《2025年高中同步单元滚动强化卷高中物理选择性必修第二册人教版》

5. 如图5所示，水平放置的“匚”形光滑框架上接一个阻值为R₀的电阻，放在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F的作用下，由静止开始运动距离d后速度为v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计。下列说法不正确的是(D)

A.此时AC两端的电压$U_{AC} = \frac{2BLvR_{0}}{R_{0} + r}$
B.此过程中回路产生的热量$Q = Fd - \frac{1}{2}mv^{2}$
C.此过程中通过电阻R₀的电荷量$q = \frac{2BLd}{R_{0} + r}$
D.此过程所用的时间$t = \frac{1}{F}(\frac{2B^{2}L^{2}d}{R_{0} + r} + mv)$

答案： 5.D 解析：硬导体$AC$的有效切割长度等于半圆的直径$2L$，硬导体$AC$切割磁感线产生的感应电动势大小$E = B·2L· v = 2BLv$，而硬导体$AC$相当于电源，其两端的电压是外电压，由闭合电路欧姆定律得$U_{AC}=\frac{R_0}{R_0 + r}E=\frac{2BLvR_0}{R_0 + r}$，A正确；根据能量守恒定律得$Q = Fd-\frac{1}{2}mv^2$，B正确；根据法拉第电磁感应定律得$\overline{I}=\frac{E}{r + R_0}=\frac{B·2L· d}{t(R_0 + r)}$，根据电流定义式$\overline{I}=\frac{q}{t}$，解得$q = \overline{I}t=\frac{2BLd}{R_0 + r}$，C正确；根据动量定理得$Ft - BI·2Lt = mv$，又因为$q = \overline{I}t$，则$Ft - 2qBL = mv$，解得$t=\frac{2qBL + mv}{F}=\frac{1}{F}(\frac{4B^2L^2d}{R_0 + r}+mv)$，D错误。

6. 如图6所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所在区域内有一垂直于纸面向里且随时间变化的磁场，螺线管下方的水平桌面上有一导体圆环。若导体圆环将受到磁场向上的作用力，则导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度随时间变化的方式是图7中的(A)

答案： 6.A 解析：由导体圆环将受到向上的磁场作用力可知，螺线管中的电流应减小，则要求磁通量的变化率逐渐减小，结合题目所给$B - t$图像分析，A正确。

7. (2025·山东高考)如图8为一种交流发电装置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反，区域Ⅰ边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、长度为L的导体
棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为(D)

A.BLv
B.$\frac{\sqrt{2}BLv}{2}$
C.$\frac{3BLv}{2}$
D.$\frac{\sqrt{10}BLv}{4}$

答案： 7.D 解析：由题意可知导体棒通过磁场区域需要的时间为$T=\frac{2L}{v}$，同一个导体棒先通过区域Ⅱ，后通过区域Ⅰ，导体棒通过区域Ⅰ时，导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小为$E_1 = BLv$，经过的时间为$t_1=\frac{L}{v}$，同理，导体棒通过区域Ⅱ时，产生的感应电动势大小为$E_2 = B×0.5Lv$，经过的时间为$t_2=\frac{L}{v}$，根据有效值的定义有$\frac{E_1^2}{R}t_1+\frac{E_2^2}{R}t_2=\frac{E_{有}^2}{R}T$，代入数据可得$E_{有}=\frac{\sqrt{10}BLv}{4}$，故D正确，A、B、C错误。

8. 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图9所示，则线圈中（ ）

A.t = 0时刻感应电动势最大
B.t = 0.05s时刻感应电动势最大
C.t = 0.1s时刻感应电动势为0
D.0～0.05s内平均感应电动势为0.4V

答案： 8.AD 解析：根据法拉第电磁感应定律，$\Phi - t$图像的斜率表示感应电动势，故$t = 0$时刻和$t = 0.1s$时刻感应电动势的绝对值最大，但方向相反。$t = 0.05s$时刻感应电动势为$0$，A正确，B、C错误；$0\sim0.05s$内平均感应电动势为$\overline{E}=\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}=0.4V$，D正确。

9. 如图10所示，金属圆环P沿着速度v方向运动，且金属圆环P中通以如图10所示电流，则眼睛看到的金属圆环L和R中的电流方向是(BC)

A.L沿顺时针方向
B.L沿逆时针方向
C.R沿顺时针方向
D.R沿逆时针方向

答案： 9.BC 解析：金属圆环$P$沿着速度$v$方向运动，其磁场在金属圆环$L$、$R$中产生磁通量的变化，根据楞次定律即可确定金属圆环$L$和金属圆环$R$中的电流方向。根据安培定则可知，金属圆环$P$中产生的磁场沿视线向里；同时金属圆环$P$靠近金属圆环$L$，远离金属圆环$R$，则根据楞次定律增反减同可知，金属圆环$L$中电流为沿逆时针方向，金属圆环$R$中电流为沿顺时针方向。故B、C正确，A、D错误。

10. 如图11所示，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。ac、bc两金属棒分别串有电压表、电流表，当金属框绕ab边以逆时针方向转动时，下列判断正确的是(CD)

A.电压表有读数
B.电流表有读数
C.电压表没有读数
D.电流表没有读数

答案： 10.CD 解析：金属棒$ac$、$bc$做切割磁感线运动，产生感应电动势，但穿过直角三角形金属框$abc$回路的磁通量没有发生变化，恒为$0$，所以金属框中无电流，电压表和电流表都没有读数，故C、D正确，A、B错误。