ab邊和cd邊是電阻為R的均勻電阻絲，其余兩邊

電阻不計。現(xiàn)有一段長度、粗細、材料均與ab邊相同的電阻絲PQ架在線框上，并受到

與ab邊平行的恒定水平力F的作用從ad邊滑向be邊。PQ在滑動中與線框接觸良好，P

和Q與邊框間的動摩擦因素均為〃。電阻絲PQ的質(zhì)量為mo當(dāng)PQ滑過2L/5的距離時,

PQ的加速度為a,求：

（1）此時通過aP段電阻絲的電流；

（2）從開始到此時過程中整個電路產(chǎn)生的焦耳熱。

解析：（1）設(shè)加速度為a時，PQ中的電流為I,aP中的電流為/即,

由牛頓第二定律：F-BIL-jLung=ma

生/二Ffmg-ma

」一BL

3

由電路的并聯(lián)關(guān)系得：

Q

3(F—/Jmg—〃7〃)

所以〃

5BL

（2）設(shè)加速度為a時，棒PQ的速度為以。

23

2,—Rx2,—R葭

外電路的電阻：&卜=-5------5―=—/?

外2R25

/_BLv_BLv_25BLv

=^=亙R+R=f

25

/_25BLv_F-/utng-ma

~37R~BL

37（尸一umg-ina）R

V=-----------------------------------

25B2L2

221

整個電路產(chǎn)生的焦耳熱為0,而尸乂一七一,勿火乂一七一0二一“廿一。

552

221369mR2(F-jJmg-ma)2

所以Q=_FL——jumgL

1250B4￡4

14.如圖所示，一個很長的豎直放置的圓柱形磁鐵，產(chǎn)生一個中心輻射的磁場（磁場水平

向外），其大小為3=幺（其中r為輻射半徑），設(shè)一個與磁鐵同軸的圓形鋁環(huán)，半徑

r

為R（大于圓柱形磁鐵的半徑），而彎成鋁環(huán)的鋁絲的橫截面積為S,圓環(huán)通過磁場由

靜止開始下落。下落過程中圓環(huán)平面始終水平，己知鋁絲的電阻率為p,密度為po。求:

（1）圓環(huán)下落的速度為丫時的電功率.

（2）圓環(huán)下落的最終速度

（3）當(dāng)下落高度為及時，圓環(huán)速度最大。從開始下落到此時圓環(huán)消耗的電能。

解：（1）由題意知圓環(huán)所在處在磁感應(yīng)強度8為8=半……①

圓環(huán)的有效切割長度為其周長即

1。Q

1=2成……②圓環(huán)的電阻R電為R電=p-=p—……③

SS

當(dāng)環(huán)速度為U時，切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為

E=Blv=2k7^……@電流為/=.=絲……⑤

&pR

故圓環(huán)速度為V時電功率為P=FR電⑥

2成22q

聯(lián)立以上各式解得P=——-……⑦

PR

（2）當(dāng)圓環(huán)加速度為零時，有最大速度為

止匕時尸安=B〃=2成2匕……⑧

安PR

由平衡條件〃?g=五安...⑨

又m=PoS?2成……⑩

8……（11）

聯(lián)立⑧⑨⑩解得vw=加中

k

（3）由能量守恒定律m=5m匕j+Q......?

解得。=2啊RS'gh-；（如嗒……（13）

乙K

15.（16分）如圖甲所示，不計電阻的“U”形光滑導(dǎo)體框架水平放置，框架中間區(qū)域有

豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度8=1.0T,有一導(dǎo)體桿AC橫放在框架上，其質(zhì)量為相

=0.10kg,電阻為R=4.0C?，F(xiàn)用細繩栓住導(dǎo)體桿，細繩的一端通過光滑的定滑輪繞在

電動機的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M=0.30kg,

電動機的內(nèi)阻為r=1.0Qo接通電路后，電壓表的示數(shù)恒為U=8.0V,電流表的示數(shù)恒

為/=1.0A,電動機牽引原來靜止的導(dǎo)體桿AC平行于所向右運動，其運動的位移一時

間圖像如圖乙所示。取g=10m/s2。求：

（1）勻強磁場的寬度；

（2）導(dǎo)體桿在變速運動階段產(chǎn)生的熱量。

15.（1）由圖可知，在f=1.0s后，導(dǎo)體桿做勻速運動，且運動速度大小為:

此時，對導(dǎo)體AC和物體。受力分析，有：

r=r+r,r=Mg.

對電動機，由能量關(guān)系，有：/U=7V+/2〃

由以上三式，可得：T=35N,尸=0.5N

E

再由尸=8"、1=不及E=BLv,得：

L=i^=,0,n

（或由十八，.十與及七=求解）

A

（2）對于導(dǎo)體AC從靜止到開始勻速運動這一階段，由能量守恒關(guān)系對整個系統(tǒng)，有:

Ulf=Mgh+工（M+m）v2+I2rt+

而：。二%

得：Q=3.8J

電磁感應(yīng)專題練習(xí)題

1.老師做了一個物理小實驗讓學(xué)生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿克繞中心

點自由轉(zhuǎn)動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另

一個小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是（）

A.磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動

B.磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動

C.無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動

D.無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動

2.如圖所示（甲）、（乙）中，R和自感線圈L的電阻都很小，接通S,使電路達到穩(wěn)定.

燈泡Do發(fā)光。下列說法正確的是

（甲）

A.在電路（甲）中，斷開S,Do將漸漸變暗

B.在電路（甲）中，斷開S,Do將先變得更亮，然后漸漸變暗

C.在電路（乙）中，斷開S,Do將漸漸變暗

D.在電路（乙）中，斷開S,Do將先變得更亮，然后漸漸變暗

3.如圖所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為，〃的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一

豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時，若

線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力產(chǎn)N及在水平方向運動趨

勢的正確判斷是（）

A.FN先小于mg后大于mg,運動趨勢向左

B.FN先大于mg后小于mg,運動趨勢向左

C.FN先大于mg后大于機g,運動趨勢向右

D.FN先大于mg后小于mg,運動趨勢向右

4.水平固定放置的足夠長的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強磁場中，在導(dǎo)軌.上放著金屬

棒血，開始時助棒以水平初速度的向右運動，最后靜止在導(dǎo)軌上

就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較，這個過程（）

A.安培力對劭棒所做的功不相等B.電流所做的功相等

C.產(chǎn)生的總內(nèi)能相等D.通過血棒的電量相等

5.如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有

阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中。一質(zhì)量為

m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌

之間的動摩擦因數(shù)為u?，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌

運動距離L時，速度恰好達到最大（運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持

垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度大小

為g。則此過程（）

伊一/W)K

A.桿的速度最大值為8%'

B.流過電阻R的電量為氏+尸

C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量

D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動能的變化量

6.如圖a所示，abed是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，在金屬線框的下方有一

勻強磁場區(qū)域，MN和是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的be邊平行，磁場

方向與線框平面垂直?，F(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖b是金屬線

框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域的速度一時間圖像。已知金屬線框的質(zhì)量為m,

當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,圖像中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量。(下落過程中be邊始

終水平)根據(jù)題中所給條件，以下說法正確的是

A.可以求出金屬框的邊長

B.可以求出金屬線框在進入磁場過程中通過線框某一橫截面的電量

C.可以求出金屬線框在整個下落過程中所產(chǎn)生的熱量

D.可知最終ad邊穿出磁場時又恰好受力平衡

ad

V2

V3

t\tlM

圖b

7.如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的

勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻

速進入磁場，直徑CD始絡(luò)與MN垂直。從D點到達邊界開始；XXXXXX

到C點講入磁場為止，下列結(jié)論正確的是！XXXX

ACD)

A.感應(yīng)電流方向不變XXXX

B.CD段直線始終不受安培力XXXX

c.感應(yīng)電動勢最大值E=BavXXXX

—1N

D.感應(yīng)電動勢平均值E=-71&U

4

8.如圖2所示，電源的電動勢為E內(nèi)阻「不能忽略。A、8是兩個相同的小燈泡，L是一

個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈。關(guān)于這個電路的以下說法正確的是(A)人

A.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，4燈立刻亮，而后逐漸變暗，r

圖2

最后亮度穩(wěn)定

B.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，B燈立刻亮，而后逐漸變/暗，最后亮度穩(wěn)

定

C.開關(guān)由閉合到斷開瞬間，4燈閃亮一下再熄滅

D.開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過A燈

9.如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計，導(dǎo)軌間距為/,左側(cè)接一阻值為R的

電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁場寬度為s。一質(zhì)量為如

電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到尸=0.5u+0.4（N）（v

為金屬棒運動速度）的水平力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動，測得電阻兩端電

壓隨時間均勻增大。（已知/=lm,機=lkg,A=0.3C,r=0.2H,s=lm）

（1）分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；答案：勻加速直線運動，a二

（2）求磁感應(yīng)強度8的大小；0.5T

D2/2

（3）若撤去外力后棒的速度V隨位移X的變化規(guī)律滿足v-vo-zplXX,且棒在

tn（R+r）

運動到ef處時恰好靜止，則外力尸作用的時間為多少？1s

（4）若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力，畫出棒在整個運動過程中速度隨位移的變化所對

應(yīng)的各種可能的圖線。

10.（14分）如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為八內(nèi)阻為R、粗細均勻的光滑半圓形金

屬球，在M、N處與相距為2小電阻不計的平行光滑金屬軌道ME、N尸相接，E尸之間接

有電阻&，已知Ri=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場I和H,

磁感應(yīng)強度大小均為B?，F(xiàn)有質(zhì)量為機、電阻不計的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)

的最高點A處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形

金屬環(huán)及軌道接觸良好，高平行軌道中夠長。已知導(dǎo)體棒。。下落r/2時的

速度大小為也，下落到MN處的速度大小為吸。

（1）求導(dǎo)體棒"從A下落r/2時的加速度大小。

（2）若導(dǎo)體棒ab進入磁場II后棒中電流大小始終不變，求磁場I和n之

間的距離力和R2上的電功率Pio

XXXX

E

R?

(3)若將磁場n的c。邊界略微下移，導(dǎo)體棒面剛進入磁場n時速度大小為力，要使其

在外力廠作用下做勻加速直線運動，加速度大小為。，求所加外力尸隨時間變化的關(guān)系式。

11.(14分)如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1m,

導(dǎo)軌平面與水平面成敘37。角，下端連接阻值為R的電阻.勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂

直.質(zhì)量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌庭直并保持良好接觸，它

們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.

(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大?。籥=4m/s2

(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大小；10m/s

(3)在上問中，若R=2C,金屬棒中的電流方向由°到力，求磁感應(yīng)強度的大小與方向.

(gflX10rn/s2,sin37°=0.6,cos370=0.8)

(3)0.4T磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上

12.豎直放置的平行金屬板M、N相距〃=0.2m,板間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強

度8=0.5T,極板按如圖所示的方式接入電路。足夠長的、間距為L=lm的光滑平行金屬

導(dǎo)軌。、石尸水平放置，導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度也為跳電阻為片1。

的金屬棒"垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好。已知滑動變阻器的總阻值為滑

片P的位置位于變阻器的中點。有一個質(zhì)量為zn=1.0XlO^kg、電荷量為q=+2.0X10-5c

的帶電粒子，從兩板中間左端沿中心線水平射入場區(qū)。不計粒子重力。求：

(1)若金屬棒時靜止，求粒子初速度M0多大時，可以垂直打在金屬板上?

(2)當(dāng)金屬棒時以速度u勻速運動時，讓粒子仍以相I可初速度均射入，而從兩板間沿直

線穿過，求金屬棒外運動速度口的大小和方向。

答案:水平向右

(1)100m/s(2)50m/s,1CD

N

EbF

13.如圖所示，固定在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面的勻強磁場中的正方形線框abed邊

長為L,正方形線框水平放置。其中ab邊和cd邊是電阻為R的均勻電阻絲，其余兩邊

電阻不計?，F(xiàn)有一段長度、粗細、材料均與ab邊相同的電阻絲PQ架在線框上，并受到

與ab邊平行的恒定水平力F的作用從ad邊滑向be邊。PQ在滑動中與線框接觸良好，P

和Q與邊框間的動摩擦因素均為〃。電阻絲PQ的質(zhì)量為m。當(dāng)PQ滑過2L/5的距離時，

PQ的加速度為a,求：

(1)此時通過aP段電阻絲的電流；

(2)從開始到此時過程中整個電路產(chǎn)生的焦耳熱。

14.如圖所示，一個很長的豎直放置的圓柱形磁鐵，產(chǎn)生一個中心輻射的磁場（磁場水平

向外），其大小為8=X（其中r為輻射半徑），設(shè)一個與磁鐵同軸的圓形鋁環(huán)，半徑

為R（大于圓柱形磁鐵的半徑），而彎成鋁環(huán)的鋁絲的橫截面積為S,圓環(huán)通過磁場由

靜止開始下落。下落過程中圓環(huán)平面始終水平，已知鋁絲的電阻率為p,密度為po。求:

（1）圓環(huán)下落的速度為丫時的電功率.

（2）圓環(huán)下落的最終速度

（3）當(dāng)下落高度為我時，圓環(huán)速度最大。從開始下落到此時圓環(huán)消耗的電能。

15.（16分）如圖甲所示，不計電阻的形光滑導(dǎo)體框架水平放置，框架中間區(qū)域有

豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度LOT,有一導(dǎo)體桿4。橫放在框架上，其質(zhì)量為根

=0.10kg,電阻為R=4.0C。現(xiàn)用細繩栓住導(dǎo)體桿，細繩的一端通過光滑的定滑輪繞在

電動機的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M=O.3Okg,

電動機的內(nèi)阻為r=1.0Qo接通電路后，電壓表的示數(shù)恒為U=8.0V,電流表的示數(shù)恒

為/=1.0A,電動機牽引原來靜止的導(dǎo)體桿AC平行于E/向右運動，其運動的位移一時

間圖像如圖乙所示。取g=10m/s2。求：

（1）勻強磁場的寬度；

（2）導(dǎo)體桿在變速運動階段產(chǎn)生的熱量。

磁場

一、選擇

題

1、（湖北

重點中

學(xué)1月聯(lián)考）我國第21次南極科考隊在南極觀看到了美麗的極光。極光是由來自太陽的

高能量帶電粒子流高速沖進高空稀薄大氣層時，被地球磁場俘獲，從而改變原有運動方向,

向兩極做螺旋運動，如圖所示。這些高能粒子在運動過程中與大氣分子或原子劇烈碰撞或

摩擦從而激發(fā)大氣分子或原子，使其發(fā)出有一定特征的各種顏色的光。地磁場的存在，使

多數(shù)宇宙粒子不能達到地面而向人煙稀少的兩極偏移，為地球4尺

然的屏障?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實，向兩極做螺旋運動的這些高能卷\6黑密卜

的，這主要與下列哪些因素有關(guān):BC\r

A.洛倫茲力對粒子做負功，使其動能減小J]

B.空氣阻力做負功，使其動能減小

C.靠近南北兩極磁感應(yīng)強度增強

D.太陽對粒子的引力做負功

2、（湖南重點中學(xué)06聯(lián)考〉在勻強磁場中有一帶電粒子做勻速圓周運動，當(dāng)它運動到M

點，突然與一不帶電的靜止粒子碰撞合為一體，碰撞后的運動軌跡應(yīng)是圖中的哪一個？（實

線為原軌跡，虛線為碰后軌跡，且不計粒子的重力）A

3、（云南06第一次檢測）十九世紀(jì)二十年代，以賽貝克為代表的科學(xué)家已經(jīng)認識到：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

“地球磁場是繞地球的環(huán)行電流引起的”假設(shè).已知磁子午線是地球磁場N極與S極在地

球表面的連線，則該假設(shè)中的電流方向是B

A.由西向東垂直磁子午線B.由東向西垂直磁子午線

C.由南向北沿磁子午線D.由赤道向兩極沿磁子午線

4、（瀘州市06第二次質(zhì)量診斷）關(guān)于電場強度、磁感應(yīng)強度，下列說法中正確的是B

A,由真空中點電荷的電場強度公式E=可知，當(dāng)一趨近于零時，其電場強度趨近于無

廠

限大

B.電場強度的定義式E=￡適用于任何電場

q

C.由安培力公式尸=3〃可知，一小段通電導(dǎo)體在某處不受安培力，說明此處一定無磁場

D.一帶電粒子在磁場中運動時，磁感應(yīng)強度的方向一定垂直于洛倫磁力的方向和帶電粒

子的運動方向

5、（瀘州市06第二次質(zhì)量診斷質(zhì)子和。粒子在同一勻強磁場中做半徑相同的勻速圓周運

動。由此可知質(zhì)子的動量Pl和。粒子的動量尸2之比P|：P2為C

A.1:1B.4:1C.1:2D.2:1

6、（泰州市06期初調(diào)研）超導(dǎo)是當(dāng)今高科技的熱點之一，當(dāng)一塊磁體靠近超導(dǎo)體時，超導(dǎo)

體中會產(chǎn)生強大的電流，對磁體有排斥作用。這種排斥可使磁體懸浮在空氣中，磁懸浮列

車就采用了這種技術(shù)，磁體懸浮的原理是BD

A.超導(dǎo)體電流的磁場方向與磁體的磁場方向相同

B.超導(dǎo)體電流的磁場方向與磁體的磁場方向相反

C.超導(dǎo)體使磁體處于失重狀態(tài)

D.超導(dǎo)體對磁體的磁力與磁體為重力相平衡

7、（天津和平區(qū)06調(diào)研）一個用于加速質(zhì)子的回旋加速器，其D形盒半徑為R,垂直D

形盒底面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為8,接在D形盒上的高頻電源頻率為不下列說法正

確的是AB

A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2械

B.質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān)

C.只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值

D.不需要改變?nèi)魏瘟?，這個裝置也能用于加速a粒子

8、（武漢2月調(diào)研）如圖所示，空間有一垂直紙面的磁感應(yīng)強度為0.5T的勻強磁場，一

質(zhì)量為0.21kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無初速放置一質(zhì)量為

0.1kg、電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動摩擦因數(shù)為0.5,滑塊受到的最大

靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力。現(xiàn)對木板施加方向水平向左，大小為0.6N恒力，g取

lOm/s?.則BD

A.木板和滑塊一直做加速度為2m/s2的勻加速運動

B.滑塊開始做勻加速直線運動，然后做加速度減小的加速運動，最后做勻加速直線運動

C.最終木板做加速度為2mH的勻加速運動，滑塊做速度為10m/s的勻速運動

D.最終木板做加速度為3m/s2的勻加速運動，滑塊做速度為10m/s的勻速運動

?.C?

9、（金太陽06年第五次聯(lián)考）如圖所示，ABC為與勻強磁場垂直的邊長為a的等邊三角

形，比荷為e/m的電子以速度vo從A點沿AB邊出射，欲使電子經(jīng)過BC邊，磁感應(yīng)強

度B的取值為（C）

10、（鎮(zhèn)江市06調(diào)研）如圖所示，光滑絕緣桿固定在水平位置上，使其兩端分別帶上等量

同種正電荷QI、Q2,桿上套著一帶正電小球，整個裝置處在一個勻強磁場中，磁感應(yīng)

強度方向垂直紙面向里，將靠近右端的小球從靜止開始釋放，在小球從右到左的運動過程

中，下列說法正確的是AC

（A）小球受到的洛倫茲力大小變化，但方向不變

（B）小球受到的洛倫茲力將不斷增大,??????

（C）小球的加速度先減小后增大左X右

（D）小球的電勢能一直減小

11、（吉林06聯(lián)考）如圖6所示，條形磁鐵放在光滑斜面上，用平行于斜面向上的輕彈簧

拉住而平衡，A為水平放置的直導(dǎo)線的截面，導(dǎo)線中無電流時，磁軼對斜面的壓力為Ni；

當(dāng)導(dǎo)線中有電流流過時，磁鐵對斜面的壓力為N2,此時彈簧的伸長量減小了，則A

A.NI<N2,A中電流方向向內(nèi)

B.N］〈N2,A中電流方向向外

C.NI>N2,A中電流方向向內(nèi)

D.NI<N2,A中電流方向向外

16、（濰坊市06.2統(tǒng)考）真空中兩根金屬導(dǎo)線平行放置，其中一根導(dǎo)線中通有恒定電流。

在導(dǎo)線所確定的平面內(nèi)，一電子從P點運動的軌跡的一部分如圖中的

曲線PQ所示，則一定是C

A^ab導(dǎo)線中通有從a到b方向的電流

B、ab導(dǎo)線中通有從b到a方向的電流

C、cd導(dǎo)線中通有從c到d方向的電流

bd

D、cd導(dǎo)線中通有從d到c方向的電流

17、（綿陽06二診）如圖所不，兩根平行放置的長直導(dǎo)線a、b載有大小都為1A、方向相

反的電流，a受到b的磁場力的大小為B，今在a、b所在平面內(nèi)距a、b相等距離的位置

上平行于a、b放置另一長直導(dǎo)線c,c中電流大小為2A,與a中電流方向相同，a和b受

到c的磁場力的大小都為F2,下列關(guān)于導(dǎo)線a、b受磁場力的合aCb

力大小和方向的判斷，正確的是C

A.a導(dǎo)線受到磁場力的合力大小為B+F2，方向向左

B.b導(dǎo)線受到磁場力的合力大小為B+F2,方向向左A2Am”

C.a導(dǎo)線受到磁場力的合力大小為F2—Fi，方向向右

D.b導(dǎo)線受到磁場力的合力大小為F2—B，方向向右

18、（襄樊市06調(diào)研）回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻

交流電兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的勻強電場，使粒

子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻

強磁場中，如圖所示，設(shè)勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,D形金屬盒的

半徑為R,狹縫間的距離為d。勻強電場間的加速電壓為U,要增大帶

電粒子（電荷量為q、質(zhì)量為m,不計重力）射出時的動能，則下列方

法中正確的是D

A.增大勻強電場間的加速電壓B.減小狹縫間的距離

C.減小磁場的磁感應(yīng)強度D.增大D形金屬盒的半徑

19、（福州一中06質(zhì)檢）回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置,如圖所示。它的核心部

分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成

勻強電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速。兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于

盒底面，帶電粒子在磁場中做圓周運動，通過兩盒間的窄縫時反復(fù)被加速，直到達到最大

圓周半徑時通過特殊裝置被引出。如果用同一回旋加速度器分別加速笳核（：”）和a粒子

（:He）,比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動能的大

小，有B

A、加速負核的交流電源的周期較大，布I核獲得的最大動能也較大

B、加速旅核的交流電源的周期較大，然核獲得的最大動能較小

C、加速瓶核的交流電源的周期較小，晁核獲得的最大動能也較小

D、加速瓶核的交流電源的周期較小，瓶核獲得的最大動能較大

20、（湖南重點中學(xué)2次聯(lián)考）一人靜止的放射性原子核處于垂直紙面向里的勻強磁場中,

由于發(fā)生了衰變而形成了如圖2-4所示的兩個圓形徑跡,兩圓半徑之比為1:16,則B

A.該原子核發(fā)生了Q衰變

B.該原子核發(fā)生了B衰變

C.反沖核沿小圓做順時針方向的運動

D.沿大圓和小圓運動的粒子的周期相同

圖2-4

21、（溫州重點中學(xué)3月聯(lián)考）目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機。如

圖所示表示了它的發(fā)電原理：將一束等離子體垂直于磁場方向噴

入磁場，在磁場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就會聚集電

荷，產(chǎn)生電壓。如果射入的等離子體速度均為v,兩金屬板的板

長為L板間距離為止板平面的面積為S,勻強磁場的磁感應(yīng)強

度為方向垂直于速度方向，負載電阻為R,等離子體充滿兩

板間的空間。當(dāng)發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時，電流表示數(shù)為/，那么板間等

離子體的電阻率為A

S,BdvnS,BLvn、

B力-r-R)

"R)

22、（陜西06第2次質(zhì)檢）“月球勘探者號”空間探測器運用高科技手段對月球近距離勘

探，在月球重力分布、磁場分布及元素測定方面取得了新成果.月球上的磁場極其微弱，通

過探測器拍攝電子在月球磁場中的運動軌跡,可分析月球磁場的強弱分布情況，圖8是探測

器通過月球表面A、B、C、D四個位置時，拍攝到的電子運動軌跡照片，設(shè)電子速率相同,

且與磁場方向垂直，則可知磁場從強到弱的位置排列正確的是：D

A.B-*A-*D->CB.B—AC.CfD—A—BD.A-*B->C-*D

17、（南康中學(xué)06一次大考）如圖所示，三根通電長直導(dǎo)線只Q、,

〃互相平行且通過正三角形的三個頂點，三條導(dǎo)線中通入的電流大|J

小相等、方向垂直紙面向里；通過直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度I

&=kl/rtI為通電導(dǎo)線的電流大小，r為距通電導(dǎo)線的垂直距離，ky

為常量；則通電導(dǎo)線A受到的磁場力的方向是（A）

A.垂直尼指向y軸負方向B.垂直兄指向y軸正方向-0---------------?

C.垂直此指向才軸負方向D.垂直總指向x軸正方向尸第17題圖Q

18、（宜昌市06二次調(diào)研）為了測量某化工廠的污水排放量，技術(shù)

人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，該裝置由絕

緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c,左右兩端開口，在垂直

于上下底面方向加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)

固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，

電壓表將顯示兩個電極間的電壓U.若用。表示污水流量（單位

時間內(nèi)排出的污水體積），下列說法中正確的是BD

前表面

A.若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高

B.前表面的電勢一定低于后表面的電勢，與哪種離子多無關(guān)

C.污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大

D.污水流量Q與U成正比，與a、b無關(guān)

19、（福州06質(zhì)檢）目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機，如圖所示表示

它的發(fā)電原理：將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的粒子,

而從整體來說呈中性）沿圖中所示方向噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板4、B,這時金屬

板上就聚集了電荷.在磁極配置如圖中所示的情況下，下述說法正確的是（BD）

A.A板帶正電

B.有電流從經(jīng)用電器流向。

C.金屬板A、B間的電場方向向下

D.等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場力

20、（魯東南三市四縣06一次調(diào)研）如圖所示，均勻繞制的螺線管