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

2025高中物理《課時(shí)作業(yè)》人教版選擇性必修第2冊(cè)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(jí)必備知識(shí)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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(qiáng)磁場，開始時(shí)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(diǎn)間電勢差Uab隨時(shí)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(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里．t＝0時(shí)刻，三角形導(dǎo)體線框的底邊剛進(jìn)入磁場，取沿逆時(shí)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(shí)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(qiáng)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?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，磁感?yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，下列選項(xiàng)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(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)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(dòng)．在圓環(huán)的A點(diǎn)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(jì)其他電阻和摩擦，下列說法正確的是()A．棒產(chǎn)生的電動(dòng)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(jì)．導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50T的勻強(qiáng)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(dòng)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(shí)以速率v勻速下滑，整個(gè)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(shí)的速率v；(2)滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R2.B級(jí)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(qiáng)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(shí)開始計(jì)時(shí)，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(shí)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(shí)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(jì)了一種帶有閃爍燈的自行車車輪，以增強(qiáng)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(duì)稱地接有4根相同的金屬條，每根金屬條中間都串接一個(gè)LED燈，LED燈可視為純電阻，每個(gè)LED燈的阻值恒為R＝0.45Ω，不計(jì)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(gè)方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5T的扇形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，扇形對(duì)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(dòng)的角速度為ω＝20rad/s，不計(jì)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(dòng)一周的過程中，LED燈亮的總時(shí)間為0.075sB．金屬條ab進(jìn)入磁場時(shí)，ab中電流的方向是a→bC．金屬條ab進(jìn)入磁場時(shí)，ab中電流大小是2AD車輪轉(zhuǎn)動(dòng)—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(yùn)動(dòng)A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1．(多選)一個(gè)帶電粒子(重力不計(jì))以初速度v0垂直于電場方向向右射入勻強(qiáng)電場區(qū)域，穿出電場后接著又進(jìn)入勻強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)電場E和勻強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)的半徑為r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2UE,g))C．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的周期增加3.(多選)如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)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(diǎn)進(jìn)入場區(qū)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)，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(dòng)能一定減少C．微粒的電勢能一定增加D．微粒的機(jī)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(diǎn)，另一端系一帶正電小球，置于水平向右的勻強(qiáng)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(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過最低點(diǎn)N時(shí)，細(xì)線的拉力為F，若將電場換作垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，則小球經(jīng)過最低點(diǎn)N時(shí)，細(xì)線的拉力為2F，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場的電場強(qiáng)度E＝eq\f(mg,2q)，則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)電場，第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)存在半徑為L的圓形勻強(qiáng)磁場，磁場圓心在M(L，0)點(diǎn)，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(diǎn)以速度v0沿x軸正方向射入，恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入磁場，從P(2L，0)點(diǎn)射出磁場，不計(jì)粒子重力，求：(1)電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值；(2)粒子在磁場與電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的比值．B級(jí)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(qiáng)磁場，在第四象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)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(diǎn)P(0，l0)處同時(shí)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(diǎn)(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(jì)，下列說法中正確的是()A．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(\r(3)mv0,3ql0)B．粒子①與粒子②在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2∶1C．粒子①與粒子②在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2∶1D．粒子①與粒子②在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(gè)裝置處在方向互相垂直的勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)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(diǎn)時(shí)的速度；(2)在C點(diǎn)時(shí)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(qiáng)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(qiáng)度的大小為E0，E>0表示電場方向豎直向上．t＝0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N2點(diǎn)，Q為線段N1N2的中點(diǎn)，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(qiáng)度B的大??；(2)微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；(3)電場變化的周期T.分層作業(yè)(七)楞次定律A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1．磁鐵在線圈中心上方開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)B．向下運(yùn)動(dòng)C．向左運(yùn)動(dòng)D．向右運(yùn)動(dòng)2．如圖所示，一個(gè)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(shí)，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(qiáng)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(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)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(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向B．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向C．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向D．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)B．撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)C．撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)D．撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)5．如圖所示，兩個(gè)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(yùn)動(dòng)情況是()A．同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距增大B．同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距不變C．同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距變小D．同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，間距增大6．(多選)如圖所示，虛線abcd為矩形勻強(qiáng)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(yùn)動(dòng)．下列給出的是圓形閉合金屬線圈的四個(gè)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(jì)的細(xì)桿與一個(gè)上弧長為l0、下弧長為d0的金屬線框的中點(diǎn)連接并懸掛于O點(diǎn)，懸點(diǎn)正下方存在一個(gè)上弧長為2l0、下弧長為2d0且方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)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(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b→c→d→aB．金屬線框離開磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→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(dòng)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(dòng)進(jìn)入或離開磁場的過程中，所受安培力方向向左B級(jí)關(guān)鍵能力提升練8.[2022·湖北鄂北期中]如圖甲所示，兩個(gè)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(shí)電流沿逆時(shí)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(shí)間內(nèi)，有順時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢B．在0<t<t1時(shí)間內(nèi)，有逆時(shí)針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢C．在t1<t<t2時(shí)間內(nèi)，有順時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢D．在t1<t<t2時(shí)間內(nèi)，有逆時(shí)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(qiáng)磁場中水平放置相互平行的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，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(shí)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(yùn)動(dòng)B．a(chǎn)b加速向右運(yùn)動(dòng)C．a(chǎn)b不動(dòng)而突然撤去磁場D．a(chǎn)b不動(dòng)而突然增強(qiáng)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(duì)社會(huì)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(gè)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．