湖北省武汉市武钢名校2022-2023高三下学期3月月考物理试题（解析版）

物理月考
一、单选题（本大题共10小题，共50.0分）
1. 在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述不符合史实的是（　　）
A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【答案】C
【解析】
【详解】A．1820年，丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，故A符合史实；
B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，很好地解释了软铁磁化现象，故B符合史实；
C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，不会出现感应电流，故C不符合史实；
D．楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故D符合史实；
不符合史实的故选C。
2. 车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置，其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上，当车运动时，驱动轴会带动磁铁转动，由于电磁感应，由金属做成的速度盘也会随之转动，从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是（　　）
A. 速度盘和磁铁将以相同的角速度同时转动
B. 在速度盘转动过程中，穿过整个速度盘的磁通量发生了变化
C. 速度盘中产生的感应电流受到的安培力驱使速度盘转动
D. 速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的
【答案】C
【解析】
【详解】A．当磁铁转动时，由于电磁感应，速度盘也会随磁铁发生转动，但会略有滞后，故A错误；
B．在速度盘转动的过程中，穿过整个速度盘的磁通量不发生变化，故B错误；
C．当磁铁转动时，在速度盘中会产生感应电流，感应电流在磁铁产生的磁场中受到安培力，安培力驱使速度盘转动，故C正确；
D．速度盘中的感应电流是由电磁感应产生的，不是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的，故D错误。
故选C。
3. 关于磁通量及其变化，下列说法正确的是 （　　）
A. 磁通量和磁通量的变化都有正负，所以它们是矢量
B. 穿过线框的磁通量一定等于磁感应强度与线框面积的乘积
C. 当金属线框磁通量发生变化时，金属线框中一定有感应电动势
D. 当金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中一定有感应电流
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．磁通量和磁通量的变化都有正负，但它们是标量，A项错误；
B．当线框平面与磁场垂直时，穿过线框的磁通量才等于磁感应强度与线框面积的乘积，B项错误；
CD．当穿过闭合金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中才会有感应电流，若线框不闭合，则金属线框只有感应电动势，没有感应电流，C项正确，D项错误。
故选C。
4. 如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器组成一个回路，B线圈与开关、电流表G组成另一个回路。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是（　　）
A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流
B. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流
C. 闭合开关S后，在增大电阻的过程中，电流表G中有的感应电流
D. 闭合开关S后，在增大电阻的过程中，电流表G中有的感应电流
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB．闭合与断开开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量都不发生变化，电流表G中均无感应电流。故AB错误；
CD．闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流减小，则通过线圈B的磁通量减小了，根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向，再根据楞次定律可得：电流表G中有b→a的感应电流，故C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，关于涡流，下列说法中错误的是（　　）
A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B. 家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
【答案】B
【解析】
【详解】A．真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，故A正确，不符合题意；
B．家用电磁炉锅体中的涡流是由交变磁场产生的，不是由恒定磁场产生的，故B错误，符合题意；
C．根据楞次定律，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用，故C正确，不符合题意；
D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块的铁芯，以减小涡流，故D正确，不符合题意。
故选B。
6. 如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为l，bc间电阻为R，其它部分电阻不计。导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M、N。并与导轨成角，金属杆以的角速度绕N点由图示位置逆时针匀速转动到与导轨ab垂直。转动过程中金属杆与导轨始终接触良好，金属杆电阻忽略不计，则在金属杆转动过程中（　　）
A. M、N两点电势相等
B. 金属杆中感应电流的方向由M流向N
C. 电路中感应电流的大小始终为
D. 电路中通过电荷量为
【答案】B
【解析】
【分析】金属杆转动切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，导轨为外电路，根据右手定则，分析M、N两点的电势关系；根据右手定则判断金属杆中感应电流的方向；根据导体转动切割磁感应线产生的感应电动势大小计算公式，结合闭合电路欧姆定律分析电路中感应电流的大小；根据合电路欧姆定律和电流的定义式相结合求电路中通过的电量。
【详解】A．金属杆逆时针转动切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，由右手定则可知M点电势低于N点电势，故A错误；
B．根据右手定则可知金属杆中感应电流的方向是由M流向N，故B正确；
C．在图示位置，金属棒切割磁感线产生感应电动势为
回路中的电阻为，则回路中的感应电流为
且在不同位置电流值不同，故C错误；
D．电路中通过的电量为
根据法拉第电磁感应定律得
根据闭合电路欧姆定律得
联立可得
故D错误。
故选B。
7. 图1和图2是教材中演示自感现象两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　）
A. 图1中，A1与L1的电阻值相同
B. 图1中，闭合开关S1，灯A1逐渐变亮
C. 图2中，变阻器R与L2的电阻值相同
D. 图2中，断开S2瞬间，灯A3突然闪亮
【答案】C
【解析】
【详解】A．图1中，断开S1的瞬间，A1灯闪亮，是因为电路稳定时，A1的电流小于L1的电流，根据并联电路电压相等，可知L1的电阻小于A1的电阻，故A错误；
B．图1中，闭合开关S1，由于线圈L1产生自感，故刚开始灯A1变亮，当稳定后线圈L1不再自感且L1的电阻小于A1的电阻，故灯A1又会变暗，故B错误；
C．图2中，因为要观察两只灯泡发光的亮度变化，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与L2的电阻值相同，故C正确；
D．图2中，稳定时通过A2和A3的电流相同，断开S2瞬间，电感线圈L2、灯A2、灯A3和R构成回路，电流从同一值开始缓慢减小至为零，故灯A3和灯A2均缓慢熄灭，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，水平U型导体框左端接一阻值为的电阻，导体棒质量为、电阻为，垂直导轨置于导体框上，导体框宽度为导体棒与导轨接触良好。不计导体框的电阻和导体棒与导体框间的摩擦。棒以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。此过程中说法正确的是（　　）
A. 导体棒做匀减速直线运动
B. 导体棒中感应电流的方向为b→a，所以b点电势高于a点电势
C. 刚开始运动时，ab两端电压为
D. 电阻R消耗的总电能为
【答案】D
【解析】
【详解】A．导体棒在安培力的作用下做减速运动，可得
整理得
根据牛顿第二定律可得
可知，导体棒做加速度减小的减速运动，A错误；
B．导体棒切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，电源内部电流由低电势流向高电势，根据楞次定律可知，导体棒中感应电流的方向为b→a，所以b点电势低于a点电势，B错误；
C．ab两端电压为路端电压，刚开始运动时，ab两端电压为
C错误；
D．根据能量转化与守恒可知，导体棒的动能转化为电阻与产的焦耳热，即消耗的电能
电阻与串联，产生的焦耳热与阻值成正比，则电阻R消耗的总电能为
D正确。
故选D。
9. 如图甲所示，在水平面上固定有平行长直金属导轨ab和cd，bd端接有电阻R．导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计．导轨右端区域存在垂直于导轨面的匀强磁场，且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．在时刻，导体棒以速度从导轨的左端向右运动，经过时间开始进入磁场区域，取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，回路中顺时针方向为电流正方向，则回路中的电流i随时间t的变化规律图像可能是（ ）
A. B.
C D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图乙知，在0～2t0时间内磁感应强度随时间均匀变化，根据可知，回路产生稳定的电动势、稳定的感应电流，在根据楞次定律可判断感应电流的方向为逆时针方向，所以在0～2t0时间内电流是负方向，且大小不变．在2t0时刻导体棒进入磁场区域，在安培力的作用下做非匀变速运动，根据知，导体棒做加速度减小的减速运动，电流，电流逐渐减小，且i-t图像的斜率逐渐减小，所以A正确；B、C、D错误．
10. 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面，运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、不计空气阻力，已知线框电阻与导线长度成正比，与导线横截面积成反比，则：（ ）
A. ， B. ， C. ， D. ，
【答案】D
【解析】
【详解】由于从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流同时受到磁场的安培力
又
(ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长)
所以安培力
此时加速度为
且
m＝ρ0S·4L(ρ0为材料的密度)
所以加速度是定值，线圈Ⅰ和Ⅱ同步运动，落地速度相等v1＝v2；
由能量守恒可得
Q＝mg(h＋H)－
(H是磁场区域的高度)，Ⅰ为细导线，质量m小，产生的热量小，所以Q1< Q2；故选D。
二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）
11. 如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形磁场区域abcd，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是（规定电流从M经R到N为正，安培力向左为正）（　　）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】导体棒由b运动到ac过程中，切割磁感线的有效长度l随时间t均匀增大，由
E＝Blv
可知，感应电动势E随时间t均匀增大，由闭合电路欧姆定律可知，感应电流I随时间t均匀增大，则导体棒受到的安培力大小
F＝IlB
随时间t增大得越来越快；由右手定则可知，感应电流的方向为由M经R到N，电流为正值，由左手定则可知，导体棒所受安培力水平向左，为正值。导体棒由ac运动到d的过程中，由题知
E′＝2Blv＝2E
则导体棒切割磁感线的有效长度l相同时
I′＝2I
导体棒切割磁感线的有效长度l随时间t均匀减小，则感应电流I′随时间t均匀减小，导体棒受到的安培力大小
F′＝I′l·2B＝4F
随时间t减小得越来越慢；由右手定则可知，感应电流的方向为由N经R到M，电流为负值，由左手定则可知，导体棒所受安培力水平向左，为正值。综上所述，AD正确，BC错误。
故选AD。
12. 如图所示，两根足够长、电阻不计且相距的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，顶端接有一盏额定电压为的小灯泡（电阻恒定），两导轨间有一磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。今将一根长为L、质量、电阻的金属棒垂直于导轨放置，在顶端附近无初速度释放，金属棒与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数。已知金属棒下滑后速度稳定，且此时小灯泡恰能正常发光，重力加速度g取，，。则下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒刚开始运动时的加速度大小为
B. 金属棒稳定下滑时的速度大小为
C. 从开始下滑到稳定过程中，流过灯泡的电荷量为
D. 金属棒从开始下滑到稳定过程中，金属棒产生的焦耳热为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．金属棒刚开始运动时初速度为零，不受安培力作用，由牛顿第二定律得
解得
故A正确；
B．设金属棒稳定下滑时速度为v，回路中的电流为I，由平衡条件得
由闭合电路欧姆定律得
感应电动势
联立解得
故B错误；
C．设灯泡的电阻为R，稳定时
解得
可知
故C正确；
D．金属棒从开始下滑到稳定过程中，由能量守恒定律得
解得
则金属棒产生的焦耳热为
故D正确。
故选ACD。
13. 如图所示，一质量为m的足够长U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，bc边长为L，不计金属框电阻。一长为L的导体棒MN置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为2m。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度v0，在整个运动过程中MN始终与金属框保持良好接触，则（　　）
A. 刚开始运动时产生的感应电流方向为b→c→N→M
B. 导体棒的最终和U形光滑金属框一起匀速直线运动速度为
C. 导体棒产生的焦耳热为
D. 通过导体棒的电荷量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．金属框开始获得向右的初速度v0，根据楞次定律可知回路磁通量增大，原磁场垂直纸面向里，所以感应电流磁场垂直向外，再根据安培定则可知感应电流方向为c→b→M→N，最后当二者速度相等时，回路中没有感应电流，故A错误；
B．以金属框和导体棒整体为研究对象，由于整体水平方向不受力，所以整体水平方向动量守恒，最后二者速度达到相等，取初速度方向为正，根据动量守恒定律可得
可得
故B正确；
C．由能量守恒可知，导体棒产生的焦耳热
故C正确。
D．对导体棒，根据动量定理可得
其中
可得通过导体棒的电荷量为
故D正确。
故选BCD。
14. 如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由直窄轨AB、CD以及直宽轨EF、GH组合面成，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，AB、CD等长且与EF、GH均相互平行，BE、GD等长、共线，且均与AB垂直，窄轨间距为，宽轨间距为L。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场。由同种材料制成的相同金属直棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，棒长为L、质量为m、电阻为R。初始时b棒静止于导轨EF段某位置，a棒从AB段某位置以初速度v0向右运动，且a棒距窄轨右端足够远，宽轨EF、GH足够长。下列判断正确的是（　　）
A. a棒刚开始运动时，b棒的加速度大小为
B. 经过足够长的时间，a棒的速度为
C. 整个过程中通过回路的电荷量为
D. 整个过程中b棒产生的焦耳热为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．a棒刚开始运动时，产生的感应电动势为
感应电流为
b棒受到的安培力
加速度为
A正确；
B．经过足够长的时间，穿过回路的磁通量不变，回路中无感应电流，此时两棒匀速运动，匀速运动时，两棒切割产生的电动势大小相等，有
解得末速度
对a棒根据动量定理可得
对b棒根据动量定理可得
联立解得
，
B错误；
C．对棒根据动量定理可得
即
解得
C正确；
D．根据能量守恒定律可得整个过程中回路中产生的焦耳热为
根据焦耳定律可得整个过程中棒产生的热量为
D错误。
故选AC。
三、计算题（本大题共2小题，共30.0分）
15. 如图所示，两足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，倾角θ=37°，导轨间距L=0.5m，导轨电阻不计，M、P间连接一个R=4.5Ω的电阻。两导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。一质量m=0.05kg、电阻r=0.5Ω的金属棒ab以v=2m/s的速度沿导轨匀速向下滑动，下滑过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）求电阻R中电流I的大小；
（2）求金属棒与导轨间的动摩擦因数的大小；
（3）对金属棒施加一个垂直于金属棒且沿导轨平面向上的恒定拉力F=0.12N，若金属棒继续下滑x=2m后速度恰好减为0，求在金属棒减速过程中，电阻R上产生的焦耳热。
【答案】（1）0.2A；（2）0.5；（3）0.054J
【解析】
【详解】（1）金属棒ab产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律得
（2）金属棒ab受到的安培力方向沿导轨向上，金属棒匀速运动，根据平衡条件可得
联立解得
（3）从施加拉力F到金属棒停下的过程，由能量守恒定律得
电阻R上产生的焦耳热为
解得
16. 如图(a)所示，两根电阻不计的平行长直金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L；两根长度均为L、质量均为m、电阻均为r的相同的导体棒M、N静置于导轨上，两棒相距x0；整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。从t=0开始，给导体棒M施加一平行于导轨的外力F，使导体棒M在0~t0内以加速度a=μg做匀加速运动，导体棒N在t0时刻(t0未知)开始运动，F随时间变化的规律如图(b)所示。棒与导轨间的动摩擦因数均为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，运动过程中两棒均与导轨接触良好。重力加速度大小为g。
（1）求t0时刻导体棒M的速度；
（2）求2t0时刻外力F大小；
（3）若2t0时刻导体棒M的速度为v，求此时两棒间的距离。
【答案】（1）；（2）F2=4μmg；（3）
【解析】
【详解】（1）导体棒N未运动时，电路中的电动势、电流
E=BLv，
每个导体棒受到的安培力
F安=BiL
导体棒N开始运动时，安培力与摩擦力平衡
F安=μmg
整理得，此时导体棒M的速度
（2）对导体棒M，t=0时刻
F0－μmg=ma
t0时刻
F1－μmg－F安=ma
而
整理得
F2=4μmg
（3）0~t0时间内，导体棒M做匀加速运动
v0=at0
可得
t0时刻两棒间的距离为
设2t0时刻两棒间的距离为x2，导体棒N的速度为v1，t0~2t0时间内电路中电流的平均值
为I。根据动量定理对整体
对导体棒N
此过程中的平均感应电动势
，
而
整理得物理月考
一、单选题（本大题共10小题，共50.0分）
1. 在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述不符合史实的是（　　）
A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
2. 车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置，其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上，当车运动时，驱动轴会带动磁铁转动，由于电磁感应，由金属做成的速度盘也会随之转动，从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是（　　）
A. 速度盘和磁铁将以相同的角速度同时转动
B. 在速度盘转动过程中，穿过整个速度盘的磁通量发生了变化
C. 速度盘中产生的感应电流受到的安培力驱使速度盘转动
D. 速度盘中感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的
3. 关于磁通量及其变化，下列说法正确的是 （　　）
A. 磁通量和磁通量的变化都有正负，所以它们是矢量
B. 穿过线框的磁通量一定等于磁感应强度与线框面积的乘积
C. 当金属线框磁通量发生变化时，金属线框中一定有感应电动势
D. 当金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中一定有感应电流
4. 如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器组成一个回路，B线圈与开关、电流表G组成另一个回路。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是（　　）
A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流
B. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流
C. 闭合开关S后，在增大电阻的过程中，电流表G中有的感应电流
D. 闭合开关S后，在增大电阻的过程中，电流表G中有的感应电流
5. 如图所示，关于涡流，下列说法中错误的是（　　）
A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B. 家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
6. 如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为l，bc间电阻为R，其它部分电阻不计。导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M、N。并与导轨成角，金属杆以的角速度绕N点由图示位置逆时针匀速转动到与导轨ab垂直。转动过程中金属杆与导轨始终接触良好，金属杆电阻忽略不计，则在金属杆转动过程中（　　）
A. M、N两点电势相等
B. 金属杆中感应电流的方向由M流向N
C. 电路中感应电流的大小始终为
D. 电路中通过的电荷量为
7. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　）
A. 图1中，A1与L1的电阻值相同
B. 图1中，闭合开关S1，灯A1逐渐变亮
C. 图2中，变阻器R与L2的电阻值相同
D. 图2中，断开S2瞬间，灯A3突然闪亮
8. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，水平U型导体框左端接一阻值为的电阻，导体棒质量为、电阻为，垂直导轨置于导体框上，导体框宽度为导体棒与导轨接触良好。不计导体框的电阻和导体棒与导体框间的摩擦。棒以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。此过程中说法正确的是（　　）
A. 导体棒做匀减速直线运动
B. 导体棒中感应电流的方向为b→a，所以b点电势高于a点电势
C. 刚开始运动时，ab两端电压为
D. 电阻R消耗的总电能为
9. 如图甲所示，在水平面上固定有平行长直金属导轨ab和cd，bd端接有电阻R．导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计．导轨右端区域存在垂直于导轨面的匀强磁场，且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．在时刻，导体棒以速度从导轨的左端向右运动，经过时间开始进入磁场区域，取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，回路中顺时针方向为电流正方向，则回路中的电流i随时间t的变化规律图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
10. 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面，运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、不计空气阻力，已知线框电阻与导线长度成正比，与导线横截面积成反比，则：（ ）
A. ， B. ， C. ， D. ，
二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）
11. 如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形磁场区域abcd，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是（规定电流从M经R到N为正，安培力向左为正）（　　）
A. B.
C. D.
12. 如图所示，两根足够长、电阻不计且相距的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，顶端接有一盏额定电压为的小灯泡（电阻恒定），两导轨间有一磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。今将一根长为L、质量、电阻的金属棒垂直于导轨放置，在顶端附近无初速度释放，金属棒与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数。已知金属棒下滑后速度稳定，且此时小灯泡恰能正常发光，重力加速度g取，，。则下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒刚开始运动时的加速度大小为
B. 金属棒稳定下滑时的速度大小为
C. 从开始下滑到稳定过程中，流过灯泡的电荷量为
D. 金属棒从开始下滑到稳定过程中，金属棒产生的焦耳热为
13. 如图所示，一质量为m的足够长U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，bc边长为L，不计金属框电阻。一长为L的导体棒MN置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为2m。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度v0，在整个运动过程中MN始终与金属框保持良好接触，则（　　）
A. 刚开始运动时产生的感应电流方向为b→c→N→M
B. 导体棒的最终和U形光滑金属框一起匀速直线运动速度为
C. 导体棒产生的焦耳热为
D. 通过导体棒的电荷量为
14. 如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由直窄轨AB、CD以及直宽轨EF、GH组合面成，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，AB、CD等长且与EF、GH均相互平行，BE、GD等长、共线，且均与AB垂直，窄轨间距为，宽轨间距为L。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场。由同种材料制成的相同金属直棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，棒长为L、质量为m、电阻为R。初始时b棒静止于导轨EF段某位置，a棒从AB段某位置以初速度v0向右运动，且a棒距窄轨右端足够远，宽轨EF、GH足够长。下列判断正确的是（　　）
A. a棒刚开始运动时，b棒的加速度大小为
B. 经过足够长的时间，a棒的速度为
C. 整个过程中通过回路的电荷量为
D. 整个过程中b棒产生的焦耳热为
三、计算题（本大题共2小题，共30.0分）
15. 如图所示，两足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，倾角θ=37°，导轨间距L=0.5m，导轨电阻不计，M、P间连接一个R=4.5Ω的电阻。两导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。一质量m=0.05kg、电阻r=0.5Ω的金属棒ab以v=2m/s的速度沿导轨匀速向下滑动，下滑过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）求电阻R中电流I的大小；
（2）求金属棒与导轨间的动摩擦因数的大小；
（3）对金属棒施加一个垂直于金属棒且沿导轨平面向上的恒定拉力F=0.12N，若金属棒继续下滑x=2m后速度恰好减为0，求在金属棒减速过程中，电阻R上产生的焦耳热。
16. 如图(a)所示，两根电阻不计平行长直金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L；两根长度均为L、质量均为m、电阻均为r的相同的导体棒M、N静置于导轨上，两棒相距x0；整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。从t=0开始，给导体棒M施加一平行于导轨的外力F，使导体棒M在0~t0内以加速度a=μg做匀加速运动，导体棒N在t0时刻(t0未知)开始运动，F随时间变化的规律如图(b)所示。棒与导轨间的动摩擦因数均为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，运动过程中两棒均与导轨接触良好。重力加速度大小为g。
（1）求t0时刻导体棒M的速度；
（2）求2t0时刻外力F的大小；
（3）若2t0时刻导体棒M速度为v，求此时两棒间的距离。

湖北省武汉市武钢名校2022-2023高三下学期3月月考物理试题（解析版）