高考物理二轮总复习专题过关检测专题大全集全部含详细答案解析

高考物理二轮总复习

专题过关检测专题大全集（全部含详细答案解析）

高考物理二轮总复习专题过关检测

磁场（附参考答案）

（时间:90分钟满分:100分）

第I卷选择题

一、选择题（本题共10小题,每小题4分，共40分.在每小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，有选错或不答的得0

分）

1.20世纪50年代，一些科学家提出了地磁场的“电磁感应学说”，认为当太阳强烈活动影响地球

而引起磁暴时，磁暴在外地核中感应产生衰减时间较长的电流，此电流产生了地磁场.连续的

磁暴作用可维持地磁场，则外地核中的电流方向为（地磁场N极与S极在地球表面的连线称为

磁了午线）（）

A.垂直磁子午线由西向东

B.垂直磁子午线由东向西

C.沿磁子午线由南向北

D.沿磁子午线由北向南

解析:地磁场由南向北,根据安培定则可判断，外地核中电流方向由东向西.

答案:B

2.如图11-1所示，两根平行放置的长直导线。和〃载有大小相同、方向相反的电流。受到的

磁场力大小为当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后M受到的磁场力的大小变为尸2,

则此时b受到的磁场力的大小变为（）_

图11-1

A.BB.F1-F2C.尸2一尸1D.2FL尸2

XXXXXXXX

xx一■-J"XX

XXXXXXXM

甲乙

解析:对a导线，原来b导线对a导线作用力为方向向左，假设加入的匀强磁场垂直向里，如

图甲所示，则，导线受外加匀强磁场的作用力为尸，则丹、F、巳之间有下列关系：

尸2二尸1一尸（尸=尸1一尸2）

同理对b导线分析受力，如图乙所示，故此时导线b受磁场作用力：

F=F、-F=F\-（Fi-尸2）二尸2

本题正确的答案为A.

答案:A

3.带电体表面突出的地方电荷容易密集.雷雨天当带电云层靠近高大建筑物时，由于静电感应,

建筑物顶端会聚集异种电荷，避雷针通过一根竖宣导线接通大地而避免雷击.你若想知道竖直

导线中的电流方向，进而判断云层所带电荷，安全可行的方法是（）

A.在导线中接入电流表

B.在导线中接入电压表

C.在导线中接入小灯泡

D.在导线旁放一可自由转动的小磁针

解析:根据小磁针静止时N极的指向判断出其所在处的磁场方向，然后根据安培定则判断出

电流方向，既安全又可行.

答案:D

4.下列关于磁感线的说法正确的是（）

A.磁感线可以形象地描述磁场中各点的磁场方向,它每一点的切线方向都与小磁针放在该点

静止时S极所指的方向相同

B.磁感线总是从磁体的N极出发，到磁体的S极终止

C.磁场的磁感线是闭合曲线

D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列成的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线

解析:磁感线的切线方向就是该点的磁场方向，磁场的方向规定为小磁针N极受力的方向，也

就是小磁针静止时N极的指向，所以A项错误.在磁体的外部，磁感线从N极出发指向S极,

在磁体的内部，磁感线从S极指向N极，并且内、外形成闭合曲线，所以B项错误,C项正确.虽

然磁感线是为了研究问题的方便人为引入的,我们也可以用细铁屑形象地“显示”磁感线，但不

能说没有细铁屑的地方就没有磁感线，所以D项是错误的.

答案:C

二r

?©

♦9

\/

、、、---/

图11-2

5.如图11・2所示，一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周

期为7b，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示.现加一垂直于轨道平面的

匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则（）

A.若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于7b

B.若磁场方向指向纸里，质点运初的周期将小于7b

C.若磁场方向指向纸外，质点运冽的周期将大于7b

D.若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于7b

解析:因电荷在电场力作用下做匀速圆周运动，根据圆周运动知识有耳乜=加（——）2r,若所加

的磁场指向纸里，因电荷所受的洛伦兹力背离圆心，电荷所受的向心力减小，所以质点运动的

周期将增大，大于7b.若所加的磁场指向纸外，因电荷所受的洛伦兹力指向圆心，电荷所受的向

心力增大,所以质点运动的周期将减小，小于心正确选项为A、D.

答案:AD

6.在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场，一质量为m的带正电小球，在该区域内沿水平方

向向右做直线运动，如图11-3所示.关于场的分布情况可能的是（）

图11-3

A.该处电场方向和磁场方向重合

B.电场竖直向上，磁场垂直纸面向里

C.电场斜向里侧上方，磁场斜向外侧上方，均与v垂直

D.电场水平向右，磁场垂直纸面向里

解析:带电小球在复合场中运动一定受重力和电场力,是否受洛伦兹力需具体分析.A选项中

若电场、磁场方向与速度方向垂直，则洛伦兹力与电场力垂直，如果与重力的合力为零就会做

直线运动.B选项中电场力、洛伦兹力都向上，若与重力合力为零，也会做直线运动.C选项电场

力斜向里侧上方,洛伦兹力向外侧下方，若与重力合力为零，就会做直线运动.D选项三个力合

力不可能为零，因此本题选A、B、C.

答案:ABC

7.如图11-4所示，水平正对放置的带电平行金属板间的匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方

向垂直纸面向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的。点由静止释放，经过轨道端点户进入

板间后恰好沿水平方向做匀速直线运动.现在使小球从稍低些的h点由静止释放，经过轨道

端点P进入两板之间的场区.关于小球和小球现在的运动情况，以下判断中正确的是（）

图11-4

A.小球可能带负电

B.小球在电、磁场中运动的过程冽能增大

C.小球在电、磁场中运动的过程电势能增大

D.小球在电、磁场中运动的过程机械能总量不变

解析:如果小球带负电，则小球在金属板间受到向下的重力、向下的电场力、向下的洛伦兹

力，则小球不能沿水平方向做匀速直线运动，所以小球只能带正电，此时洛伦兹力向上，电

场力向上，且「洛+广电二，〃g,当小球从稍低的b点由静止释放时，小球进入金属板间的速度

将减小，则F洛减小/总+F电小球将向下运动，电场力做负功，合外力做正功.所以小

球在电磁场中运动的过程中动能增大，电势能增加，机械能减小，故B、C正确，A、D错.

答案:BC

8.如图11-5所示，两平行金属板的间距等于极板的长度，现有重力不计的正离子束以相同的初

速度w平行于两板从两板正中间射入.第一次在两极板间加恒定电压，建立场强为E的匀强电

场,则正离子束刚好从上极板边缘飞出.第二次撤去电场,在两板间建立磁感应强度为B、方向

垂直于纸面的匀强磁场，正离子束刚好从下极板边缘飞出，则E和B的大小之比为（）

A

图11-5

511

A]%B-2v°Cq%Dv°

解析:根据题意①

两板间为匀强电场时，离子做类平抛运动.

设粒子在板间的飞行时间为f,则

水平方向无WZ②

竖直方向：4=L〃2=匹/③

222m

两板间为匀强磁场时，设偏转半径为r

由几何关系有r2=(r-^)2+L2©

2

又9%8=m为一⑤

r

④⑤联立得£二?”

B4

答案:A

9.如图11-6所示，空间有一垂直.纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg

且足够长的绝缘塑料板静止在光滑水平面上.在塑料板左端无初速度放置一质量为0.1kg、带

电荷量为+0.2C的滑块，滑块与绝缘塑料板之间的动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦

力可认为等于滑动摩擦力.现对塑料板施加方向水平向左、大小为0.6N的恒力遇取lOm/s)

则()

图11-6

A.塑料板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动

B.滑块开始做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动

C.最终塑料板做加速度为2m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动

D.最终塑料板做加速度为3m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动

解析:滑块随塑料板向左运动时，受到竖直向上的洛伦兹力，和塑料板之间的正压力逐渐减小.

开始时，塑料板和滑块加速度相同，由F=[M+m)a得,。=2m*,对滑块有的叫一夕的)二，迎,当v=6

m/s时,滑块恰好相对于塑料板有相对滑动，开始做加速度减小的加速运动，当〃吆f田，即v=IO

m/s时滑块对塑料板的压力为零入=0,塑料板所受的合力为0.6N,则〃'=—=3而/足、D

M

正确.

答案:BD

10.环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其核心部件是一个高度真空的圆环状的空腔.若

带电粒子初速度可视为零，经电压为U的电场加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的环状空腔

内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.带电粒子将被限制在圆环

状空腔内运动.要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动,下列说法中正确的是

()

A.对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大

B.对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小

C.对于给定的带电粒子和磁感应强度比加速电压U越大,粒子运动的周期越小

D.对于给定的带电粒子和磁感应强度8,不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

解析:带电粒子经过加速电场后速度为u=带电粒子以该速度进入对撞机的环状空

=也=挚给定的加速电压，即〃

腔内,且在圆环内做半径确定的圆周运动，因此R

BqVB?q

一定，则带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B应越小,A错误,B正确;带电粒子运动周期为

7=网，与带电粒子的速度无关，当然就与加速电压U无关，因此，对于给定的带电粒子和磁

Bq

感应强度5,不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变.

答案:BD

第n卷非选择题

二、填空计算题(共6题，每题10分，共60分)

11.在原子反应堆中抽动液态金属时，由于不允许转动机械部分和液态金属接触，常使用一种

电磁泵.如图11-7所示是这种电磁泵的结构示意图，图中4是导管的一段，垂直于匀强磁场放

置,导管内充满液态金属.当电流/垂直于导管和磁场方向穿过液态金属时,液态金属即被驱动,

并保持匀速运动.若导管内截面宽为高为4磁场区域中的液体通过的电流为/,磁感应强度

为B,求：

图II-7

(1)电流/的方向；

(2)驱动力对液体造成的压强差.

解析：(1)驱动力即安培力方向与流动方向一致，由左手定则可判断出电流/的方向由下向上.

(2)把液体看成由许多横切液片组成，因通电而受到安培力作用，液体匀速流动,所以有安培力

F=Ap-S,他=£=殷二竺，即驱动力对液体造成的压强差为㈣.

Sabaa

答案：(1)电流方向由下向上

BI

⑵——

a

12.一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动

的电荷，称为“载流子''，每个载流子的电荷量大小为行1.6x10©C,霍尔元件在自动检测、控

制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关

闭以及自动控制升降电动机的电源的通断等.

图11-8

在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab=1.0xl()-2m、长庆=4610-2m、厚力=1.0x10

3m,水平放置在竖直向上的磁感应强度8=2.0T的匀强磁场中加方向通有/=3.0A的电流,

如图11-8所示，由于磁场的作用，稳定后,在沿宽度方向上产生1.0x10-5v的横向电压.

(I)假定载流子是电子,ad、庆两端中哪端电势较高？

(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率为多大？

(3)这块霍尔材料中单位体职内的载流子个数为多少？

解析:⑴由左手定则可判断，电子受洛伦兹力作用偏向be边，故ad端电势高.

(2)稳定时载流子在沿宽度方向上受到的磁场力和电场力平衡

ab

U_l.OxlQ-5

nVs=5x10-4nVs.

嬴-2.0x1.0x10-2

27

(3)由电流的微观解释可得:故n=Z/<?vS=3.75xlO个/n?.

答案:⑴ad端

(2)5x10-4m/s

(3)3.75x1027个/n?

13.将氢原子中电子的运动看做是绕氢核做匀速圆周运动，这时在研究电子运动的磁效应时,

可将电子的运动等效为一个环形电流，环的半径等于电子的轨道半径现对一氢原子加上一

个外磁场，磁场的磁感应强度大小为民方向垂直电子的轨道平面.这时电子运动的等效电流用

表示.现将外磁场反向，但磁场的磁感应强度大小不变，仍为仇这时电子运动的等效电流用

/112

表示.假设在加上外磁场以及外磁场反向时,氢核的位置、电子运动的轨道平面以及轨道半径

都不变，求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差，即小一加等于多少?(用m和e表示电子

的质量和电荷量)

解析:用r表示电子的轨道半径J表示电子速度，则等效电流/=£上①

2斤

当加上一垂直于轨道平面的外磁场后，设顺着外磁场方向看，电子做逆时针转动，此时电子受

到氢核对它的库仑力指向圆心，而受到洛伦兹力背向圆心.设此时速度为也，根据题意得

k/八小匕2

~~evB=-1-②

rlr

当外磁场反向后，轨道半径「不变，此时运动速度变为以，此时电子受到氢核对它的库仑力不变,

而洛伦兹力大小变为钻为方向变为指向圆心，根据牛顿运动定律可得

——十

ev2B@

由②(§)式解得v2—Vj=------④

m

Be2

由①©两式可得14-

2m兀

2机乃

14.在电子显像管内部，由炽热的灯丝上发射出的电子在经过一定的电压加速后，进入偏转磁

场区域，最后打到荧光屏上，当所加的偏转磁场的磁感应强度为0时，电子应沿直线运动打在荧

光屏的正中心位置.但由于地磁场对带电粒子运动的影响,会出现在未加偏转磁场时电子束偏

离直线运动的现象，所以在精密测量仪器的显像管中常需要在显像管的外部采取磁屏蔽措施

以消除地磁场对电子运动的影响.

已知电子质量为，小电荷量为%从炽热灯丝发射出的电子(可视为初速度为0)经过电压为U

的电场加速后，沿水平方向由南向北运动.若不采取磁屏蔽措施,且己知地磁场磁感应强度的

竖直向下分量的大小为B,地磁场对电子在加速过程中的影响可忽略不计.在未加偏转磁场的

情况下,(1)试判断电子束将偏向什么方向;⑵求电子在地磁场中运动的加速度的大小;(3)若加

速电场边缘到荧光屏的距离为，，求在地磁场的作用下使到达荧光屏的电子在荧光屏上偏移

的距离.

解析:⑴根据左手定则，可以判断出电子束将偏向东方.

1

(2)设从加速电场射出的电子速度为也则根据动能定理有:耳机%72=切

从加速电场射出的电子在地磁场口受到洛伦兹力的作用而做匀速圆周运动，设电子的加速度

为根据牛顿第二定律,

由以上各式解得

(3)设电了在地磁场中运动的半径为凡根据牛顿第二定律

也3二加上得八翳

设电子在荧光屏上偏移的距离为孔根据图中的几何关系，有:二？

结合以上关系，得

答案：(])东方

15.回旋加速器的示意图如图11-9甲，置于真空中的金属D形盒，其半径为R,两盒间距为4

在左侧。形盒圆心处放有粒子源S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向如图所示.此加速器所接

的高频交流电源如图11-9乙所示，电压有效值为U.粒子源射出的带电粒子质量为机、电荷量

为g.设粒子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，且此时高频电源电压恰好达到最大值,

忽略粒子在加速电场中的运动时间，加速粒子的电压按交流电的最大值且可近似认为保持不

变.粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数.求：

⑴粒子在加速器中运动的总时间i.

(2)试推证当Q"时，粒子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的总时间可忽略不

计(粒子在电场中运动时，不考虑磁场的影响).

(3)粒子笫1次和笫n次分别在右半盒中运动的轨道半径的比值R\：R.,.

丫导向板

图11-9

解析:由于加速粒子的电压按交流电的最大值且近似认为保持不变，故粒子在电场中做匀加

速直线运动.

⑴设粒子加速后的最大速度为R此时轨道半径最大为R,由牛顿第二定律得：9浊=〃7匕

R

粒子的回旋周期为：7=出

v

粒子加速后的最大动能为:&=-mv2

2

设粒子在电场中加速的次数为〃，则:反二〃qUm

高频电源电压的最大值Um

又忽略粒子在加速电场中的运动时间，则运动的总时间t=77-

2

仙m亚兀BR?

联立解1得:/=--------.

4U

⑵粒子在电场中间断的加速运动，可等效成不间断的匀加速直线运动.粒子在电场中加速的

乂…-d

总时间为:％=—=-2-n--d

vv

2

粒子在O形盒中回旋的总时间:J=〃变

V

故工=也，又R»d,所以乙<<1,因此人可忽略不计.

t2兀Rt2

(3)设粒子第1、2、3……〃次在右半盒中运动的速度分别为也、也、吗……为,则由动能定理

得:夕“1=6环2/2

2

3qUm

2

2

2

rnv

(2〃-1)必=?

v

又qvB=

联立解得R］：R“=1:V2n-1(n取1,2,3,…).

2匹兀BR?

答案:⑴FT"

⑵略

(3)1:-1

16.(2010湖北部分重点中学高三二联,25)在xOy平面内工>0的区域存在垂直纸面向里的匀强

磁场,磁感应强度为3二0.47^<0的区域存在沿入轴正方向的匀强电场.现有质量为

9

切=4.0x10kg,带电荷量为片2.0><10一7c的正粒子从x轴正方向上的历点以速度Vo=20m/s

进入磁场，如图11-10所示例与x轴正方向的夹角族45。4点与。点相距为仁2m.己知粒子

能以沿着y轴负方向的速度垂直穿过x轴负半轴上的N点,不计粒子重力.求：

图11-10

⑴粒子穿过)，轴正半轴的位置以及穿过y轴正半轴时速度与y轴的夹角；

(2)x<0区域电场的场强；

(3)试问粒子能否经过坐标原点0?若不能，请说明原因;若能,请求出粒子从M点运动到N点所

经历的时间.

解析：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力

Bqv(y=mv^/R

得:火=1m

过M点做初速度vo的垂线交)，轴正方向于P点，则尸M=〃cos45。

得:PM=2m=2R

由儿何关系得尸M为轨迹圆的直径/点即为粒子穿过)，轴正半轴的位置

OP=PMsin450=V2/n

由圆的对称性得粒子经过此处时的速度与y轴夹角为打45°.

(2)设粒子由P点到N点历时田则：

x轴方向:vosin45°—Eqti/m=0

y轴方向:如hcos45°=OP

联立求解,代入数据得力=0.1s,

E=2V2V7m«2.82V7m

（3）粒子能到达0点

粒子在磁场中的运动周期为:人2加?/8g

从M点运动到。点经过的轨迹如图

经历的时间为：z=772+3774+2h

代入数据得：

片(n/8+0.2)s=0.59s.

答案:(1)45。(2)2.82V/m⑶0.59s

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电磁感应（附参考答案）

（时间:90分钟满分:100分）

一、选择题（本题共10小题，共40分.在每小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）

1.如图12-1所示，金属杆而、〃可以在光滑导轨PQ和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面

向里，当。氏cd分别以速度刈、电滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则片和

V2的大小、方向可能是（）

P平$万

XXXX

图12-1

AW1>V2,也向右，也向左

B.V|>V2,V]WV2都向左

C.V|=V2,V1和丫2都向右

D.V|=V2,V|和V2都向左

解析:因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选

项A、C、D错误，B正确.

答案:B

2.（2010河北唐山高三摸底，12）如图12-2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间（两

磁极间磁场可视为匀强磁场），蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕。。轴转动.当蹄形磁铁匀速转

动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有（）

图12-2

A.线圈与蹄形磁铁的转动方向相同

B.线圈与蹄形磁铁的转动方向相反

C.线圈中产生交流电

D.线圈中产生为大小改变、方向不变的电流

解析:本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点.根据楞次定律的推广含义可知A正

确、B错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对线圈中心轴做匀速圆周

运动，所以产生的电流为交流电.

答案:AC

3.如图12-3所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的

电流方向相同时为正.当M中通入下列哪种电流时,在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流

()

卜

图12-4

解析:据楞次定律，尸中产生正方向的恒定感应电流说明M中通入的电流是均匀变化的，且

方向为正方向时应均匀减弱，故D正确.

答案:D

4.如图12・5所示，边长为L的正方形导线框质量为机，由距磁场H高处自由下落，其下边

ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab

边进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L,则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为()

H

_X_X_jX__X_之XLX

XXXXXXXX

........「

图12-5

31

A..2mgLB.2mgL+mgHC.2mgL+—mgHD.2mgLt—tngH

44

解析:设刚进入磁场时的速度为也,刚穿出磁场时的速度彩=/①

线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L由题意得g机②

mv~+mg2L=—mv2+Q③

2}

3

由①©③得Q=2mgL+—mgH.C选项正确.

4

答案:C

5.如图12-6（a）所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈。，和。共轴

中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图12-6（b）所示,P所受的重力为G,桌面对尸的支持

力为尸乂则（）

AJi时刻FN>GB也时刻FN>GC/3时刻FN<GDJ4时刻F后G

解析川时刻,Q中电流正在增大，穿过P的磁通量增大I中产生与Q方向相反的感应电流，反

向电流相互排斥，所以尸N>G;B时刻。中电流稳定，尸中磁通量不变，没有感应电流，尸XG#3时

刻。中电流为零,P中产生与。在，3时刻前方向相同的感应电流，而Q中没有电流，所以无相

互作用,Ev=G#4时刻,P中没有感应电流厂产G.

答案:AD

6.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强

磁场，如图12-7所示.在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为U”、6、

〃和下列判断正确的是（）

___A/M：xxxXx

□□□IIn：xx*x*

bN|||I»xxxxK

c,VJ.v!XXXXX

图12-7

A.Ua<Uh<Uc<UdB.“VUh<Ud<U

C.Ucl=Ub<U产UcD.Ub<U（l<Ue

解析:线框进入磁场后切割磁感线〃、6产生的感应电动势是c、d电动势的一半.而不同的线

框的电阻不同.设a线框电阻为4岫、。、d线框的电阻分别为6八8八6匚则

3r3BLv5r5BLv6r3BLv

U„=BLv----=-------,U=BLv----=-------,U,=B2Lv----=-------,

“4r4h'6r6t8r2

Ud=52Lu•竺=丝".所以B正确.

6r3

答案:B

7.（2010安徽皖南八校高三二联，16）如图12-8所示，用一块金属板折成横截面为T?'形的金

属槽放置在磁感应强度为8的匀强磁场中，并以速度力向右匀速运动，从槽口右侧射入的

带电微粒的速度是V2,如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨

道半径r和周期7分别为（）

.___

XF1XI★一★★”

xxx^xX

X卜XXX1XX

图12-8

也网i也空1RYL为L口A迎1

gggggggg

解析:金属板折成T2,形的金属槽放在磁感应强度为B的匀强磁场中，并以速度ri向右匀速

运动时，左板将切割磁感线，上、下两板间产生电势差，由右手定则可知上板为正，下板为

负，£=—=^-=BVl,微粒做匀速圆周运动，则重力等于电场力，方向相反，故有

dI

"=或=也，向心力由洛伦兹力提供，所以q彩8=〃，也一,得7•二把2二色殳，周期

ggrqBg

故B项正确.

岭g

答案:B

8.超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁

极方向而获得推进动力的新型交通工具.其推进原理可以简化为如图12-9所示的模型:在水

平面上相距L的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场⑤和&，且B尸&=&

每个磁场的宽度都是/,相间排列，所有这些磁场都以相同的速度向右匀速运动，这时跨在

两导轨间的长为L.宽为I的金属框。力cd（悬浮在导轨上方）在磁场力作用下也将会向右运动.

设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为R，金属框的最大速度为则磁场向

右匀速运动的速度v可表示为（）

XX♦••XXXX

XXXXXX

加••

XXXX

••XX

XX♦XXXX

•♦•

图12-9

2222

A.v=(停Evm-F/R)/咪“B.v=(4BLvm+/7/?)/4BL

2222121

C.v=(4BLvm一F/R)/4BLD.v=(2BLvm+F/R)/2BL

解析:导体棒ad和be各以相对磁场的速度（i，-vm）切割磁感线运动，由右手定则可知回路中

产生的电流方向为。儿面,回路中产生的电动势为七=2儿”一脸,回购中电流为I=2BL{v-

*/R,由于左右两边ad和be均受到安培力，则合安培力为尸合=2、讥1=482炉"一外）//?，依题

意金属框达到最大速度时受到的阻力与安培力平衡，则生尸合，解得磁场向右匀速运动的速

2222

度v=（4BLvm+FfR）/4BL,B对.

答案:B

9.矩形导线框时“放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的

图象如图12-10甲所示,/=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里.在。〜4s时间内，线框中的

感应电流（规定顺时针方向为正方向）、ah边所受安培力（规定向上为正方向）随时间变化的图

象分别为图乙中的（）

甲

乙

图12-0

解析:在。〜1s内,穿过线框中的磁通量为向里的减少，由楞次定律，感应电流的磁场垂直纸面

向里，由安培定则，线框中感应电流的方向为顺时针方向.由法拉第电磁感应定

ARqp

律,£1二〃一士,E一定，由/=一，故/一定.由左手定则，油边受的安培力向上.由于磁场变弱,

ArR

故安培力变小.同理可判出在1--2S内，线框中感应电流的方向为顺时针方向0〃边受的安培

力为向下的变强.2〜3s内，线框中感应电流的方向为逆时针方向,出？边受的安培力为向上的

变弱，因此选项AD对.

答案:AD

10.如图12-11甲所示，用裸导体做成U形框架岫cd,4与儿相距L=0.2m,其平面与水平面成

<9=30。角.质量为勿=1kg的导体棒PQ与曲、儿接触良好，回路的总电阻为R=lQ.整个装置放

在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示（设图

甲中8的方向为正方向）.仁0时,&）=10T、导体棒PQ与cd的距离的=0.5m.若夕。始终静止,

关于PQ与框架间的摩擦力大小在。〜力=0.2s时间内的变化情况，下面判断正确的是（）

图12-11

A.一直增大B.一直减小C.先减小后增大D.先增大后减小

解析：由图乙，殁="=50T/s/=0时,回路所围面积S=U）=0.1n?,产生的感应电动势

△t八

AR.qp

E=------=5V,Z=—=5A,安培力F=B（）IL=\0N,方向沿斜面向上.而下滑力w^sin30°=5

ArR

N,小于安培力,故刚开始摩擦力沿斜面向下.随着安培力减小,沿斜面向下的摩擦力也减小，当

安培力等于下滑力时，摩擦力为零.安培力再减小，摩擦力变为沿斜面向上且增大,故选项C对.

答案:C

二、填空题（共2小题，共12分）

11.（6分）如图12/2所示，有一弯成0角的光滑金属导轨POQ,水平放置在磁感应强度为B的

匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直.有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，金属棒从O

点开始以加速度。向右运动，求t秒末时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是

图12-12

解析:该题求的是“少末感应电动势的瞬时值，可利用公式放Mu求解，而.上面错误解法求的是

___1

平均值.开始运动t秒末时，金属棒切割磁感线的有效长度为L=ODtan0=-at2tan0.

2

根据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为v=at.

由题知8、八v三者互相垂直，有后=8/口=，8/rtan®,即金属棒运动，秒末时，棒与导轨

2

所构成的回路中的感应电动势是£=工8/户tan。

2

答案」842f③tan。

2

12.（6分）如图12-13所示，有•闭合的矩形导体枢，枢上V、N两点间连有•电压表，整个装置

处于磁感应强度为B的匀强磁场口，且框面与磁场方向垂直.当整个装置以速度v向右匀速平

动时,M、N之间有无电势差?（填“有”或“无”），电压表的示数为.

图12-13

解析:当矩形导线框向右平动切割磁感线时,A3、CD、MN均产生感应电动势，其大小均为BLv,

根据右手定则可知，方向均向上.由于三个边切割产生的感应电动势大小相等，方向相同，相当

于三个相同的电源并联，回路中没有电流.而电压表是由电流表改装而成的，当电压表中有电

流通过时，其指针才会偏转.既然电压表中没有电流通过,其示数应为零.也就是说,M、N之间虽

有电势差但电压表示数为零.

答案:有0

三、计算、论述题（共4个题，共48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步

骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位）

13.（10分）如图12-14所示是一种测量通电线圈中磁场的磁感应强度B的装置，把一个很小的

测量线圈4放在待测处，线圈与测量电荷量的冲击电流计G串联，当用双刀双掷开关S使螺线

管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势,从而引起电荷的迁移，由表G测出电荷量Q,

就可以算出线圈所在处的磁感应强度B.已知测量线圈的匝数为N,直径为d,它和表G串联电

路的总电阻为凡则被测出的磁感应强度B为多大？

图12-14

解析:当双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据法拉第

△①2B越)2

电磁感应定律可得:E=N—=N-----

由欧姆定律和电流的定义得：

/=£=区即。=9加

RAtR

联立可解得：B=2驾.

T^d2

答案•翌

小片

14.(12分)如图12-15所示，线圈内有理想边界的磁场，开始时磁场的磁感应强度为治.当磁场均

匀增加时,有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，若线圈的匝数为〃，平行板

电容器的板间距离为4粒子的质量为肛带电荷量为以设线圈的面积为S)求：

图12-15

(1)开始时穿过线圈平面的磁通量的大小.

(2)处于平行板电容器间的粒子的带电性质.

(3)磁感应强度的变化率.

解析:⑴加麻.

(2)由楞次定律，可判出上板带正电.故推出粒子应带负电.

厂△①

⑶E二〃——，,AO=ABS,

Nt

q.§=wg,联立解得:竺二吗.

dArnqS

，，」ABm又d

答案:(l)8oS(2)负电(3)—=高■

ArnqS

15.(12分)两根光滑的长直金属导轨MN、MM平行置于同一水平面内，导轨间距为/,电阻

不计，M、历处接有如图12-16所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为

C.长度也为/、阻值同为R的金属棒时垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为8、方向竖

直向下的匀强磁场中.必在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离

为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为。.求：

图12/6

⑴ab运动速度y的大小；

(2)电容器所带的电荷量q.

解析:本题是电磁感应中的电路问题Mb切割磁感线产生感应电动势为电源.电动势可由

E二B八，计算.其中v为所求，再结合闭合(或部分)电路欧姆定律、焦耳定律、电容器及运动学知

识列方程可解得.

⑴设ab上产生的感应电动势为E,回路中的电流为Lab运动距离s所用时间为1，三个电阻R

与电源串联，总电阻为4凡则

E=B/v

E

由闭合电路欧姆定律有1=——

4R

v

由焦耳定律有。=尸(42[

由上述方程得

B212s

(2)设电容器两极板间的电势差为U,则有U=IR

电容器所带电荷量行CU

解得q=塾.

Bls

答案:⑴耀⑵等

BlsBls

16.(14分)如图12-17所示，水平地面上方的H高区域内有匀强磁场，水平界面尸产是磁场的上

边界,磁感应强度为8,方向是水平的，垂直于纸面向里.在磁场的正上方,有一个位于竖直平面

内的闭合的矩形平面导线框必必如长为人加长为，2冉＞/2,线框的质量为肛电阻为凡使线框

abed从高处自由落下，油边下落的过程中始终保持水平,已知线框进入磁场的过程中的运动

情况是:cd边进入磁场以后，线框先做加速运动，然后做匀速运动，直到面边到达边界PP为止.

从线框开始下落到cd边刚好到达水平地面的过程中，线框中产生的焦耳热为Q.求：

口

C

I--------------------------------P'

fxxxxxxx

Wxxxxxxx

图12-17

(1)线框必cd在进入磁场的过程中，通过导线的某一横截面的电荷量是多少？

(2)线框是从c