2011届高考物理第一轮复习单元复习训练题35

第九章第三讲

一、选择题

1．如图甲、乙、丙中，除导体棒ab 可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C 原来不带电．设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长．现给导体棒ab 一个向右的初速度v 0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab 的最终运动状态是 ( )

A ．三种情形下导体棒ab 最终都做匀速运动

B ．甲、丙中，ab 棒最终将以不同速度做匀速运动；乙中，ab 棒最终静止

C ．甲、丙中，ab 棒最终将以相同速度做匀速运动；乙中，ab 棒最终静止

D ．三种情形下导体棒ab 最终都静止

[答案] B

[解析] 甲图中ab 棒运动后给电容器充电，当充电完成后，棒以一个小于v 0的速度向右匀速运动．乙图中构成了回路，最终棒的动能完全转化为电热，棒停止运动．丙图中棒先向右减速为零，然后反向加速至匀速．故正确选项为B.

2．长为4L 的粗细均匀的金属杆围成一个正方形闭合框架，框架放在光滑的水平桌面上，另一根长为L 的同种材料、同样粗细的金属杆搁在其上，如图所示．匀强磁场垂直穿过框架平面，不计一切摩擦．当直杆ab 获得一个初速度沿框架从左向右运动的过程中( )

A ．任一时刻ab 杆的加速度大小均是框架加速度大小的4倍

B ．任一时刻ab 杆的加速度方向均和框架的加速度方向相同

C ．ab 杆对地做匀减速运动，框架对地做匀加速运动

D ．任一时刻ab 杆的发热功率均是框架发热功率的14

[答案] A

[解析] 任一时刻ab 和框架所受的安培力大小相等、方向相反，由于ab 质量只有框架质量的1/4，故ab 杆的加速度大小是框架加速度大小的4倍，A 正确，B 错误．由于安培力大小变化，ab 杆和框架的加速度是变化的，C 错．ab 杆在框架上滑动时，框架的等效电阻不断变化，D 错误．

3．如图所示，闭合金属线框从一定高度自由下落进入匀强磁场中，磁场足够大，从ab 边开始进入磁场到cd 边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的速度—时间图象不可能是

( )

[答案] B

[解析] 当ab 边刚进入磁场时，若线框所受安培力等于重力，则线框在从ab 边开始进入磁场到cd 边刚进入磁场前做匀速运动，故A 是可能的；当ab 边刚进入磁场时，若线框所受安培力小于重力，则线框做加速度逐渐减小的加速运动，最后可能做匀速运动，故C 情况也可能；当ab 边刚进入磁场时，若线框所受安培力大于重力，则线框做加速度逐渐减小的减速运动，最后可能做匀速运动，故D 可能；线框在磁场中不可能做匀变速运动，故B 项是不可能的，应选B.

4．(2009·浙江台州)如图所示，两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中，磁场垂直导轨所在平面，金属棒ab 可沿导轨自由滑动，导轨一端跨接一个定值电阻R ，导轨电阻不计．现将金属棒沿导轨由静止向右拉，若保持拉力F 恒定，经时间t 1后速度为v ，加速度为a 1，最终以速度2v 做匀速运动；若保持拉力的功率P 恒定，棒由静止经时间t 2后速度为v ，加速度为a 2，最终也以速度2v 做匀速运动，则 ( )

A ．t 2＝t 1

B ．t 1>t 2

C ．a 2＝2a 1

D ．a 2＝3a 1

[答案] BD

[解析] 若保持拉力F 恒定，在t 1时刻，棒ab 切割磁感线产生的感应电动势为E ＝BL v ，其所受安培力F B ＝BIL ＝B 2L 2v R ，由牛顿第二定律，有F －B 2L 2v R ＝ma 1；由题意，棒最终以2v 做匀速运动，则F ＝2B 2L 2v R ，故a 1＝B 2L 2v mR .若保持拉力的功率P 恒定，在t 2时刻，有P v －B 2L 2v R ＝ma 2；棒最终也以2v 做匀速运动，则P 2v ＝2B 2L 2v R ，故a 2＝3B 2L 2v mR

＝3a 1，选项D 正确，C 错误；由以上分析可知，在瞬时速度相同的情况下，恒力F 作用时棒产生的加速度比拉力的功率P 恒定时产生的加速度小，故t 1>t 2，选项B 正确，A 错误．

5．如图所示，一个边长为a 、电阻为R 的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v 匀速穿过宽均为a 的两个匀强磁场．这两个磁场的磁感应强度大小相等，方向相反．线框的运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直，取逆时针方向的电流为正．若从图示位置开始计时，关于线框中产生的感应电流i 与运动时间t 之间的函数图象，正确的是 ( )

[答案] A

[解析] 根据楞次定律，电流应先为逆时针，故B 错；当线框同时在两个磁场中切割磁感线的时候，形成同向电流，所以峰值应为谷值的一半，C 错；根据公式ε＝BL v sin θ可知ε∝L ，故图象应为分段线性函数，故A 正确，D 错误．

6．(2010·浙江省部分重点中学联考)如图a 所示，在光滑水平面上用恒力F 拉质量为m 的单匝均匀正方形铜线框，边长为a ，在1位置以速度v 0进入磁感应强度为B 的匀强磁场并开始计时t ＝0，若磁场的宽度为b (b >3a )，在3t 0时刻线框到达2位置速度又为v 0并开始离开匀强磁场．此过程中v －t 图象如图b 所示，则 ( )

A ．t ＝0时，线框右侧边MN 的两端电压为Ba v 0

B ．在t 0时刻线框的速度为v 0－Ft 0m

C ．线框完全离开磁场的瞬间(位置3)的速度一定比t 0时刻线框的速度大

D ．线框从进入磁场(位置1)到完全离开磁场(位置3)的过程中产生的电热为2Fb

[答案] D

[解析] t ＝0时，线框右侧边MN 的两端电压为外电压，为34

Ba v 0，A 项错误；从t 0时刻至3t 0时刻线框做匀加速运动，加速度为F m ，故在t 0时刻的速度为v 0－2at 0＝v 0－2Ft 0m

，B 项错误；因为t ＝0时刻和t ＝3t 0时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故在位置3时的速度与t 0时刻的速度相等，C 项错误；线框在位置1和位置3时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有Fb ＝Q ，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2Fb ，D 项正确．

7．如图所示，相距为d 的两条水平虚线L 1、L 2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，质量为m 、电阻为R 的正方形线圈abcd 边长为L (L

A ．感应电流做功为mgl

B ．感应电流做功为2mgd