衡水万卷2021届高三物理二轮复习作业卷二十五磁场1含解析.doc

磁场1
一 、单选题（本大题共5小题 。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1.（2015新课标I高考真题）两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的
A.轨道半径减小，角速度增大 B.轨道半径减小，角速度减小
C.轨道半径增大，角速度增大 D.轨道半径增大，角速度减小
2.（2015福建高考真题）如图，由某种粗细均匀的总电阻为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，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（ ）

A．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减小后增大
3.（2015重庆高考真题）图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为，面积为.若在到时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由均匀增加到，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差（ ）

A.恒为 B. 从0均匀变化到
C.恒为 D.从0均匀变化到
4.（2015新课标2高考真题）如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l。下列判断正确的是

A．Ua> Uc，金属框中无电流
B. Ub >Uc，金属框中电流方向沿a-b-c-a
C .Ubc=-1/2Bl²ω，金属框中无电流
D. Ubc=1/2Bl²w，金属框中电流方向沿a-c-b-a
5.（2015江苏高考真题）如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长NM相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是

二 、多选题（本大题共2小题 ）
6.（2015新课标I高考真题）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

7.（2015四川高考真题）如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L＝9.1cm，中点O与S间的距离d＝4.55cm，MN与SO直线的夹角为θ，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0×10－4T，电子质量m＝9.1×10－31kg，电量e＝－1.6×10－19C，不计电子重力。电子源发射速度v＝1.6×106m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则

A．θ＝90°时，l＝9.1cm B．θ＝60°时，l＝9.1cm
C．θ＝45°时，l＝4.55cm D．θ＝30°时，l＝4.55cm
三 、简答题（本大题共2小题 ）
8.（2015新课标I高考真题）如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。

9.（2015天津高考真题）如图所示，凸字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l，ab与cd平行，间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始时，cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动，在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为g；求：
（1）线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的 几倍
（2）磁场上下边界间的距离H
2016万卷作业卷（二十五）答案解析
一 、单选题
1.【答案】D
【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，速率不变。带电粒子从强磁场进入到弱磁场，磁感应强度B减小，由半径公式r=可知半径增大，由可知角速度减小，因而选项D正确。
2.【答案】：C
【解析】总电阻先变大后变小，PQ中的电流先变小后变大，选项A错误；外电阻先变大后变小，路端电压先变大后变小，选项B错误；PQ做匀速直线运动，速度v不变，PQ上拉力的功率P=Fv=BILv，随着，先变小后变大，选项C正确；感应电动势大小一直不变，线框消耗的功率就是电源的输出功率，当导体棒运动到ab中点时，外电阻最大为R，小于导体棒的电阻R；而当外电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大，因此，线框消耗的功率，先增大后减小，选项D错误。
3.【答案】C
【解析】线圈中的磁场均匀增加，线圈产生的电动势恒定，选项B、D错误；由楞次定律可知线圈中的感应电流方向由a到b，a点电势比b点电势低，所以，选项C正确。
4.【答案】C
【解析】 当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，穿过直角三角形金属框abc的磁通量恒为0，所以没有感应电流，由右手定则可知，c点电势高，U=-Bl，故C正确，A、B、D错误。
5.【答案】A
【解析】有题意知，当处于磁场中的导体受安培力作用的有效长度越长，根据F=BIL知受安培力越大，越容易失去平衡，由图知选项A中导体的有效长度最大，所以A正确
二 、多选题
6.【答案】AD
【解析】沿圆盘半径方向的金属棒切割磁场，从而产生涡流，小磁针对涡流有力的作用，根据牛顿第三定律，涡流对小指针也有力的作用，选项A、B正确，选项D错误；小磁针悬挂在圆盘正上方，穿过整个盘面向下，向上的磁感线相等，穿过整个盘面的磁通量始终为0，选项C错误。

7.【答案】AD
【解析】根据洛伦兹力公式有Bev=m，解得，根据左手定则可知电子只能逆时针旋转，用“旋转圆”作图可知，电子只能打在NP之间(P点为电子的轨迹圆与NM的切点)，根据几何知识可得，NO=r-rcosθ，OP=，求得打在整个平板上区域的长度PN等于l=（1-cosθ+）r，将θ=90°、60°、45°、30°分别代入上式可得选项A、D正确。

三 、简答题
8.【答案】
【解析】金属棒通电后，闭合回路电流
导体棒受到安培力
根据安培定则可判断金属棒受到安培力方向竖直向下
开关闭合前
开关闭合后

9.【答案】（1）4倍； （2）
【解析】设磁场的磁感应强度大小写为B，cd边刚进入磁场时，线框做匀速运动的速度为v1，cd边上的感应电动势为E1，由法拉第电磁感应定律可得：
设线框总电阻为R，此时线框中电流为I1，由闭合电路欧姆定律可得：
设此时线械所受安培力为F1，有：
由于线框做匀速运动，故受力平衡，所以有：
联立解得：
设ab边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为v2，同理可得：
故可知： 为4倍。
（2）线框自释放直到cd边进入磁场前，由机械能守恒定律可得：
线框完全穿过磁场的过程中，由能量守恒定律可得：
联立解得：

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