高中物理模块综合测试题6 鲁科版选修32

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高中物理模块综合测试题5鲁科版选修3-2

物理 : 模块综合测试题
1．如图所示，调节可变电阻 R 的阻值，使电压表 V 的示数增大 U ，
在这个过程中（）
A．通过电阻 R1 的电流增加，增加量一定大于
U /R 1
B．电阻 R2 两端的电压减小，减少量一定等于
U
C．通过电阻 R2 的电流减小，但减少量一定小于
U/R 2
D．路端电压增加，增加量一定等于
cd 垂直于轨道放置，且与金属轨道接触良好构成闭合回路，每根导体棒的质量
m=2. 0 ×
10-1 kg，回路中每根导体棒电阻 r= 5. 0 × 10-2 Ω，金属轨道宽度 l =0. 50 m ．现对导体棒 ab
施加平行于轨道向上的拉力，使之匀速向上运动．在导体棒体棒 cd 始终能静止在轨道上． g 取 10 m/s 2，求：
B．电流表 G（满偏电流 3 mA，内阻 Rg=10Ω )
C．电流表 A(0 ～ 0. 6 A ，内阻 0.1 Ω )
D．滑动变阻器 R1( 0.20 Ω,10 A)
E. 滑动变阻器 R2(0 ～ 200Ω ,l A)
F．定值电阻 R0 (990 Ω)
G．开关和导线若干
(1) 某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图
内阻 r=
Ω。
答案： (1 )b D 或 R,
(2) (1.48 士 0.02) 0.77(0.75
～0.80)
12．如图所示，在与水平面成
=300 角的平面内放置两条平行、
光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计．空间存在着匀强磁
场，磁感应强度 B=0. 20 T ，方向垂直轨道平面向上．导体棒 ab、
（）
A．电容器 C1 的电量增多，电容器 C2 的电量减少

高中物理模块综合测试题3 鲁科版选修32

物理:模块综合测试题1．图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线，若不计重力的带电粒子从a 点射入电场后恰能沿图中的实线运动，b 点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是（）A ．b 点的电势一定高于a 点B ．b 点的场强一定大于a 点C ．带电粒子一定带正电D ．带电粒子在b 点的速率一定小于在a 点的速率答案：D2．如图(a ）所示，AB 是某电场中的一条电场线．若有一电子以某一初速度并且仅在电场力的作用下，沿AB 由点A 运动到点B ，其速度图象如图(b)所示．下列关于A 、B 两点的电势ϕ和电场强度E 大小的判断正确的是（）A.B A E E >B.B A E E <C.B A ϕϕ>D. B A ϕϕ<答案：AC3．如图所示，两平行金属板水平放置，并接到电源上，一带电微粒P 位于两板间处于静止状态，O 1、O 2分别为两个金属板的中点，现将两金属板在极短的时间内都分别绕垂直于O 1、O 2的轴在纸面内逆时针旋转一个角θ( θ<900)，则下列说法中正确的是（） A ．微粒P 受到的电场力不变B ．两板间的电场强度变大C ．两板间的电场强度变小D ．两板间的电压变小答案：B4．如图所示，灯泡A 、B 都能正常发光，后来由于电路中某个电阻发生断路，致使灯泡A 比原来亮一些，则断路的电阻是（）A. R 1B. R 2C. R3D. R4答案：B5．如图甲、乙所示是电子技术中的常用电路，a,b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“～～”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“一”表示．（）A．图甲中电阻R得到的是交流成分B．图甲中电阻R得到的是直流成分C．图乙中电阻R得到的是低频成分D．图乙中电阻R得到的是高频成分答案：AC6．如图所示电路，闭合开关时灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下（开关可闭合，可断开），现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障作出如下判断（如表所示）：以上判断，正确的是（）A．只有1 、2对 B．只有3 、4对C．只有1 、2 、4对 D.全对答案：C7．如图所示，ef、gh为两水平放置相互平行的金属导轨,ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦．当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是（）A．如果下端是N极，两棒向外运动，如果下端是S极，两棒相向靠近B．如果下端是S极，两棒向外运动，如果下端是N极，两棒相向靠近C．不管下端是何极性，两棒均向外相互远离D．不管下端是何极性，两棒均相互靠近答案：Dv0 < E/B)8．如图49所示，一带电粒子以水平速度v0 (先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域的宽度相同且紧邻在一起，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，（其所受重力忽略不计），电场和磁场对粒子所做的功为W1；若把电场和磁场正交重叠，如图50所示，粒子仍以初速度v0穿过重叠场区，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总功为W2，比较W1和W2，则（）A．一定是W1> W2B．一定是W1＝W2C．一定是W1＜W2D．可能是W1 < W2，也可能是W1 > W2答案：A9．我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 cm的近似圆形轨道．当环中的电流为10 mA时（设电子的速度是3 ×107m/s)，则在整个环中运行的电子数目为（电子电量e=1.60×10-19 C)（）A.5×1010B.5×1011C.1×102D.1×104答案：B10．一质量为m的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成300角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨与杆的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端，则在此全过程中（）A．向上滑行的时间大于向下滑行的时间B．电阻R上产生的热量向上滑行时大于向下滑行时C ．通过电阻R 的电量向上滑行时大于向下滑行时D ．杆a 、b 受到的磁场力的冲量向上滑行时大于向下滑行时答案：B11．有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示．此金属材料重约1～2 N ，长约为30 cm ，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为ρ，密度为0ρ．因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S 0，现有如下器材可选：A ．毫米刻度尺B ．螺旋测微器C ．电流表（600 mA,1. 0Ω)D ．电流表（3 A,0. 1Ω)E ．电压表（3 V,6 k Ω)F ．滑动变阻器（2 k Ω,0. 5 A)G ．滑动变阻器（10 k Ω,2 A)H ．蓄电池（6 V,0.05Ω)I ．开关一个，带夹子的导线若千．(1)除待测金属管线外，还应选用的器材有（只填代号字母）．(2)在图中画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路．(3)实验中要测量的物理量有：，计算金属管线内部空间截面积S 0的表达式为S 0= 。

高中物理模块综合检测鲁科版选修32

模块综合检测(时间：90分钟满分：110分)一、选择题(共14小题，每小题4分，共56分，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求，全都选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。

下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理( )A ．电磁炉B ．白炽灯泡C ．磁带录音机D ．日光灯镇流器解析：选B 电磁炉是利用交变电流产生磁场，交变磁场在锅体内产生涡流，从而对食物加热；磁带录音机录音时，声音引起振动，产生感应电流，放音时，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流；日光灯镇流器是由于自感产生自感电动势。

只有B 选项中白炽灯泡没有利用电磁感应原理。

2．如图1所示，在铁芯P 上绕着两个线圈a 和b ，则( )图1A ．线圈a 输入正弦交变电流，线圈b 可输出恒定电流B ．线圈a 输入恒定电流，穿过线圈b 的磁通量一定为零C ．线圈b 输出的交变电流不对线圈a 的磁场造成影响D ．线圈a 的磁场变化时，线圈b 中一定有电场解析：选D 在同一铁芯上具有相同的ΔΦΔt ，a 中输入正弦交变电流时，ΔΦΔt按正弦规律变化，则b 中产生变化的电流，故A 错。

a 中输入恒定电流时，b 中磁通量恒定不为零，而ΔΦΔt 为零，故B 错。

线圈a 、b 中的电流都对铁芯上的ΔΦΔt产生影响，即按互感原理工作，故C 错。

a 中的磁场变化，即ΔΦΔt变化，b 中一定有电场产生，故D 正确。

3．北半球地磁场的竖直分量向下，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L 的正方形闭合导体线圈abcd ，线圈的ab 边沿南北方向，ad 边沿东西方向，如图2所示。

下列说法中正确的是( )图2A ．若使线圈向东平动，则a 点与b 点的电势相等B ．若使线圈向北平动，则a 点的电势比b 点的电势低C ．若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a →b →c →d →aD ．若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a →d →c →b →a解析：选C 线圈向东平动，ab 、cd 边切割磁感线相当于电源，由右手定则可判断b 、c 点电势比a 、d 点高，选项A 错误。

鲁科版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套

鲁科版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共6套阶段验收评估（一）电磁感应(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.如图1所示是电磁炉的工作原理示意图，炉子的内部有一个金属线圈，当变化的电流通过线圈时，会产生变化的磁场，使铁质锅底产生电磁感应，从而能起到加热食物的作用。

这种加热方式，能减少热量传递的中间环节，可大大提升制热效率，比传统炉具(电炉、气炉)节省能源一半以上，且炉面无明火，无烟、无废气，电磁火力强劲，安全可靠。

以下关于电磁炉工作原理的说法中正确的是()图1A．变化的电流通过线圈，会产生变化的磁场，这属于电磁感应现象B．电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热D．电磁炉工作过程中是将电能直接转化为食物的内能解析：选B电磁炉的工作原理是利用电流通过线圈产生磁场(这是电流的磁效应)，变化的磁场在铁质锅底会产生感应电流，所产生的涡流会使锅底产生热效应，从而起到加热食物的作用。

可以看出，在电磁炉工作过程中能量的转化为电能→磁能→电能→内能。

综上所述，选项B正确。

2.如图2所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()图2A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动解析：选C四种情况中初始位臵线框均与磁感线平行，磁通量为零，线框按A、B、D三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流。

C项中线框转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确。

(高中物理)年鲁科物理选修32第2章章末综合检测

年鲁科版物理选修3-2电子题库第2章章末综合检测(时间：90分钟，总分值：100分)一、选择题(此题共10小题，每题4分，共40分．在每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)，可以理解为( )A．感应电流的磁场总是阻碍原磁场B．感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动C．假设原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场同向；假设原磁通量减少，感应电流的磁场跟原磁场反向D．感应电流的磁场总是与原磁场反向解析：选 B.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，但阻碍不等于反向，楞次定律的另一种表述为“感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动〞．，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理以下说法正确的选项是( ) A．镇流器的作用是将交流变为直流B．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作C．日光灯正常发光时，启动器中的两个触片是别离的D．日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的解析：选BC.镇流器是一个自感系数很大的线圈，当流经线圈的电流发生变化时能产生很大的自感电动势阻碍电流的变化，在日光灯启动时，镇流器提供一个瞬时高压使其工作；在日光灯正常工作时，自感电动势方向与原电压相反，镇流器起着降压限流的作用，此时启动器的两个触片是别离的，当灯管内的汞蒸气被激发时能产生紫外线，涂在灯管内壁的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光．3.用如下列图的实验装置研究电磁感应现象．当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转．以下说法正确的选项是( )A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向右偏转B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向右偏转C．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转D．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转解析：选AC.由题图可知，原磁场方向向下，磁铁插入时，原磁通量增大，感应电流磁场向上，感应电流由正接线柱流入电流表，指针向右偏，A正确．磁铁拔出时，原磁通量减小，感应电流磁场向下，感应电流由负接线柱流入电流表，指针向左偏，B错误．C、D两项中穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针不偏转，C正确，D错误．，磁场方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图甲所示．现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，那么( )A．E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B．E1<E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向C．E1<E2，I1沿顺时针方向，I2沿逆时针方向D．E2>E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向解析：选B.设a 点纵坐标为B 0，0～4 s 时，直线斜率表示感应电动势的大小E 1＝B 04，磁通量是正向增大，由楞次定律知，感应电流I 1是逆时针方向；7～8 s 和8～9 s 时，直线斜率是相同的，故E 2＝E 3＝B 01＝4E 1，7～8 s 磁通量是正向减小的，由楞次定律知，感应电流I 2的方向是顺时针方向，8～9 s ，磁通量是反向增大的，I 3是顺时针方向，应选项B 正确．5.一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B .直升机螺旋桨叶片的长度为L ，螺旋桨转动的频率为f ，逆着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如果忽略a 到转轴中心线的距离，用E 表示每个叶片中的感应电动势，如下列图，那么( )A ．E ＝πfL 2B ，且a 点电势低于b 点电势B ．E ＝2πfL 2B ，且a 点电势低于b 点电势C ．E ＝πfL 2B ，且a 点电势高于b 点电势D ．E ＝2πfL 2B ，且a 点电势高于b 点电势解析：选C.螺旋桨角速度ω＝2πf .每个叶片产生的电动势E ＝12BL 2ω＝πfL 2B ，由右手定那么可知，a 点电势高于b 点电势，C 正确，A 、B 、D 错误．，在两根平行长直导线中，通入方向相同、大小相等的恒定电流．一个小线框在两导线平面内，从靠近右边的导线内侧沿着与两导线垂直的方向匀速向左移动，直至到达左边导线的内侧．在这移动过程中，线框中的感应电流方向( )A ．沿abcda 不变B ．沿dcbad 不变C ．由abcda 变为dcbadD ．由dcbad 变为abcda解析：选B.小线框到达中点前，通过线框向外的磁通量减少，通过中点后，通过线框向里的磁通量增加，根据楞次定律，整个过程感应电流产生的磁场方向均向外，电流方向为沿dcbad 不变．A 、B 置于同一水平面上，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导体环，当A 以如下列图的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如下列图方向的感应电流，以下情况中可能的是( )A ．A 带正电且转速减小B ．A 带正电且转速增大C ．A 带负电且转速减小D ．A 带负电且转速增大解析：选BC.B 中感应电流的磁场方向垂直纸面向外，假设A 带正电，A 中电流磁场向里，应增强，所以A 加速；假设A 带负电，A 中电流磁场向外，应减弱，所以A 减速，故B 、C 正确．，三个相同的灯泡a 、b 、c 和电感L 1、L 2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．开关S 从闭合状态突然断开时，以下判断正确的有( )A ．a 先变亮，然后逐渐变暗B ．b 先变亮，然后逐渐变暗C ．c 先变亮，然后逐渐变暗D ．a 、b 、c 都逐渐变暗解析：选断开之前，a 、b 、c 三者并联，电流相同，S 断开的瞬间，通过b 、c 电流流向不变，在原有根底上逐渐衰减，所以b 、c 灯逐渐变暗，但通过a 灯的电流是两个支路电流之和，所以a 灯先变亮再逐渐变暗，故A 正确．9.如下列图，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O 以角速度ω匀速运动．设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么以下列图象中能正确描述线框从如下列图位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是( )解析：选A.由图示位置转过90°过程中，无电流．进入磁场过程转过90°，电动势E ＝12Bl 2ω，电流方向为逆时针．线框进入磁场后再转过90°，无电流．出磁场过程的90°内，电动势E ＝12Bl 2ω，电流方向为顺时针，所以A 正确． 10.如图甲所示，MN 左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场．现将一边长为l 、质量为m 、电阻为R 的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场垂直，且bc 边与磁场边界MN 重合．当t ＝0时，对线框施加一水平拉力F ，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t ＝t 0时，线框的ad 边与磁场边界MN 重合．图乙为拉力F 随时间变化的图线．由以上条件可知，磁场的磁感应强度B 的大小为( )A ．B ＝1l mR t 0 B ．B ＝1l 2mR t 0 C ．B ＝1l mR 2t 0D ．B ＝2l mR t 0 解析：选B.t ＝0时，v ＝0，有a ＝F 0m ，到t 0时刻速度是v ，有v ＝at 0＝F 0t 0m ，ad 产生的感应电动势大小E ＝Blv ＝BlF 0t 0m ，感应电流大小I ＝E R ＝BlF 0t 0mR，电流方向由d 到a ，ad 受安培力大小F 安＝IlB ＝B 2l 2F 0t 0mR ，方向水平向左，那么a ＝3F 0－F 安m ，解得B ＝1l2mR t 0.二、填空题(此题共2小题，每题6分，共12分．按题目要求作答)11.如下列图，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l ＝0.4 m 的金属棒ab ，其电阻r ＝0.1 Ω，框架左端的电阻R ＝0.4 Ω.垂直框面的匀强磁场的磁感应强度B ＝0.1 T ．当用外力使棒ab 以速度v ＝5 m/s 右移时，ab 棒中产生的感应电动势E ＝______，通过ab 棒的电流I ＝______，ab 两端的电势差U ab ＝________，在电阻R 上消耗的功率P R ＝______，在ab 棒上消耗的发热功率P r ＝______，切割磁感线运动中产生的电功率P ＝______．解析：由法拉第电磁感应定律，有E ＝Blv ××5 V ＝0.2 V.由闭合电路欧姆定律，有I ＝ER ＋r ＝错误! A ＝0.4 A.由U ＝E －Ir ，有U ab ＝(0.2－0.4×0.1) V ＝0.16 V.由P ＝IU ，有P R ×0.16 W ＝0.064 W.由P r ＝I 2r ，得P r 2×0.1 W ＝0.016 W.由P ＝IE ，得P ＝0.4×0.2 W ＝0.08 W.答案：0.2 V0.4 A0.16 V0.064 W0.016 W0．08 W12.为了演示接通电源和断开电源的瞬间的电磁感应现象，设计了如下列图的电路图，让L 的直流电阻和R 相等，开关接通的瞬间，A 灯的亮度________(填“大于〞“等于〞或“小于〞)B 灯的亮度；通电一段时间后，A 灯的亮度________(填“大于〞“等于〞或“小于〞)B 灯的亮度；断开开关的瞬间，A 灯________(填“立即〞或“逐渐〞)熄灭，B 灯________(填“立即〞或“逐渐〞)熄灭，假设满足R 灯>R L ，那么断开瞬间，A 灯会________(“闪亮〞或“不闪亮〞)，流过A 的电流方向________(“向左〞或“向右〞)．解析：开关接通的瞬间，和A 灯并联的电感电流为零，A 灯的电流为R 和B 灯之和，所以A 灯的亮度大于B 灯亮度．通电一段时间后电流稳定了，L 无自感现象，电阻和R 一样，通过两灯的电流相等，所以两灯一样亮．断电的瞬间，A 灯和产生自感现象的L 组成回路，随着电路电流的减小逐渐熄灭．而B 灯没有电流而立即熄灭，假设R 灯>R L 稳定时I 灯<I L .故断开瞬间A 灯会闪亮，且电流向右流．答案：大于等于逐渐立即闪亮向右三、计算题(此题共4小题，共48分．解答时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)如下列图，水平面上有两根相距0.5 m 的足够长的平行金属导轨MN 和PQ ，它们的电阻可忽略不计，在M 和P 之间接有阻值为R 的定值电阻．导体棒ab 长l ＝0.5 m ，其电阻为r ，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.4 T ，现使ab 以v ＝10 m/s 的速度向右做匀速运动．(1)ab 中的感应电动势多大？(2)ab 中的电流的方向如何？(3)假设定值电阻R ＝3.0 Ω，导体棒的电阻r ＝1.0 Ω，那么电路中的电流多大？解析：(1)由题意知导体棒ab 垂直切割磁感线，由E ＝Blv 知ab 中的电动势大小为E ＝Blv ＝2.0 V ．(4分)(2)由右手定那么知：ab 中电流方向为b →a .(2分)(3)由闭合电路欧姆定律知I ＝E r ＋R ＝0.5 A ．(4分)答案：(1)2.0 V (2)b →a (3)0.5 A14.(10分)如图甲所示，n ＝150匝的圆形线圈M ，其电阻为R /2，它的两端点a 、b 与定值电阻R 相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示．(1)判断a 、b 两点的电势上下；(2)求a 、b 两点的电势差．解析：(1)由Φ－t 图知，穿过M 的磁通量均匀增加，根据楞次定律可知a 点电势比b 点高．(3分)(2)由法拉第电磁感应定律知E ＝n ΔΦΔt＝150×0.2 V ＝30 V ．(3分) 由闭合电路欧姆定律知：I ＝ER ＋r ＝ER ＋R 2＝2E 3R(2分) U ab ＝IR ＝2E 3＝20 V ．(2分) 答案：(1)a 点高 (2)20 V15.(14分)如下列图，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m ，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R 的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2 kg ，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.求：(1)金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度到达稳定时，电阻R 消耗的功率为8 W ，求该速度的大小．(g ＝10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°)解析：(1)金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律：mg sin θ－μmg cos θ＝ma ① (3分)由①式解得a ＝10×(0.6－0.25×0.8) m/s 2＝4 m/s 2.② (2分)(2)设金属棒运动到达稳定时，速度为v ，所受安培力为F ，棒在沿导轨方向受力平衡 mg sin θ－μmg cos θ－F ＝0③ (3分)此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R 消耗的电功率：Fv ＝P ④ (3分) 由③、④两式解得v ＝P F ＝8×10×〕m/s ＝10 m/s.(3分) 答案：(1)4 m/s 2(2)10 m/s16.(14分)两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如下列图放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R .整个装置处于磁感应强度大小为B ，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab 杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以某一速度向下做匀速运动．设运动过程中金属细杆ab 、cd 与导轨接触良好，重力加速度为g .求(1)ab 杆匀速运动的速度v 1；(2)ab 杆所受拉力F ；(3)ab 杆以v 1匀速运动时，cd 杆以v 2(v 2)匀速运动，那么在cd 杆向下运动h 过程中，整个回路中产生的焦耳热为多少？解析：(1)ab 杆向右运动时，ab 杆中产生的感应电动势为E ＝BLv 1(2分)cd 杆受到的安培力方向水平向右(1分) 安培力大小为F 安＝BIL ＝BL BLv 12R ＝B 2L 2v 12R① (2分) cd 杆向下匀速运动，有mg ＝μF 安② (2分)解①、②两式，ab 杆匀速运动的速度为v 1＝2Rmg μB 2L 2.③ (1分) (2)ab 杆所受拉力F ＝F 安＋μmg ＝B 2L 2v 12R ＋μmg ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋μ2μmg (2分) (3)设cd 杆以v 2速度向下运动h 过程中，ab 杆匀速运动了s 距离，s v 1＝h v 2＝t ，所以s ＝hv 1v 2(2分) 整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功 Q ＝F 安s ＝B 2L 2v 1s 2R ＝B 2L 2v 12R ·hv 1v 2＝2〔mg 〕2hR μ2v 2B 2L 2.(2分)2Rmg μB2L2(2)⎝⎛⎭⎪⎫1＋μ2μmg(3)2〔mg〕2hRμ2v2B2L2答案：(1)。

鲁科版物理选修3-2模块综合检测

(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分．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.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向内，一个矩形闭合导线框abcd ，沿纸面方向由左侧位置运动到右侧位置，则( )A ．导线框进入磁场时，感应电流方向为abcdaB ．导线框离开磁场时，感应电流方向为abcdaC ．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向右D ．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向左解析：选AD.根据右手定则cd 边切割磁感线时，感应电流方向为abcda .ab 边切割时，感应电流方向为adcba .根据安培定则可知，cd 边进入磁场和ab 边出磁场所受安培力均向左．故A 、D 正确．2.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函数关系，如图所示．此线圈与一个R ＝9 Ω的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻r ＝1 Ω，下列说法正确的是( )A ．交变电流的周期为0.2 sB ．交变电流的频率为2.5 HzC ．发电机工作电流为2 AD ．发电机输出的电功率为18 W解析：选BD.交变电流的周期是0.4 s ，频率为2.5 Hz ，A 错误，B 正确．感应电动势的有效值是10 2 V ，工作电流I ＝E R ＋r ＝1029＋1 A ＝ 2 A ，输出功率P ＝I 2R ＝(2)2×9 W ＝18 W ，C 错误、D 正确．3.如图所示，A 和B 是电阻为R 的电灯，L 是自感系数较大的线圈，当S 1闭合、S 2断开且电路稳定时，A 、B 亮度相同，再闭合S 2，待电路稳定后将S 1断开，下列说法中，正确的是( )A ．B 灯并不立即熄灭B ．A 灯将比原来更亮一些后再熄灭C ．有电流通过B 灯，方向为c →dD ．有电流通过A 灯，方向为b →a解析：选D.待电路稳定后将S 1断开，自感系数较大的线圈L 产生自感电动势，与电灯A 构成闭合电路，有电流通过A 灯，方向为b →a ，S 2闭合将B 灯和电阻R 短路，B 灯立即熄灭．故只有D 正确．4.如图所示在口字形闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合回路．a 、b 、c 为三个闭合金属环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，在滑动变阻器的滑片左右滑动时，能够产生感应电流的圆环是( )A ．a 、b 两环B ．b 、c 两环C ．a 、c 两环D ．a 、b 、c 三环解析：选A.滑动变阻器的滑片左右滑动时，线圈中的电流发生变化，使得穿过a 、b 两环的磁通量发生变化，所以a 、b 两环中产生感应电流．而穿过c 环的磁通量始终为零，所以c 环中没有感应电流．5.图甲所示电路中，A 1、A 2、A 3为相同的电流表，C 为电容器，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，线圈L 的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t 1～t 2时间内( )A ．电流表A 1的示数比A 2的小B ．电流表A 2的示数比A 3的小C ．电流表A 1和A 2的示数相同D ．电流表的示数都不为零解析：选C.理想变压器原、副线圈的磁场变化情况相同，由题图乙知副线圈的磁场均匀变化，据法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔBΔt ·S 知副线圈中产生恒定电流，线圈对直流电无阻碍作用，直流电不能通过电容器，所以电流表A 1、A 2的示数相同，A 3的示数为0，C选项符合题意．6.如图所示电路中，电源电动势为E ，内阻为r ，R t 为负温度系数热敏电阻，R G 为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L 正常发光，由于环境条件改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是( )A ．温度不变，光照增强B ．温度升高，光照不变C ．温度不变，光照减弱D ．温度升高，光照减弱解析：选A.温度不变，R t 不变，光照增强，R G 减小，电路中总电流变大，内电压与R t 两端电压变大，L 两端电压变小，L 变暗，A 正确，C 错误．温度升高，R t 减小，若光照不变，R G 不变，电路总电流增大，L 中电流增大，L 变亮；若光照变弱，R G 变大，L 也变亮．只有A 正确．7.调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，AB 间加上正弦交流电压U ，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q ，则( )A ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的读数变大B ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的读数变小C ．保持Q 的位置不动，将P 沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小解析：选B.P 位置不动，副线圈输出电压不变，Q 向下移动，R 阻值变大，电流表读数变小，A 错误，B 正确．Q 位置不动，P 沿顺时针方向移动，副线圈匝数变小，输出电压变小，电流表读数变小，C 错误．Q 位置不动，P 逆时针方向移动，副线圈匝数变大，输出电压变大，电流表读数变大，D 错误．8.如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h ，磁感应强度为B .有一宽度为b (b <h )、长度为L 、电阻为R 、质量为m 的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘由静止起竖直下落，当线圈的PQ 边到达磁场下边缘时，线圈恰好开始做匀速运动．设线圈进入磁场过程中产生的热量为Q 1，通过导体截面的电荷量为q 1；线圈离开磁场过程中产生的热量为Q 2，通过导体截面的电荷量为q 2，则( )A ．Q 1＝Q 2B ．Q 1<Q 2C ．q 1<q 2D ．q 1>q 2解析：选B.进入磁场过程安培力大小为F ，Q 1＝FL .由于线框在磁场中加速运动，所以出磁场的速度大于进磁场时的速度，因此出磁场时安培力大于F ，所以出磁场克服安培力做功大于FL ，A 错误，B 正确．由于通过导体横截面的电荷量q ＝ΔΦR ，而进磁场和出磁场ΔΦ相同，所以q 1＝q 2，C 、D 错误．9.有一铜块，重力为G ，密度为D ，电阻率为ρ0把它拉制成截面半径为r 的导线，再用它做成一半径为R 的圆形回路(R ≫r )．现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度B 的大小均匀变化．则( ) A ．感应电流大小与导线粗细成正比 B ．感应电流大小与回路半径R 成正比C ．感应电流大小与回路半径R 的平方成正比D ．感应电流大小与R 、r 都无关解析：选D.设铜块体积为V ，则V ＝m D ＝GgD且V ＝LS ＝2πR ·πr 2＝2π2r 2R ，即GgD ＝2π2r 2R ①又：I ＝ER 阻②R 阻＝ρ0·LS ＝ρ0·2πR πr 2＝2ρ0R r 2，即R 阻＝2ρ0Rr2③E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt ·S ＝ΔB Δt ·πR 2即E ＝ΔB ΔtπR 2④联立②③④可得：I ＝ΔB Δt ·πRr 22ρ0由①得：r 2R ＝G 2gD π2，即r 2R 为定值，所以I 值与r 、R 均无关，选D.10.如图所示，两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，金属杆ab 可沿导轨滑动，原先S 断开，让ab 杆由静止下滑，一段时间后闭合S ，则从S 闭合开始计时，ab 杆的运动速度v 随时间t 的关系图可能是下图中的哪一个( )解析：选ACD.开关闭合时ab 速度是v ，此时受安培力F A ＝B 2l 2vR ，若F A ＝mg ，则ab 匀速下滑，若F A >mg ，ab 先减速，F A 减小，而a ＝F A －mgm ，所以a 减小，当F A ＝mg 后，又匀速下落．若F A <mg ，a ＝mg －F Am ，速度先增大，a 减小，当F A ＝mg 后又匀速下滑，所以A 、C 、D 正确，B 错误．二、填空题(本题共2小题，11题4分，12题6分，共10分．按题目要求作答)11.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝4∶1，原线圈输入电压U 1＝1410sin100πt V ，副线圈通过电阻r ＝1 Ω的输电线对用户供电，则用户处最多接________盏“220 V ，40 W ”电灯可保证正常发光．解析：由题意知原线圈的输入电压为U 1＝U m 2＝14102 V ≈1000 V .根据原、副线圈的匝数比得，副线圈的电压为 U 2＝n 2n 1U 1＝14×1000 V ＝250 V .用电器正常工作电压U 用＝220 V ，则线路损失电压为 ΔU ＝U 2－U 用＝250 V －220 V ＝30 V 输电线上的电流为I ＝ΔU r ＝301A ＝30 A每只灯泡的正常工作电流为I 额＝P 额U 额＝40220 A ＝211 A用户最多可接电灯的盏数为n ＝I I 额＝30211A ＝165盏．答案：16512.如图是一种风速仪示意图，试回答下列问题： (1)有水平风吹来时磁体如何转动？(自上往下看)________________________________________________________________________.(2)电流计示数变大，其风速就变________________________________________________．解析：杯内部是有效接受风力处．转速越大，磁通量变化越快，感应电流越大．答案：(1)逆时针 (2)大三、计算题(本题共4小题，共50分．解答时要有必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写最后答案不得分，有数值计算的，答案中必须写出数值和单位) 13.(10分)如图甲所示，一个电阻值为R 、匝数为n 的圆形金属线圈与阻值均为2R 的电阻R 1、R 2连接成闭合回路，线圈的半径为r 1，在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0，导线的电阻不计，求0～t 1时间内： (1)通过电阻R 1上的电流的大小和方向；(2)通过电阻R 1上的电量q 及电阻R 1上产生的热量．解析：(1)E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt＝n πr 22B 0t 0(2分) 总电流I ＝E R ＋R 12＝E 2R ，I 1＝I 2＝n πr 22B 04Rt 0(2分)流经R 1的电流方向由a 到b .(2分) (2)流经R 1的电量q ＝I 1·t 1＝n πr 22B 0t 14Rt 0(2分)发热Q ＝I 21R 1t 1＝n2π2r 42B 20t 18Rt 20.(2分)答案：(1)n πr 22B 04Rt 0由a 到b(2)n πr 22B 0t 14Rt 0 n 2π2r 42B 20t 18Rt 2014.(12分)如图所示，一水平放置的平行导体框架宽度L ＝0.50 m ，接有电阻R ＝0.20 Ω，磁感应强度B ＝0.40 T 的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，仅有一导体棒ab 跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体棒ab 电阻不计，当ab 以v ＝4.0 m/s 的速度向右匀速滑动时．试求：(1)导体棒ab 上的感应电动势的大小及感应电流的方向．(2)要维持ab 向右匀速运动，作用在ab 上的水平拉力为多大？ (3)电阻R 上产生的焦耳热功率为多大？解析：(1)导体棒ab 垂直切割磁感线，产生的电动势大小： E ＝BL v ＝0.40×0.50×4.0 V ＝0.80 V(2分) 电流方向由b 到a .(2分)(2)导体棒ab 相当于电源，由闭合电路欧姆定律得回路电流I ＝E R ＝0.800.20 A ＝4.0 A(2分)导体棒ab 所受的安培力F ＝BIL ＝0.40×4.0×0.50 N ＝0.80 N(2分) 由于ab 匀速运动，所以水平拉力 F ′＝F ＝0.80 N ．(2分) (3)R 上的焦耳热功率：P ＝I 2R ＝4.02×0.20 W ＝3.2 W ．(2分) 答案：(1)0.80 V 电流方向由b 到a (2)0.80 N (3)3.2 W15.(14分)一个正方形线圈匝数为n ，边长为L ，处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，线圈从中性面开始计时，线框做角速度为ω的匀速圆周运动，转轴为OO ′，如图所示．如果输出的电压为220 V ，输出的电功率为44 kW ，输电线的总电阻为0.2 Ω，如果用原副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后，再用原副线圈匝数之比为10∶1的降压变压器降压，供给用户使用． (1)画出全过程输电线路的电路图． (2)求用户得到的电压和电功率．(3)若不经过变压而经导线直接送到用户，求用户得到的电压和电功率．解析：(1)电路如图：(2分)(2)在升压变压器处U 1/U 2＝1∶10 U 2＝10U 1＝220×10 V ＝2200 V(1分) I 2＝P 2/U 2＝44000/2200 A ＝20 A(1分) 由U 3/U 4＝10∶1线路损失电压ΔU ＝I 2RU 3＝U 2－ΔU ＝(2200－4) V ＝2196 V(2分) 得：U 4＝U 310＝219610V ＝219.6 V(1分)线路损失功率ΔP ＝I 22R ＝202×0.2 W ＝80 W(1分) P 4＝P －ΔP ＝(44000－80) W ＝43920 W ．(1分)(3)经导线输送的电流为I ＝P /U ＝44000220 A ＝200 A(1分)导线损失电压ΔU ＝IR ＝200×0.2 V ＝40 V(1分) 用户电压U 4＝(220－40) V ＝180 V(1分)导线损失功率ΔP ＝I 2R ＝2002×0.2 W ＝8000 W(1分) 用户得到功率P 4＝(44000－8000) W ＝36000 W ．(1分) 答案：(1)见解析 (2)219.6 V 43920 W (3)180 V 36000 W16.(14分)如图所示，匝数为100匝、面积为0.01 m 2的线圈，处于磁感应强度B 1为1π T 的匀强磁场中．当线圈绕O 1O 2以转速n 为300 r/min 匀速转动时，电压表、电流表的读数分别为7 V 、1 A ．电动机的内阻r 为1 Ω，牵引一根原来静止的、长L 为1 m 、质量m 为0.2 kg 的导体棒MN 沿轨道上升．导体棒的电阻R 为1 Ω，架在倾角为30°的框架上，它们处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B 2为1 T 的匀强磁场中．当导体棒沿轨道上滑x ＝1.6 m 时获得稳定的速度，这一过程中导体棒上产生的热量为 4 J ．不计框架电阻及一切摩擦，g 取10 m/s 2.求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式； (2)导体棒MN 的稳定速度；(3)导体棒MN 从静止至达到稳定速度所用的时间．解析：(1)线圈转动过程中电动势的最大值为E m ＝NB 1S ω＝NB 1S ·2πn ＝100×1π×0.01×2π×5 V ＝10 V (1分)则从线圈处于中性面开始计时的电动势瞬时表达式为 e ＝E m sin ωt ＝10sin10πt V ．(2分)(2)棒达到稳定速度时，电动机的电流I ＝1 A 电动机的输出功率P 出＝IU －I 2r (1分) 又P 出＝F ·v (1分)而棒产生的感应电流I ′＝E R ＝B 2l vR (1分)稳定时棒处于平衡状态，故有：F ＝mg sin θ＋B 2I ′l (2分)由以上各式代入数值，解得棒的稳定速度 v ＝2 m/s.(2分)(3)由能量守恒定律得P 出t ＝mgh ＋12m v 2＋Q (2分)其中h ＝x sin θ＝1.6sin30° m ＝0.80 m 解得t ＝1.0 s ．(2分)答案：(1)e ＝10sin10πt V (2)2 m/s (3)1.0 s。

高中物理鲁科版选修32：章末综合测评第1章

高中物理鲁科版选修32：章末综合测评第1章(时间：60分钟分值：100分)一、选择题(此题共10小题，每题6分，共60分．在每题给出的四个选项中，第1～6题只要一项契合标题要求，第7～10题有多项契合标题要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．关于感应电流，以下说法中正确的选项是()A．只需闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流发生B．穿过螺线管的磁通量发作变化时，螺线管外部就一定有感应电流发生C．穿过闭合电路的磁感线条数不变，但全部反向，在这个变化的瞬间有感应电流D．闭合电路中的导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流C[对闭合电路而言，只要磁通量发作变化，闭合电路中才有感应电流．有磁通量，但不变化，不发生感应电流，故A项错误；B项中螺线管必需在闭合回路中，否那么也没有感应电流，故B项错误；当磁场反向后，磁通量发作了变化，闭合电路中有感应电流，故C项正确；D项中闭合电路的导体虽然做切割磁感线运动，但假定磁通量不变化也不会发生感应电流，故D项错误．]2．如图1所示是冶炼金属的高频感应炉的表示图，冶炼炉内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化．这种冶炼方法速度快、温度容易控制，并能防止有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是()图1A．应用线圈中电流发生的焦耳热B．应用红外线C．应用交变电流的交变磁场在炉内金属中发生的涡流D．应用交变电流的交变磁场所激起的电磁波C[把冶炼的金属放在冶炼炉中，冶炼炉外面绕着线圈，给线圈通入高频交流电，冶炼炉内待冶炼的金属在快速变化的磁场中被感应出很强的涡流，从而发生少量的热量使金属熔化．这种冶炼方法速度快，温度容易控制，还可以在真空条件下停止，防止金属的氧化，保证金属的纯度，特别适宜于特种合金和特种钢的冶炼．]3.在一空间内有方向相反，磁感应强度大小均为B 的匀强磁场，如图2所示，垂直纸面向外的磁场散布在一半径为a 的圆形区域内，垂直纸面向内的磁场散布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半径为b (b ＞2a )的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为a 的圆形区域是同心圆．从某时辰起磁感应强度末尾减小到B 2，那么此进程中该线圈磁通量的变化量的大小为( )【导学号：11452021】图2A.12πB (b 2－a 2)B ．πB (b 2－2a 2)C ．πB (b 2－a 2) D.12πB (b 2－2a 2)D [由题意知，匀强磁场的磁感应强度B 垂直于线圈平面，经过该线圈的磁通量为垂直穿入的磁通量与垂直穿出的磁通量之差．由Φ＝BS 可知，穿入的磁通量为B π(b 2－a 2)，穿出的磁通量为B πa 2，因此穿过该线圈的磁通量为B π(b 2－2a 2)．由于磁感应强度减小到B 2，所以该线圈磁通量的变化量的大小为12B π(b 2－2a 2)，选项D 正确，]4.如图3所示，矩形线框abcd 的ad 和bc 的中点M 、N 之间衔接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，以下说法正确的选项是( )图3A ．MN 间无感应电动势B ．MN 不发生电动势，所以MN 间无电势差C ．MN 间有电势差，所以电压表有读数D ．由于无电流经过电压表，所以电压表无读数D [M N 切割磁感线，所以M N 发生感应电动势，M N 间有电势差，选项A 、B 错误；穿过线框的磁通量不变化，所以无感应电流，因此电压表无读数，选项C 错误，选项D 正确．]5．为了应用陆地资源，陆地任务者有时依据水流切割地磁场所发生的感应电动势来测量海水的流速．假定陆地某处地磁场竖直重量B ＝0.5×10－4T ，水流是南北流向，如图4所示，将两电极竖直拔出此处海水中，且坚持两电极的连线垂直水流方向．假定两电极相距L＝20 m，与两电极相连的灵敏电压表读数U＝0.2 mV，那么海水的流速大小为()【导学号：11452020】图4A．10 m/s B．0.2 m/sC．5 m/s D．2 m/sB[将活动的海水看成是运动的导体，可以应用法拉第电磁感应定律求解．＝0.2 m/s.应选B.]由E＝BL v知，v＝EBL6.如图5所示，在润滑绝缘水平面上，有一铝球以一定的初速度经过有界匀强磁场，那么从球末尾进入磁场到完全穿出磁场进程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球()图5A．整个进程都做匀速运动B．进入磁场进程中做减速运动，穿出进程中做减速运动C．整个进程都做匀减速运动D．穿出时的速度一定小于初速度D[小球的运动主要研讨三个阶段：一是小球进入磁场的进程，由于穿过小球的磁通量添加，在球内垂直磁场的平面上发生涡流，有电能发生，而小球在水平方向上又不受其他外力，所以发生的电能只能由球的机械能转化而来，由能量转化和守恒可知，其速度减小；二是铝球完全进入磁场后，磁通量坚持不变，铝球做匀速运动；三是小球穿出磁场的进程，同理可得，其速度进一步减小，应选项D 正确．]7．穿过固定不动的线框的磁通量随时间变化的规律如图6所示，以下说法正确的选项是()图6A．第2 s末到第4 s末这段时间内，感应电动势最大B．第1 s内和第2 s内，感应电动势一样大C．最后1 s内感应电动势比最后2 s内感应电动势大D．第1 s末感应电动势的大小等于1 VBCD [第2 s 末到第4 s 末这段时间内，磁通量不变，感应电动势为零．图线的斜率表示磁通质变化率的大小，由E ＝ΔΦΔt 可知，第1 s 内和第2 s 内的斜率相反，感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝22V ＝1 V ；在最后1 s 内的斜率是最后2 s 内的2倍，且方向相反，故最后1 s 内感应电动势最大，故B 、C 、D 正确．]8.如图7所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路，电阻为R .虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 一直与MN 垂直．从D 点抵达边界末尾到C 点进入磁场为止，以下结论正确的选项是( )【导学号：11452021】图7A ．感应电流大小不变B ．感应电动势最大值E ＝Ba vC ．感应电动势平均值E ＝12πBa vD ．经过导线横截面的电荷量为πa 2B 2RBD [在闭合电路进入磁场的进程中，经过闭合电路的磁通量逐渐增大．当半圆闭合回路有一半进入磁场时，等效长度最大为a ，这时感应电动势最大为E ＝Ba v ，B 正确．感应电动势变化，那么感应电流变化，A 错误．感应电动势平均值E ＝ΔΦΔt ＝B ·12πa22a v＝14πBa v ，C 错误．在该进程中经过导线横截面的电荷量q ＝I t ＝E R t ＝ΔΦΔt R ·t ＝ΔФΔR ＝πa 2B 2R ，D 正确．]9.如图8所示，由某种粗细平均的总电阻为3R 的金属条制成的矩形线框abcd ，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B 中．一接入电路电阻为R 的导体棒PQ ，在水平拉力作用下沿ab 、dc 以速度v 匀速滑动，滑动进程PQ 一直与ab 垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在PQ 从接近ad 处向bc 滑动的进程中( )图8A ．PQ 中电流先增大后减小B ．PQ 两端电压先减小后增大C ．PQ 上拉力的功率先减小后增大D ．线框消耗的电功率先增大后减小CD [导体棒发生的电动势为E ＝BL v ，其等效电路如下图，总电阻为R 总＝R ＋R 1R 2R 1＋R 2＝R ＋R 1(3R －R 1)3R ，在PQ 从接近ad 处向bc 滑动的进程中，总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，所以A 项错误；PQ 两端电压为路端电压，U ＝E －IR ，那么先增大后减小，所以B 项错误；拉力的功率等于克制安培力做功的功率，有P 安＝IE ，先减小后增大，所以C 项正确；当导体棒滑动到线框中间位置时，外电路电阻最大，为34R ，因此导体棒的电阻一直大于外电路电阻，在导体棒从接近ad 处向右运动的进程中，外电路电阻先增大后减小，依据闭合电路的输入功率与外电路电阻的关系可知，线框消耗的电功率先增大后减小，所以D 项正确．]10.如图9所示，平均金属圆环总电阻为2R ，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过圆环．金属杆OM 长为l ，电阻为R 2，M 端与环严密接触，金属杆OM 绕过圆心的转轴O 以恒定的角速度ω转动，当电阻为R 的一段导线一端和环衔接，另一端与金属杆的转轴O 相衔接时，以下结论中正确的选项是( )【导学号：11452022】图9A ．经过导线R 的电流的最大值为Bl 2ω3RB ．经过导线R 的电流的最小值为Bl 2ω4RC ．OM 中发生的感应电动势恒为Bl 2ω2D ．导线中经过的电流恒为Bl 2ω2RABC [由金属杆OM 以恒定角速度ω转动，由E ＝Bl v 得E ＝12Bl 2ω且恒定，所以选项C 正确；当金属杆OM 转至圆环最下端时，回路电阻为R 2＋R ＝32R 且为最小，此时经过R 的电流有最大值I max ＝E 32R＝Bl 2ω3R ，所以选项A 正确；当金属杆转至圆环最上端时，回路电阻为R 2＋R 2＋R ＝2R 且为最大，此时经过R 的电流有最小值I min ＝E 2R ＝Bl 2ω4R ，所以选项B 正确，选项D 错误．]二、非选择题(此题共3个小题，共40分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(12分)如图10所示，用平均导线做成正方形单匝线圈，边长为0.3 m ，线框有2/3局部(即ab 连线左侧)处于垂直纸面向里的匀强磁场中，此时B ＝3 T.图10(1)当磁场以10 T/s 的变化率削弱时，U ab 为多大？(2)当线圈以0.5 m/s 的水平速度向右刚要分开磁场时，U cd 为多大？【解析】 (1)E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝0.6 V ，U ab ＝Ir ＝512E ＝0.25 V .(2)E ′＝Bl v ＝3×0.3×0.5 V ＝0.45 V ，U cd ＝34E ′≈0.34 V .【答案】 (1)0.25 V (2)0.34 V12．(12分)如图11所示，有一半径为R 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B ，一条足够长的直导线以速度v 进入磁场，那么从直导线进入磁场至分开磁场区域的进程中，求：图11(1)感应电动势的最大值为多少？(2)在这一进程中感应电动势随时间变化的规律如何？(3)从末尾运动至经过圆心的进程中导线中的平均感应电动势为多少？【导学号：11452023】【解析】 (1)由E ＝Bl v 可知，当导体切割磁感线的有效长度l 最大时，E 最大，又l 最大为2R ，所以感应电动势的最大值E ＝2BR v .(2)关于E 随t 变化的规律应求的是瞬时感应电动势，由几何关系可求出导体切割磁感线的有效长度l 随时间t 变化的状况为l ＝2R 2－(R －v t )2所以E ＝2B v 2R v t －v 2t 2.(3)从末尾运动至经过圆心的进程中导线的平均感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝12πBR 2R /v ＝12πBR v .【答案】 (1)2BR v (2)2B v 2R v t －v 2t 2(3)12πBR v13．(16分)电磁弹是我国最新的严重科研项目，原理可用下述模型说明．如图12甲所示，虚线MN 右侧存在竖直向上的匀强磁场，一边长为L 的正方形单匝金属线框abcd 放在润滑水平面上，线框电阻为R ，质量为m ，ab 边在磁场外侧紧靠MN 虚线边界处．t ＝0时起磁感应强度B 随时间t 的变化规律是B ＝B 0＋kt (k 为大于零的常量)，空气阻力疏忽不计．图12(1)求t ＝0时辰，线框中感应电流的功率P ；(2)求线框cd 边穿出磁场时经过线框某一横截面的电荷量q ；(3)假定用相反的金属线绕制相反大小的n 匝线框，如图12乙所示，在线框上加一质量为M 的负载物，证明：载物线框匝数越多，t ＝0时线框减速度越大．【解析】 (1)t ＝0时辰线框中的感应电动势E 0＝kL 2功率P ＝E 20R解得P ＝k 2L 4R .(2)穿出磁场进程线框中的平均电动势E －＝ΔΦΔt线框中的平均电流I －＝E －R经过的电荷量q ＝I －Δt ，解得q ＝B 0L 2R .(3)证明：n 匝线框在t ＝0时辰发生的感应电动势E ＝nE 0线框的总电阻R 总＝nR线框中的电流I ＝ER 总t ＝0时辰线框遭到的安培力F ＝nB 0IL设线框的减速度为a ，依据牛顿第二定律有F ＝(nm ＋M )a解得a ＝kB 0L 3⎝ ⎛⎭⎪⎫M n ＋m R，可知匝数n 越大，减速度a 越大．【答案】 (1)k 2L 4R (2)B 0L 2R (3)见地析。

高中物理鲁科版选修32 模块综合检测(2份)模块检测A

模块检测A(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得5分，选错或不答的得0分) 1．关于传感器，下列说法正确的是()A．传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量B．金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器C．干簧管是能够感知电场的传感器D．半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而增大答案 A解析A项叙述符合传感器的定义，A正确；B项叙述说反了，B错误；干簧管是把磁场的强弱转化为电路的通断的传感器，C错；D项叙述也说反了，D错误．2．如图1所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图乙．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图甲，那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是()图1A．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针B．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针C．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针D．在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针答案 B3．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图2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 a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是( )图2A ．U a ＜U b ＜U c ＜U dB ．U a ＜U b ＜U d ＜U cC ．U a ＝U b ＜U c ＝U dD ．U b ＜U a ＜U d ＜U c答案 B解析线框进入磁场后切割磁感线，a 、b 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4r ，b 、c 、d 线框的电阻分别为6r 、8r 、6r 则有：U a ＝BL v ·3r 4r ＝3BL v 4，U b ＝BL v ·5r 6r ＝5BL v 6，U c ＝B 2L v ·6r 8r ＝3BL v 2，U d ＝B 2L v ·4r 6r＝4Bl v 3，故A 、C 、D 错误，B 正确． 4．如图3所示，A 、B 是两个完全相同的灯泡，B 灯与电阻R 串联，A 灯与自感系数较大的线圈L 串联，线圈L 的直流电阻等于电阻R 的阻值．电源电压恒定不变，当电键K 闭合时，下列说法正确的是( )图3A ．A 比B 先亮，然后A 熄灭B ．B 比A 先亮，最后A 、B 同样亮C ．A 、B 同时亮，然后A 熄灭D ．A 、B 同时亮，然后A 逐渐变亮，B 的亮度不变答案 B5.图4如图4所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率v运动，从无场区进入匀强磁场区(磁场宽度大于bc间距)，然后出来，若取逆时针方向为感应电流的正方向，那么下图中正确地表示回路中感应电流随时间变化关系的图象是()答案 C6．如图5所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联接到一交流电源上，三个灯泡的亮度相同，若保持电源电压大小不变，而将频率增大，则关于三个灯的亮度变化说法正确的是()图5A．A灯亮度不变，B灯变暗，C灯变亮B．A灯亮度不变，B灯变亮，C灯变暗C．A灯变暗，B灯亮度不变，C灯变亮D．A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变答案 A二、多项选择题(本大题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)7．在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损耗的功率() A．随输电线电阻的增大而增大B．和输送电压的平方成正比C．和输送电压的平方成反比D．和输电线上电流强度的平方成正比答案ACD8.图6如图6所示，半径为R的圆形线圈两端A、C接入一个平行板电容器，线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中，线圈所在平面与磁感线的方向垂直，要使电容器所带的电量增大，可采取的措施是()A．电容器的两极板靠近些B．增大磁感强度的变化率C．增大线圈的面积D．使线圈平面与磁场方向成60°角答案ABC9．一个按正弦规律变化的交流电的图象如图7所示，根据图象可以知道()图7A．该交流电流的频率是0.02 HzB．该交流电流的有效值是14.14 AC．该交流电流的瞬时值表示式是i＝20sin 0.02t(A)D．该交流电流的周期是0.02 s答案BD10．如图8所示，电路中的变压器为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，原线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是()图8A．保持P的位置不变，S由b切换到aB．保持P的位置不变，S由a切换到bC．S掷于b位置不动，P向上滑动D．S掷于b位置不动，P向下滑动答案AC三、填空题(本题共12分)11．(4分)两个电流随时间的变化关系如图9甲、乙所示，把它们通入相同的电阻中，则在1 s内两电阻消耗的电能之比W a∶W b＝________．图9答案1∶212．(8分)如图10所示，先后以速度v1和v2(v1＝2v2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：图10(1)线圈中的感应电流之比I1∶I2＝________．(2)线圈中产生的热量之比Q1∶Q2＝________．(3)拉力做功的功率之比P1∶P2＝________．答案(1)2∶1(2)2∶1(3)4∶1四、解答题(本题共4小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、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．(8分)如图11所示，边长为L 、匝数为n 的正方形金属线框，它的质量为m 、电阻为R ，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘．金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B ＝kt .求：图11(1)线框中的电流强度为多大？(2)t 时刻线框受的安培力多大？答案 (1)nkL 22R (2)nk 2L 32Rt 解析 (1)线框中的电动势E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt ＝12nL 2k ，电流为I ＝nkL 22R (2)安培力为F ＝BIL ＝kt nkL 22R L ＝nk 2L 32Rt 14．(8分)如图12所示某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8×104 W ，电厂输出电压仅350 V ，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高再输送，在输送途中，输电线路的总电阻为4 Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，求用户所需电压为220 V 时，升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？图12答案 1∶8 133∶11解析损失的电功率ΔP ＝9.8×104×0.05＝4900 W输电线上的电流I ＝ΔP R ＝35 A输电线上的电压降ΔU＝IR＝140 V输电电压U2＝PI＝2800 V降压变压器的输入电压U3＝U2－ΔU＝2660 V升压变压器：n1n2＝U1U2＝3502800＝18降压变压器：n3n4＝U3U4＝2660220＝1331115．(10分)发电机转子是边长为0.2 m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8 Ω，初始位置如图13所示，以ad、bc中点连线为轴以600 r/min的转速在1πT的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24 Ω，则：图13(1)从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；(2)灯泡的实际消耗功率为多大？答案(1)e＝80 sin 20πt V(2)75 W解析(1)线圈运动的角速度ω＝20πrad/s，电动势最大值为E m＝nBSω＝80 V 瞬时值方程e＝80sin 20πt V(2)电动势有效值E＝802＝40 2 V，电流为I＝ER＋r＝40232A＝54 2 A电阻消耗的功率P＝I2R＝75 W16．(12分)如图14所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L＝1 m，导轨左端连接一个R＝3 Ω的电阻，一根电阻为1 Ω的金属棒cd垂直地放置导轨上，与导轨接触良好，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感应强度为B＝2 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上．现对金属棒施加4 N 的水平向右的拉力F ，使棒从静止开始向右运动，试解答以下问题：图14(1)金属棒达到的最大速度v 是多少？(2)金属棒达到最大速度后，R 上的发热功率为多大？答案 (1)4 m/s (2)12 W解析 (1)当金属棒速度最大时，拉力与安培力相等.B 2L 2v m R ＋r＝F ，v m ＝F （R ＋r ）B 2L 2＝4 m/s(2)回路中电流为I ＝BL v m R ＋r＝2 A ，电阻上的发热功率为P ＝I 2R ＝12 W。

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物理:模块综合测试题1．一个带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功3J，克服空气阻力做功0.5J，则下列说法正确的是（）A．小球在a点的重力势能比在b点大3JB．小球在a点的电势能比在b点小1JC．小球在a点的动能比在b点小3.5 JD．小球在a点的机械能比在b点大0.512．空气中的负离子对人的健康极为有益．人工产生负离子的最常见方法是电晕放电法．如图所示，一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5000 V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距为5 mm，且视为匀强电场，电场强度为E，电场对负氧离子的作用力为F，则（）A. E=103 N/C，F=1.6×10-16 NB. E=106 N/C，F=1.6×10-16 NC. E=103 N/C，F=1.6×10-13ND. E=106 N/C，F=1.6×10-13 N答案：D3．如图所示，在重力加速度为g的空间，有一个带电量为＋Q的点电荷固定在O点，点B、C为以O为圆心，半径为R的竖直圆周上的两点，点A、B、O在同一竖直线上，AB=R，点O、C在同一水平线上．现在有一质量为m、电荷量为-q的有孔小球，沿光滑绝缘细杆AC从A点由静止开始滑下，滑至C点时速度大小5，下列说法正确的是（）为gRA．从点A到点C小球做匀加速运动B．从点A到点C小球的机械能守恒C．两点B、A间的电势差为mgR/2q3D．若从点A自由释放，则小球下落到B点时的速度大小为gR答案：CD4．如图所示，在竖直放置的光滑绝缘的半圆形细管的圆心O处放一点电荷，将质量为m 、带电量为q 的小球从圆弧管的水平直径端点A 由静止释放，小球沿细管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力，则放于圆心处的电荷在AB 弧中点处的电场强度大小为（）A. E=mg/qB. E=2mg/qC. E=3mg/qD.不能确定答案：C5．如图所示，D 是一只二极管，它的作用是只允许电流从a 流向b ，不允许电流从b 流向a ，平行板电容器AB 内部原有电荷P 处于静止状态，当两极板A 和B 的间距稍增大一些的瞬间（两极板仍平行），P 的运动情况将是（）A ．仍静止不动B ．向下运动C ．向上运动D ．无法判断答案：A6．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R 3为用半导体热敏材料制成的传感器．值班室的显示器为电路中的电流表，a 、b 之间接报警器．当传感器R 3所在处出现火情时，显示器的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是（）A. I 变大，U 变大B. I 变大，U 变小C. I 变小，U 变小D. I 变小，U 变大答案：C7．物理实验中常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量．如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈的匝数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R ．若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转1800，冲击电流计测出通过线圈的电量为q ，由上述数据可测出磁场的磁感应强度为（） A.S qR B. nS qR C. nS qR 2 D. SqR 2 答案：C8．如图所示电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成了一个电容器，a、b通过导线与恒定电源两极相接，若声源S做简谐运动，则（）A. a板振动过程中，a、b板之间的电场强度不变B. a板振动过程中，a、b板所带的电量不变C.a板振动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流D. a板向右的位移最大时，a、b板构成的电容器的电容最大答案：D9．我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光，极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动，如图所示．这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光．地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障，科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关（）A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B．空气阻力做负功，使其动能减小C．南北两极的磁感应强度增强D．太阳对粒子的引力做负功答案：BC10． (1)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在如图所示的四个电路图和给定的三个滑动变阻器中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填在横线上．应选取的电路是，滑动变阻器应选取。

E总阻值I5Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器F.总阻值200Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器G．总阻值1 000Ω，最大允许电流1A的滑动变阻器(2)由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图中b线，将该小灯泡与一干电池组成闭合电路，该电池两极的电压随电路中电流的变化关系图线如图中a线，则小灯泡与电池连接后的实际功率为 W;若再将一阻值为0.75Ω的电阻串联在电路中，则小灯泡的实际功率为W.答案：(1 )C E (2)0. 72 0. 2411．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”实验中，某同学测得了七组数据（如下表）．(1)根据表中实验数据在图中作出I—U图线；从图线中得出，电源电动势E= V，内电阻r= Ω.(2)若一位同学未画出图线，只选用其中两组U和I的数据，根据公式E= U1+I1r和E=U2+I2r 算出E和r，这样做可能得出误差很大的结果，则他选用其中第组和第组数据时算得的结果误差大．答案：(1)1.46 0. 73 (2)3 5（图线略）12．一电阻为R的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图(a)所示，已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图(b）所示，图中的最大和变化周期T都是已知量，求：磁通量(1)在t=0到t= T/4的时间内，通过金属圆环横截面的电荷量q(2)在t=0到t=2T的时间内，金属环所产生的电热Q.解：(1)由磁通量随时间变化的图线可知在t=0到t=T/4时间内，环中的感应电动势为t E ∆∆=φ1，在以上时段内，环中的电流为R E I 11=，则在这段时间内通过金属环某横截面的电量t I q 1=，联立求解得R q 0φ=。

(2）在t=T/4到t=T/2和在t=3T/4到t=T 时间内，环中的感应电动势E 1=0；在t=T/2到t=3T/4时间内，环中的感应电动TE 034φ=，由欧姆定律可知在以上时段内，环中的电流为TRI 034φ=。

在t=0到t=2T 时间内金属环所产生的电热为)(2323321Rt I Rt I Q +=。

联立求解得Q=16RT 20φ．13．如图所示，在xOy 平面内的第Ⅲ象限中有沿－y 方向的匀强电场，场强大小为E ．在第I 和第II 象限有匀强磁场，方向垂直于坐标平面向里．有一个质量为m ，电荷量为e 的电子，从y 轴的P 点以初速度v 0垂直于电场方向进入电场（不计电子所受重力），经电场偏转后，沿着与x 轴负方向成450角进入磁场，并能返回到原出发点P.(1)简要说明电子的运动情况，并画出电子运动轨迹的示意图；(2)求P 点距坐标原点的距离；(3)电子从P 点出发经多长时间再次返回P 点？解：(1)轨迹如图中虚线所示．设s OP =，在电场中偏转450，说明在M 点进入磁场时的速度是02v ，由动能定理知电场力做功2021mv Ees =，得t v s 20=，由t v OM 0=，可知s OM 2=．由对称性，从N 点射出磁场时速度与x 轴也成450，又恰好能回到P 点，因此s ON =．可知在磁场中做圆周运动的半径s R 25.1=； (2) eEmv s 220=； (3）在第Ⅲ象限的平抛运动时间为eEmv v s t 0012==，在第IV 象限直线运动的时间为eE mv v s t 222003==，在第I 、Ⅱ象限运动的时间是eE mv s R v R t 423223,2243002=⋅=⋅=π，所以eE mv t 8902π= 因此eEmv t t t t 83)34(0321π+=++=． 14．如图所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B 的匀强磁场中有两条光滑固定的平行金属导轨MN 、PQ ，导轨足够长，间距为L ，其电阻不计，导轨平面与磁场垂直，ab 、cd 为两根垂直于导轨水平放置的金属棒，其接入回路中的电阻分别为R ，质量分别为m ，与金属导轨平行的水平细线一端固定，另一端与cd 棒的中点连接，细线能承受的最大拉力为T ，一开始细线处于伸直状态，ab 棒在平行导轨的水平拉力F 的作用下以加速度a 向右做匀加速直线运动，两根金属棒运动时始终与导轨接触良好且与导轨相垂直．(1)求经多长时间细线被拉断？(2)若在细线被拉断瞬间撤去拉力F,求两根金属棒之间距离增量△x 的最大值是多少？解：(1)ab 棒以加速度a 向右运动，当细线断时，ab 棒运动的速度为v ，产生的感应电动势为 E= BL v ,回路中的感应电流为I= E/2R,cd 棒受到的安培力为F B =BIL,经t 时间细线被拉断，得F B =T,v=at,联立解得t=2RT/(B 2 L 2a).(2）细线断后，ab 棒做减速运动，cd 棒做加速运动，两棒之间的距离增大，当两棒达相同速度v '而稳定运动时，两棒之间的距离增量△x 达到最大值，整个过程回路中磁通量的变化量为φ∆= BL △x ，由动量守恒定律得mv=2m v ',回路中感应电动势的平均值为tE ∆∆=φ1, 回路中电流的平均值I= E l /2R,对于cd 棒，由动量定理得BIL t ∆=m v ',联立解得4422LR T mR x =∆.。