【湘教考苑】2016届高三(人教版)一轮复习物理-第9章检测
高考物理人教版一轮复习单元质检九磁场+Word版含解析.docx
单元质检九磁场(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2018·黑龙江大庆模拟)在地磁场作用下处于静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线电流为I时,小磁针左偏30°,则当小磁针左偏60°时,通过导线的电流为(已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)()A.2IB.3IC.ID.无法确定B地,当通过电流为I,根据题意可知:地磁场、电流形成磁场、合磁场之间的关系为:当夹角为30°时,有:B1=kI=B地tan30°;当夹角为60°时,有:B2=kI1=B地tan60°联立两式解得:I1=3I,故A、C、D错误,B正确。
故选B。
2.(2018·江西南昌模拟)如图所示,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B,沿边缘内壁放一个圆环形电极A,把A、B分别与电源的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,现把玻璃皿放在如图所示的磁场中,液体就会旋转起来。
若从上向下看,下列判断正确的是()A.A接电源正极,B接电源负极,液体顺时针旋转B.A接电源负极,B接电源正极,液体顺时针旋转C.A、B与50 Hz的交流电源相接,液体持续旋转D.仅磁场的N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向不变A接电源正极,B接电源负极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心,玻璃皿所在处的磁场竖直向下,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿顺时针方向,因此液体沿顺时针方向旋转,故A正确;同理,若A接电源负极,B接电源正极,根据左手定则可知,液体沿逆时针方向旋转,故B错误;A、B与50Hz的交流电源相接,液体不会持续旋转,故C错误;若磁场的N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向变化,故D错误。
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第九章测试一、选择题(40分)：1－3题只有一项符合题目要求，4－10题有多项符合题目要求．1．(原创题)如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图．炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加热物体的作用从而煮食．因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．以下说法正确的是()A．最好使用铝锅或铜锅B．最好使用平底不锈钢锅或铁锅C．最好使用陶瓷锅或耐热玻璃锅D．在电磁炉与铁锅之间放一层白纸后无法加热解析选用陶瓷锅或耐热玻璃锅无法形成涡流，C选项错误；A、B选项中均能形成涡流，铜和铝的电阻率小，电热少，效率低，相对来说选用平底不锈钢锅或铁锅为最佳，A选项错误，B选项正确；由于线圈产生的磁场能穿透白纸到达锅底，在铁锅中产生涡流，能够加热，D选项错误．答案 B设置目的在新情境下考查涡流、及涡流形成的因素2．(2014·山东青岛)物理学家们长期以来一直试图用实验证实自然界中存在磁单极子，“磁单极子”是指只有S极或N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布．如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路，该回路放在装置中，可认为不受周围其他磁场的作用．设想有一个S极磁单极子沿abcd的轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是()A．回路中无感应电流B．回路中形成持续的abcda流向的感应电流C．回路中形成持续的adcba流向的感应电流D．回路中形成先abcda流向后adcba流向的感应电流解析若S磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通量增加，且磁场方向从右向左，所以由楞次定律可知，感应磁场方向从左向右，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向abcda；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从左向右，所以由楞次定律可知，感应磁场方向从左向右，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向abcda.因此线圈中产生的感应电流方向不变，B选项正确，其他选项错误．答案 B设置目的考查右手螺旋定则、楞次定律，及磁单极子的特征．同时注意磁体外部的感应线是从N极射出，射向S极．3．(2014·江苏镇江)如图所示，闭合矩形金属线圈abcd从一定高度自由下落进入一有界匀强磁场．bc边刚进入磁场时，线圈受到的安培力恰好等于其重力．已知磁场宽度和ab边长度相等．能反映bc边开始进入磁场到ad边刚出磁场的过程中，线圈中感应电流随时间变化规律的图像是(以逆时针方向为电流的正方向)()解析根据题设条件，作出如图所示的三个特殊的位置，由于线圈受到的安培力等于其重力，而磁场宽度和ab边长相等，即线圈进场和出场都做匀速运动．从位置1到位置2，bc边切割磁感线，根据右手定则，可知电流沿逆时针方向，大小恒定；从位置2到位置3，ad边切割磁感线，根据右手定则，可知电流沿顺时针方向，大小恒定，B项正确．答案 B设置目的考查部分导体切割磁感线、安培力、重力关系(线圈受到的安培力恰好等于其重力”条件下的感应电流与时间关系图像)4．(2015·河北唐山)如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0－t2时间()A．电容器C的电荷量大小始终没变B．电容器C的a板先带正电后带负电C．MN所受安培力的大小始终没变D．MN所受安培力的方向先向右后向左解析磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电容器C的电荷量大小始终没变，A 选项正确，B选项错误；由于磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，MN所受安培力的方向先向右后向左，C选项错误，D选项正确．答案AD设置目的考查法拉第电磁感应定律、含容电路5．(2014·北京顺义区)如图所示，铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上，一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落，然后从管内下落到水平桌面上．已知磁铁下落过程中不与管壁接触，不计空气阻力，下列判断正确的是()A．磁铁在整个下落过程中做自由落体运动B．磁铁在管内下落过程中机械能守恒C．磁铁在管内下落过程中，铝管对桌面的压力大于铝管的重力D．磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量解析磁铁在铝管中运动的过程中，铝管的磁通量发生变化，产生感应电流，磁铁受到向上的安培力的阻碍，铝管中产生热能，所以磁铁的机械能不守恒，磁铁做的是非自由落体运动，A、B选项错误；可将铝管看成无限多个闭合圆环，磁铁在整个下落过程中，由楞次定律知磁铁下方的和上方的线圈都对磁铁有向上的安培力，即铝管受到的安培力向下，则铝管对桌面的压力大于铝管的重力，C选项正确；磁铁在整个下落过程中，除重力做功外，还有安培力做负功，导致减小的重力势能，部分转化动能外，还有产生内能．所以根据能量转化和守恒定律可知：磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量．D选项正确．答案CD设置目的 考查法拉第电磁感应定律、楞次定律、能量转化与守恒定律6．(2015·河南长葛市)如图所示的甲、乙两个电路，电感线圈的自感系数足够大，且直流电阻非常小但不可忽略，闭合开关S ，待电路达到稳定后，灯泡均能发光．现将开关S 断开，这两个电路中灯泡亮度的变化情况可能是( )A ．甲电路中灯泡将渐渐变暗B ．甲电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗C ．乙电路中灯泡将渐渐变暗D ．乙电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗解析 S 断开，电感线圈L 产生自感，阻碍原电流的变化，L 相当于新回路的电源，甲图中流过灯泡的电流在I 灯＝I L 的基础上逐渐减小，甲灯泡会逐渐变暗，A 选项正确；乙图中，电流在I L 的基础上逐渐减小，若I L ＞I 灯，则会发现乙灯泡先闪亮后熄灭，D 选项正确．答案 AD设置目的 考查断电自感、灯泡能否闪亮的条件7．(2014·湖北宜昌)如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为l ，金属圆环的直径也是l ，圆环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的恒定速度v 穿过磁场区域．则下列说法正确的是( )A ．感应电动势的大小先增大后减小再增大再减小B ．感应电流的方向先逆时针后顺时针C ．金属圆环受到的安培力先向左后向右D ．进入磁场时感应电动势平均值E －＝12πBlv 解析 在圆环进入磁场的过程中，通过圆环的磁通量逐渐增大，根据楞次定律，可知感应电流的方向为逆时针方向，感应电动势E ＝Blv ，有效长度先增大后减小，所以感应电动势先增大后减小，同理可以判断出磁场时的情况，A 、B 选项正确；根据左手定则可以判断，进入磁场和出磁场时受到的安培力都向左，C 选项错误；进入磁场时感应电动势平均值E －＝ΔΦΔt ＝B ·14πl 2l v＝14πBlv ，D 选项错误． 答案 AB设置目的 考查楞次定律、电磁阻尼8．(2015·福建龙岩)矩形线圈abcd ，长ab ＝20 cm ，宽bc ＝10 cm ，匝数n ＝200，线圈回路总电阻R ＝5 Ω.整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过．若匀强磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图所示，则( )A ．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B ．线圈回路中产生的感应电流为0.4 AC ．当t ＝0.3 s 时，线圈的ab 边所受的安培力大小为0.016 ND ．在1 min 内线圈回路产生的焦耳热为48 J解析 由E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt 可知，由于线圈中磁感应强度的变化率ΔB Δt ＝20－5×10－20.3T/s ＝0.5 T/s 为常数，则回路中感应电动势为E ＝n ΔΦΔt＝2 V ，且恒定不变，A 选项错误；回路中感应电流的大小为I ＝E R＝0.4 A ，B 选项正确；当t ＝0.3 s 时，磁感应强度B ＝0.2 T ，则安培力为F ＝nBIl ＝200×0.2×0.4×0.2 N ＝3.2 N ，C 选项错误；1 min 内线圈回路产生的焦耳热为Q ＝I 2Rt ＝0.42×5×60 J ＝48 J ，D 选项正确．答案 BD设置目的 考查法拉第电磁感应定律、安培力、焦耳热9．(2014·上海虹口区)如图所示，在光滑的水平地面上，有两个磁感应强度大小均为B 、方向相反的水平匀强磁场，PQ 为两个磁场的竖直分界线，磁场范围足够大．一个半径为l 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向，以速度v 从位置Ⅰ开始向右运动，当圆环运动到位置Ⅱ(环直径刚好与分界线PQ 重合)时，圆环的速度为12v ，则下列说法正确的是( )A ．圆环运动到位置Ⅱ时电功率为B 2l 2v 2RB ．圆环运动到位置Ⅱ时加速度为4B 2l 2v mRC ．圆环从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，通过圆环截面的电荷量为πBl 2RD ．圆环从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，回路产生的电能为38mv 2 解析 圆环到达位置Ⅱ时回路中电流为I ＝2B ×2l ×12v R ＝2Blv R，此时的电功率应为P ＝I 2R ＝4B 2l 2v 2R ，A 选项错误；由牛顿第二定律，可得2BI ×2l ＝ma ，可得a ＝8B 2l 2v mR，B 选项错误；由能量守恒定律，可得12mv 2＝E 电＋12m (12v )2，解得E 电＝38mv 2，D 选项正确；由q ＝B ΔS R ＝πBl 2R ，C 选项正确．答案 CD设置目的 考查等效电路、法拉第电磁感应定律、功能关系10．(2015·北京西城区)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，底端接阻值为R 的电阻．将质量为m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示．除电阻R 外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( )A ．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB ．金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a →bC ．金属棒的速度为v 时，所受的安培力大小为F ＝B 2L 2v RD ．电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少解析 以棒为研究对象，设当棒下落距离为x 时，速度为v ，有mg －kx －B 2L 2v R＝ma ；由此可得，下落之初加速度为g ，A 选项正确；由右手定则判断得出，棒下落时，流过R 的电流方向为b →a ，B 选项错误；由能的转化与守恒，可得当棒下落x 时，有mgx －Q R －E p ＝12mv 2，D 选项错误． 答案 AC设置目的 考查电磁阻尼、能量守恒、牛顿运动定律、综合分析能力二、实验题(10分)11．在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图所示．它们是：①电流表；②直流电源；③带铁芯的线圈A；④线圈B；⑤开关；⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)．(1)试按实验的要求在实物图上连接(图中已连好一根导线)．(2)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在开关刚刚闭合时电流表指针右偏，则开关闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流表指针将________(填“左偏”“右偏”或“不偏”)．解析开关闭合时，电流表指针向右偏，说明B中磁通量增加时，产生的感应电流使指针向右偏．而如图接法，当滑动触头向C移动时，A回路中电流减小，通过B回路的磁通量减少，此时产生感应电流与开关闭合时相反，故指针向左偏．答案连接电路如图所示左偏设置目的考查产生感应电流的条件、实验连接的2个独立电路三、计算题(50分)12．(14分)如图所示，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d 的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场上边界相距d0.现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab 与导轨始终保持良好的电接触，且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计)．求：(1)棒ab 在离开磁场下边界时的速度；(2)棒ab 在通过磁场区的过程中产生的焦耳热；(3)试分析讨论ab 棒在磁场中可能出现的运动情况．解析 (1)设ab 棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v ，产生的电动势为E ＝BLv ，电路中电流I ＝E R ＋r ，对ab 棒，由平衡条件，得mg －BIL ＝0，解得v ＝mg R ＋r B 2L 2 (2)由能量守恒定律，得mg (d 0＋d )＝E 电＋12mv 2 解得E 电＝mg (d 0＋d )－m 3g 2R ＋r 22B 4L 4E 棒电＝r R ＋r [mg (d 0＋d )－m 3g 2R ＋r 22B 4L 4](3)设棒刚进入磁场时的速度为v 0，由mgd 0＝12mv 20，得v 0＝2gd 0 棒在磁场中匀速时速度为v ＝mg R ＋r B 2L 2，则 ①当v 0＝v ，即d 0＝m 2g R ＋r 22B 4L 4时，棒进入磁场后做匀速直线运动． ②当v 0<v ，即d 0<m 2g R ＋r 22B 4L 4时，棒进入磁场后做先加速后匀速直线运动． ③当v 0＞v ，即d 0＞m 2g R ＋r 22B 4L 4时，棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动．安培力就是电流在磁场中受到的力，因此安培力的功就是电流的功，安培力的功率就是电流的功率．答案 (1)mg R ＋r B 2L 2(2)E 棒电＝r R ＋r[mg (d 0＋d )－m 3g 2R ＋r 22B 4L 4](3)见解析设置目的 考查导体切割磁感线的运动及能量问题13．(6分)(2014·天津和平区)如图所示，水平放置的导体框架，宽L ＝0.50 m ，接有电阻R ＝0.20 Ω，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感应强度B ＝0.40 T ．一导体棒ab 垂直框边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动，框架和导体ab 的电阻均不计．当ab 以v ＝4.0 m/s 的速度向右匀速滑动时，求：(1)ab 棒中产生的感应电动势大小；(2)维持导体棒ab 做匀速运动的外力F 的大小．解析 (1)感应电动势E ＝Blv ＝0.4×0.5×4 V ＝0.8 V(2)导体棒ab 做匀速运动，安培力与外力相等F ＝BIL ＝B 2L 2v R＝0.8 N 答案 (1)0.8 V (2)0.8 N设置目的 考查在平面上的导体切割磁感线的动生电动势、安培力、力的平衡14．(8分)(2015·安徽马鞍山市)如图所示，MN 、PQ 为间距L ＝0.5 m 足够长的平行导轨，NQ ⊥MN ，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°，N 、Q 间连接一个R ＝5 Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B 0＝1 T ．将一根质量为m ＝0.05 kg 的金属棒ab 紧靠NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ 平行．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，当金属棒滑行至cd 处时已经达到稳定速度，cd 距离NQ 为s ＝1 m ．求：(g ＝10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)当金属棒滑行至cd 处时回路中的电流多大？(2)金属棒达到的稳定速度是多大？解析 (1)“当金属棒滑行至cd 处时已经达到稳定速度”，达到稳定速度时，有F A ＝B 0IL ，将三维图转化为二维图，受力分析可知mg sin θ＝F A ＋μmg cos θ，代入数据，解得I ＝0.2 A(2)E ＝B 0Lv ，I ＝E R ，解得v ＝IR B 0L ＝0.2×51×0.5m/s ＝2 m/s 答案 (1)0.2 A (2)2 m/s设置目的 考查在斜面上的导体切割磁感线的电动势、电流、安培力、受力平衡与极值15．(10分)(2014·福建)如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为L 、宽为d 、高为h .上下两面是绝缘板，前后两侧面M 、N 是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S 和定值电阻R 相连．整个管道置于磁感应强度大小为B ，方向沿z 轴正方向的匀强磁场中．管道内始终充满电阻率为ρ的导电液体(有大量的正、负离子)，且开关闭合前后，液体在管道内进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率v 0沿x 轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变．调整矩形管道的宽和高，但保持其他量和矩形管道的横截面积S ＝dh 不变，求电阻R 可获得的最大功率P m 及相应的宽高比d h 的值．解析 电阻R 获得的功率为P ＝I 2R ＝(Bdv 0R ＋ρd Lh)R ＝(BLSv 0LhR ＋ρd )2R ；由于(LhR )·(ρd )＝ρSLR 为定值，故当LhR ＝ρd 时，分母值最小，功率有极大值．当d h ＝LR ρ时，电阻R 获得的最大功率为P m ＝(BLSv 0LhR ＋ρd)2R ＝(BLSv 02ρd )2ρd Lh ＝LSv 20B 24ρ 答案 d h ＝LR ρ P m ＝LSv 20B 24ρ设置目的 考查物理建模能力、综合分析能力、极值求解学法指导 令y ＝LhR ＋ρd ＝LhR ＋ρS h ，y ′＝LR －ρS h 2＝0时，y 有极小值，即d h ＝LR ρ时，P m ＝LSv 20B 24ρ.若用R ＝r 时输出功率有极大值是使用了一个二级结论而已． 16．(12分)有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示．该机底面固定有间距为L 、长度为d 的平行金属电极，电极间充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R .绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻．若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U ，求：(1)橡胶带匀速运动的速率；(2)电阻R 消耗的电功率：(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功．解析 (1)设电动势为E ，橡胶带运动速率为v ，由E ＝BLv ，由于不计金属电阻有E ＝U ，得v ＝U BL(2)设电功率为P ，则P ＝U 2R(3)设电流为I ，安培力为F ，克服安培力做的功为W ，I ＝U R，F ＝BIL ，W ＝Fd ，得W ＝BLUd R答案 (1)U BL (2)U 2R (3)BLUd R设置目的 考查物理建模能力、综合分析能力。
高三物理一轮复习第九章电磁感应章末检测提升
文档从网络中收集，已重新整理排版rord版木町编辑•欢迎卜•载支持.第九章电磁感应一、选择题（本大题共10小题，共40分.在每小题给出的四个选项中，有一个或一个以上选项符合题目要求，全部选对的得4 分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分）1.如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固龙在匀强磁场中•磁场方向与轨道所在平而垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位宜释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于棒中的感应电流情况，正确的是导学号36280481B.先有从b到a的电流，后有从&到5的电流C.始终有从b到&的电流D.始终没有电流产生答案：D解析：ab与被其分割开的每个圆环构成的回路，在ab棒运动过程中，磁通量都保持不变，无感应电流产生.2.法拉第发明了世界上第一台发电机一一法拉第圆盘发电机.如图所示，用紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中, 圆盘圆心处固泄一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路.转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转.下列说法正确的是（）A.回路中电流的大小变化，方向不变B.回路中电流的大小不变，方向变化C.回路中电流的大小和方向都周期性变化D.回路中电流的方向不变.从，导线流进电流表文档从网络中收集，已重新整理排版rord 版木町编辑•欢迎卜•载支持. 答案：D解析：圆盘辐向垂直切割磁感线，由E=*Br ・）可得，电动势 的大小一左，则电流的大小一泄；由右手泄则可知，电流方向从圆 盘边缘流向圆心，电流从b 导线流进电流表，选项。
正确.3. （多选）闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧是电阻为r 的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场5中；左侧是光滑的倾 角为°的平行导轨，宽度为丛其电阻不计.磁感应强度为5的 匀强磁场垂直导轨平而向上，且只分布在左侧，一个质量为皿 连 入电路中电阻为斤的导体棒此时恰好能静上在导轨上，分析下述判 断正确的是答案:ABC解析：由导体棒静止和左手泄则可知，导体棒上的电流从b 到 a,根据电磁感应左律可得，£项正确；根据共点力平衡知识，导体 棒ab 受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力，即mgs 力0 , 万项正确；根据mgs 力0 =B ：Id,解得1=哩爭丄，Q 项正确：圆 D ：a形导线的电热功率等于1—（喘丄吴4齧*, Q 项错 误・4. 两块水平放置的金属板间的距离为丛用导线与一个力匝线 圈相连，线圈电阻为，线圈中有竖直方向的磁场，电阻斤与金属 板连接，如图所示，两板间有一个质量为皿 电荷量为+ q 的油滴 恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度万的变化情况和磁通量的变 化率分别是导学号36280483（ ）C-回路中的感应电流为 /ggsinD.圆形导线中的电热功率为mg sin Rd 0-(r+旳 )也可以方向A.向下均匀减弱B.导体棒ab 受到的安培力大小为mgsin （）文档从网络中收集，已重新整理排版rord 版木町编辑•欢迎卜•载支持.解析：由平衡条件知，下金属板带正电，故电流应从线圈下端 流岀，等效电路如图所示，由楞次定律可以判定磁感应强度B 为竖 直向上且正减弱或竖直向下且正增强，故小。
【湘教考苑】2016届高三(人教版)一轮复习物理-第1章课件 第1单元
(3)速度是矢量,方向就是物体位移的方向,表示物体在时间 Δt 内的平 均快慢程度. 2.瞬时速度 (1)定义:运动物体在某一时刻或某一位置的速度,表示物体在某一位置 或某一时刻的快慢程度. (2)速率:瞬时速度的大小叫速率. 3.平均速率:指物体在某段时间内通过的路程和所用时间的比值.平均 速率是标量,但并不是平均速度的大小.
要点研析突破
关于质点和参考系,下列说法正确的是( ) A.当研究护航舰艇的行进路线时,能将其看做质点 B.凡是体积较大的物体,都不能看做质点 C.跳水运动员在下落过程中,感觉水面在上升 D.参考系必须是固定不动的物体 思维导引①物体可看做质点的条件是什么?②参考系的概念是什么?③一 般把什么物体看成参考系? 解析: 能否把物体看成质点与物体的大小无关,与物体所处的具体环境有关, 护航舰艇是放在无际的海洋这个环境中研究行进路线的,可看做质点,A 项 对,B 项错;一般情况下,参考系的选取是任意的,以跳水运动员为参考系,水 面在上升,C 项对,D 项错. 答案： AC 感悟提升:能否把物体看成质点主要是看物体形状是否对所研究的问题有 影响.参考系的选取是任意的,一般选没有加速度的物体作为参考系.
要点研析突破
3.关于速度和加速度的关系,以下说法正确的有( ) A.加速度方向为正时,速度一定增加 B.加速度方向为负时,速度可能增加 C.加速度方向保持不变,速度方向一定保持不变 D.加速度方向保持不变,速度方向可能改变 解析:速度是否增加,与加速度的正负无关,只与加速度与速度的方向是否相 同有关,故 A 项错,B 项对;当加速度与速度方向相反时,物体可能做先正向 减速后反向加速的运动,如竖直上抛运动. 答案:BD
最新考纲提示 1.参考系、质点(Ⅰ) 2.位移、速度和加速度(Ⅱ) 3.匀变速直线运动及其公 式、图象(Ⅱ) 4.实验:研究匀变速直线运 动
【湘教考苑】2016届高三(人教版)一轮复习物理-第3章课件 9单元
A.都等于
D.0 和
MA MB g MB 2
解析：当线剪断的瞬间，弹簧的伸长状态不变，A 受合外力还是 0 ，A 的 加速度仍为 0 ，对 B 进行受力分析： 线剪断前：F 线 ＝MBg sin θ＋F 弹 F 弹＝MAg sin θ. 线剪断瞬间：B 受合外力为 F 合＝MBg sin θ ＋F 弹 ＝MBa B 所以 a B＝ 答案：D
要点研析突破
5.如图所示,质量为 m 的小球用水平轻弹簧系住, 并用倾角为 30° 的光滑木板 AB 托住,小球恰好处 于静止状态.当木板 AB 突然向下撤离的瞬间,小球 的加速度大小为( ) A.0 B.
2 3 g 3
C.g
������������
D. 3 g
2 3 mg,所以撤离木板后, 3
3
运动情况 a= 0 a 的方向竖直向上 a 的方向竖直向下 a=g 超重、失重 不超重、不失重 超重 失重 完全失重 视重 F=mg F=m(g+a) F=m(g-a) F= 0
2.物体处于超重或失重时的运动情况 (1)超重时,物体向上加速或向下减速; (2)失重时,物体向下加速或向上减速.
要点研析突破
要点研析突破
2.举重运动员在地面上能举起 120 kg 的重物， 而在运动着的升降机中却只 能举起 100 kg 的重物，求： (1)升降机运动的加速度； (2)若在以 2.5 m/s2 的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多 大的重物？(g 取 10 m/s2) 解析： 运动员在地面上能举起 m0＝120 kg 的重物， 则运动员能发挥的向上 的最大支撑力 F＝m 0g＝1 200 N. (1)在运动着的升降机中只能举起 m1＝100 kg 的重物，可见该重物超重了， 升降机应具有向上的加速度， 设此加速度为 a1， 对物体由牛顿第二定律得： F-m1g ＝m1a 1，解得 a1＝2 m/s2. (2)当升降机以 a 2＝2.5 m/s2 的加速度加速下降时，重物失重，设此时运动 员能举起的重物质量为 m2 对物体由牛顿第二定律得：m2g-F＝m2a 2 解得：m2＝160 kg. 答案：(1)2 m/s2 (2)160 kg
高三物理人教版一轮教师用书第9章章末专题复习含解析
(对应学生用书第179页)[知识结构导图][导图填充]①F IL ②N 极 ③强弱 ④磁场方向 ⑤BIL ⑥q v B ⑦m v qB ⑧2πm qB[思想方法]1．模型法2．合成法3．识图法4．图解法[高考热点]1．磁场的叠加2．带电粒子在有界匀强磁场中的运动3．带电粒子在复合场中的运动4．实例分析数学技巧|磁场中的几何知识1．概述高中物理要求学生具备数学知识解决物理问题的能力．当带电粒子在磁场中运动时，主要应用平面几何知识，这部分数学知识理解并不困难，关键是灵活的运用．常用的数学知识有：勾股定理，直角三角形的性质，等腰三角形的性质，三角函数，对称性分析，圆的常用几何性质等．2．关键点该类问题的关键点是确定圆心，找出半径和确定圆心角，常有三种情况：(1)已知粒子两个速度的方向时，画两个速度方向的垂线，交点即圆心，因为这是两处洛伦兹力的方向交点；(2)已知粒子在某点的一个速度方向，还有过该点粒子轨迹上的一条弦时，作弦的中垂线，中垂线和速度垂线的交点，即为圆心；(3)已知粒子的一个速度方向和粒子运动的轨迹半径R时，在这个速度的垂线上，通过垂足找出一个半径R的长度，便可以找到圆心．如图9-1所示，真空中有一个点状的放射源P，它能向各个方向发射速率都相同的同种正粒子，ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC＝1 m，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ＝52m(只研究与放射源P和直线ab在同一个平面内的粒子的运动)，当直线ab以上区域只存在垂直平面向里、磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场时，放射源P水平向左射出的粒子恰到达Q点；当直线ab以上区域只存在平行于纸面的匀强电场时，沿不同方向发射的粒子若能到达ab直线，则到达ab直线时它们的速度大小都相等，已知放射源P水平向左射出的粒子也恰好到达Q点，粒子比荷为qm＝1×106C/kg，粒子重力不计．图9-1(1)求粒子的发射速率；(2)当仅加上述电场时，求到达ab直线上粒子的速度大小和电场强度的大小(结果可用根号表示)；(3)当仅加上述磁场时，求粒子从P 运动到直线ab 所用的最短时间．【自主思考】(1)对ab 以上只存在匀强磁场时，由P 水平向左射出的粒子恰到达Q 点，如何确定这个过程的圆心？[提示] 作PQ 的中垂线，交PC 于一点，即为圆心．(2)对该题的第(3)问，最短时间对应什么情况？[提示] PC 为其运动轨迹的一条弦．[解析](1)作PQ 的中垂线交PQ 、PC 于A 、O 两点，O 点即为圆心，设圆的半径为r ，由相似三角形知识有QC PQ ＝AO r由直角三角形知识有AO ＝r 2－P A 2对粒子由牛顿第二定律得q v 0B ＝m v 20r解以上方程并代入数据得v 0＝1.25×106 m/s.(2)因所有粒子到达ab 直线的速度大小相等，故电场的方向应由P 指向C ，水平向左发射的粒子应做类平抛运动，所以QC ＝v 0t ，PC ＝12·qE m ·t 2，v ＝v 20＋⎝ ⎛⎭⎪⎫qE m ·t 2联立解以上方程并代入数据得v ＝5174×106 m/sE ＝1.25×107 V/m.(3)从P 运动到直线ab 所用时间最短的粒子，PC 必为其运动轨迹的一条弦，由几何关系得sin ∠PO ′P 1＝PP 1PO ′＝45，所以∠PO ′P 1＝53°，得∠PO ′C ＝106°则其运动时间t ＝106°360°·2πm qB ＝53π180×10－6 s ＝9.2×10－7 s. [答案](1)1.25×106 m/s (2)5174×106 m/s 1.25×107 V/m(3)9.2×10－7 s[突破训练]1．如图9-2所示，纸面内有E 、F 、G 三点，∠GEF ＝30°，∠EFG ＝135°.空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外．先使带有电荷量为q (q >0)的点电荷a 在纸面内垂直于EF 从F 点射出，其轨迹经过G 点，再使带有同样电荷量的点电荷b 在纸面内与EF 成一定角度从E 点射出，其轨迹也经过G 点．两点电荷从射出到经过G 点所用的时间相同，且经过G 点时的速度方向也相同．已知点电荷a 的质量为m ，轨道半径为R ，不计重力．求：图9-2 (1)点电荷a 从射出到经过G 点所用的时间；(2)点电荷b 的速度的大小.【导学号：84370429】[解析](1)设点电荷a 的速度大小为v ，由牛顿第二定律得q v B ＝m v 2R ①由①式得v ＝qBR m ②设点电荷a 的运动周期为T ，有T ＝2πm qB ③如图，O 和O 1分别是a 和b 的圆轨道的圆心．设a 在磁场中偏转的角度为θ，由几何关系可得：θ＝90° ④故a 从开始运动到经过G 点所用的时间t 为：t ＝πm 2qB .⑤(2)设点电荷b 的速度大小为v 1，轨道半径为R 1，b 在磁场中的偏转角度为θ1，依题意有：t ＝R 1θ1v 1＝Rθv ⑥由式⑥得：v 1＝R 1θ1Rθv ⑦由于两轨道在G 点相切，所以G 点的半径OG 和O 1G 在同一直线上．由几何关系和题给条件可得θ1＝60° ⑧R 1＝2R⑨联立②④⑦⑧⑨解得v 1＝4qBR 3m .[答案](1)πm 2qB (2)4qBR 3m物理方法|带电粒子在交变电、磁场中运动问题的解法带电粒子在交变复合场中的运动问题的基本思路：如图9-3(a)所示的xOy 平面处于变化的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E 和磁感应强度B 随时间做周期性变化的图象如图(b)所示，y 轴正方向为E 的正方向，垂直于纸面向里为B 的正方向．t ＝0时刻，带负电粒子P (重力不计)由原点O 以速度v 0沿y 轴正方向射出，它恰能沿一定轨道做周期性运动．v 0、E 0和t 0为已知量，图(b)中E 0B 0＝8v 0π2，在0～t 0时间内粒子P 第一次离x 轴最远时的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2v 0t 0π，2v 0t 0π.求：图9-3 (1)粒子P 的比荷；(2)t ＝2t 0时刻粒子P 的位置；(3)带电粒子在运动中距离原点O 的最远距离L .[解析](1)0～t 0时间内粒子P 在匀强磁场中做匀速圆周运动，当粒子所在位置的纵、横坐标相等时，粒子在磁场中恰好经过14圆周，所以粒子P 第一次离x 轴的最远距离等于轨道半径R ，即R ＝2v 0t 0π① 又q v 0B 0＝m v 20R② 代入E 0B 0＝8v 0π2解得q m ＝4v 0πE 0t 0. ③(2)设粒子P 在磁场中运动的周期为T ，则T ＝2πR v 0④ 联立①④解得T ＝4t 0 ⑤即粒子P 做14圆周运动后磁场变为电场，粒子以速度v 0垂直电场方向进入电场后做类平抛运动，设t 0～2t 0时间内水平位移和竖直位移分别为x 1、y 1，则x 1＝v 0t 0＝2πR 4＝πR 2⑥ y 1＝12at 20，其中加速度a ＝qE 0m ⑦由③⑦解得y 1＝2v 0t 0π＝R ，因此t ＝2t 0时刻粒子P 的位置坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋ππv 0t 0，0，如图中的b 点所示．(3)分析知，粒子P 在2t 0～3t 0时间内，电场力产生的加速度方向沿y 轴正方向，由对称关系知，在3t 0时刻速度方向为x 轴正方向，位移x 2＝x 1＝v 0t 0；在3t 0～5t 0时间内粒子P 沿逆时针方向做匀速圆周运动，往复运动轨迹如图所示，由图可知，带电粒子在运动中距原点O 的最远距离L 即O 、d 间的距离L ＝2R ＋2x 1⑧解得L ＝2＋ππ2v 0t 0.[答案](1)4v 0πE 0t 0 (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋ππv 0t 0，0 (3)2＋ππ2v 0t 0[突破训练]2．(多选)(2018·西安模拟)某一空间存在着磁感应强度为B 且大小不变、方向随时间t 做周期性变化的匀强磁场，其变化规律如图9-4甲所示，规定垂直纸面向里的磁场方向为正．为了使静止于该磁场中的带正电的粒子能按a →b →c →d →b →e →f 的顺序做如“∞”字形的曲线运动(即如图乙所示的轨迹)，下列办法可行的是(粒子只受磁场力的作用，其他力不计)( )【导学号：84370430】图9-4 A ．若粒子的初始位置在a 处，在t ＝3T 8时给粒子一个沿切线方向水平向右的初速度B ．若粒子的初始位置在f 处，在t ＝T 2时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度C ．若粒子的初始位置在e 处，在t ＝11T 8时给粒子一个沿切线方向水平向左的初速度D ．若粒子的初始位置在b 处，在t ＝T 时给粒子一个沿切线方向竖直向上的初速度AD[要使粒子的运动轨迹如题图乙所示，粒子做圆周运动的周期应为T0＝T2；对A项，t＝3T8时磁场向里，由左手定则可知，粒子经T8时间沿圆弧ab运动到b，此时磁场方向改变，粒子沿b→c→d→b运动到b点，磁场方向改变，粒子沿b→e→f→a运动，满足题目要求，选项A正确；对B项，t＝T2时磁场向外，由左手定则知粒子将离开圆弧向左偏转，选项B错误；对C项，t＝11T 8时磁场垂直纸面向里，粒子沿e→f运动T8时间后磁场方向改变，粒子在f点离开圆弧向左偏转，选项C错误；对D项，t＝T时磁场向里，粒子沿b→e→f→a→b运动一周到b点时磁场方向改变，沿b→c→d→b运动，符合题意，选项D正确．]高考热点|带电粒子在复合场中的运动1．高中阶段所涉及的复合场有四种组合形式，即：①电场与磁场的复合场；②磁场与重力场的复合场；③电场与重力场的复合场；④电场、磁场与重力场的复合场．2．带电粒子在复合场中的运动性质取决于带电粒子所受的合力及初速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析．当带电粒子在复合场中所受的合力为零时，带电粒子做匀速直线运动(如速度选择器)；当带电粒子所受的重力与电场力等值、反向，由洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动；当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度的方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，运动轨迹也随之不规律地变化．因此，要确定粒子的运动情况，必须明确有几种场，粒子受几种力，重力是否可以忽略．(2018·石家庄模拟)如图9-5所示，在y轴的右方有一磁感应强度大小为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴的下方有一方向平行x轴向左的匀强电场．现有一质量为m、电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速，并从y轴的A点垂直y轴进入第一象限，而后从x轴上的P处以与x 轴正方向夹角为60°的方向进入第四象限，最后到达y 轴上的Q 点(图中未画出)．已知电场的电场强度大小E ＝B qU 6m ，不考虑粒子受到的重力．求：图9-5 (1)A 点的坐标；(2)粒子到达Q 点时的速度大小．[题眼点拨] ①粒子在电场中加速或偏转可由动能定理求速度；②求A 点坐标应求出半径，结合几何关系再求坐标；③粒子由P 到Q 只有电场力做功．[解析](1)粒子在加速电场中做加速运动，有：qU ＝12m v 20粒子在第一象限的磁场中做匀速圆周运动，有：q v 0B ＝m v 20r由几何关系可知，A 点的纵坐标：y A ＝r (1－cos 60°) 解得：y A ＝12B 2mU q即A 点的坐标为：⎝ ⎛⎭⎪⎫0，12B2mU q . (2)粒子从P 点到Q 只有电场力做功，由动能定理：12m v 2Q ＝12m v 20＋qEx P 式中：qU ＝12m v 20，由几何关系可知：x P ＝r cos 30°解得：v Q ＝3qU m . [答案](1)⎝ ⎛⎭⎪⎫0，12B2mU q (2)3qU m [突破训练]3．(多选)如图9-6甲所示，绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O 点，另一端连接带正电的小球，小球所带的电荷量为q ＝6×10－7 C ，在图示坐标中，电场方向沿竖直方向，坐标原点O 的电势为零．当小球以2 m/s 的速率绕O 点在竖直平面内做匀速圆周运动时，细绳上的拉力刚好为零．在小球从最低点运动到最高点的过程中，轨迹上每点的电势φ随纵坐标y 的变化关系如图乙所示，重力加速度g 取10 m/s 2.则下列判断正确的是( )【导学号：84370431】图9-6 A ．匀强电场的场强大小为3.2×106 V/mB ．小球重力势能增加最多的过程中，电势能减少了2.4 JC ．小球做顺时针方向的匀速圆周运动D ．小球所受的洛伦兹力的大小为3 NBD [由匀强电场的场强公式E ＝U d 结合图象乙，可得E ＝2×1060.4 V/m ＝5×106V/m ，故A 错误；由功能关系W电＝－ΔE p ，W 电＝qU ＝6×10－7×4×106 J ＝2.4 J ，即电势能减少了2.4 J ，故B 正确；当小球以2 m/s 的速率绕O 点在竖直平面内做匀速圆周运动时，细绳上的拉力刚好为零，说明是洛伦兹力提供向心力，由左手定则得小球应该是逆时针方向做圆周运动，故C 错误；重力和电场力是一对平衡力，有qE ＝mg ，得m ＝qE g ＝0.3 kg ，由洛伦兹力提供向心力可知洛伦兹力为f ＝m v 2R ＝0.3×220.4 N ＝3 N ，故D 正确．故选B 、D.]规范练高分——带电粒子在匀强磁场中的运动问题。
【湘教考苑】2016届高三(人教版)一轮复习物理-第9章课件 27单元
= BL2ω.相当于棒的中点以平均速率 v= Lω 平动切割
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1 2
时产生的感应电动势.
要点研析突破
3.线圈绕垂直于磁场的轴转动时的切割 :如图所示,矩形线圈的长、 宽分 别为 L1、L2,所围面积为 S,向右的匀强磁场的磁感应强度为 B,线圈绕图示 的轴以角速度 ω 匀速转动.线圈的 ab、 cd 两边切割磁感线,产生的感应电动 势相加可得 E=BSω.如果线圈由 n 匝导线绕制而成,则 E=nBSω.从图示位置 开始计时,则感应电动势的即时值为 e=nBSωcosωt .该结论与线圈的形状和 转动轴的具体位置无关(但是轴必须与 B 垂直).
是法拉第
电磁感应定律的一种具体表现形式 . 2.导体棒垂直于匀强磁场转动切割 :如图所示, 磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外, 长为 L 的金属棒 Oa 以 O 为中心在该平面内以角 速度 ω 逆时针匀速转动.在时间 Δt 内导体棒“扫过 的面积”为 ΔS= L2ωΔt,由法拉第电磁感应定律得, 感应电动势 E=B
基础自主梳理
2.法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的 磁通量的变化率成正比. (1)公式 E=n Δ������ .式中 n 表示线圈的匝数,ΔΦ 表示穿过每一匝线圈的磁 通量的变化量,Δt 表示磁通量变化 ΔΦ 所对应的时间. (2)部分导体切割磁感线运动时产生的感应电动势:E=BLv,该式成立的 条件是 B⊥L⊥v(三个量互相垂直).式中 L 是导体的有效长度,v 若是平均速度, 则 E 为平均电动势;若 v 为瞬时速度,则 E 为瞬时电动势,若 v 与 B 不垂直时, 设二者夹角为 θ,则 E=BLvsinθ. (3)一段长为 L 的导体,在匀强磁场 B 中,以角速度 ω 垂直于磁场的方向 绕导体的一端做切割磁感线运动,则导体中的感应电动势为 E= BL2ω. 感应电流的大小与什么因素有关,怎样计算? 提示:若电路是纯电阻电路,感应电流的大小与感应电动势 E、整个电 路上的总电阻有关,计算依据是闭合电路的欧姆定律,即 I=
【湘教考苑】2016届高三(人教版)一轮复习物理-第10章检测分析
一、选择题 (本大题共 10小题 ,共 40分 .在每题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项是正确的 ,有的小题有多个选项是正确的.所有选对的得 4 分 ,选对但不全的得 2 分 ,有选错或不选的得 0 分)1.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动,关于线圈中产生的沟通电()A. 沟通电的周期等于线圈转动周期B.沟通电的频次等于线圈的转动频次的两倍C.线圈每次经过中性面 ,沟通电改变一次方向D.线圈每次经过中性面地点,沟通电达到最大值2.一沟通电压为u= 1002sin100πt V,由此表达式可知 ()A. 用电压表测该电压其示数为100VB.该沟通电压的周期为 0.02sC.将该电压加在“100V,100W ”的灯泡两头 ,灯泡的实质功率小于 100WD.t= 1/400s 时 ,该沟通电压的刹时价为50V3.电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如下图.现把沟通电加在电阻为 9 Ω的电热丝上，以下判断正确的选项是（）A. 线圈转动的角速度ω＝ 100 rad/sB.在 t＝ 0.01 s 时辰，穿过线圈的磁通量最大C.电热丝两头的电压 U＝ 100 2 VD.电热丝此时的发热功率P＝1 800 W4.一台发电机的构造表示图如下图,此中 N 、S 是永远磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状 .M 是圆柱形死心 ,死心外衣有一矩形线圈,线圈绕死心 M 中心的固定转轴匀速转动.磁极与死心之间的空隙中形成方向沿半径的辐向磁场.若从图示地点开始计时电动势为正当,下列图象中能正确反应线圈中感觉电动势 e 随时间 t 变化规律的是 ()5.图甲、图乙分别表示两种电压的波形,此中图甲所示电压按正弦规律变化.以下说法正确的是()A. 图甲表示沟通电,图乙表示直流电B.两种电压的有效值相等C.图甲所示电压的刹时价表达式为u= 311sin100πt V1D.图甲所示电压经匝数比为10∶ 1 的变压器变压后,频次变成本来的106.(2014·江西红色六校联考 )在如图甲所示的电路中，A1、A2、A3为同样的电流表，C为电容器，电阻 R1、R2、R3的阻值同样，线圈 L 的电阻不计 .在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化规律如图乙所示，则在t1～t2时间内（）A.电流表 A 1的示数比 A2的小B.电流表 A 2的示数比 A 3的小C.电流表 A 1和 A 2的示数同样D.电流表的示数都不为零7.一矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动,形成如下图的交变电动势图象,根据图象供给的信息 ,以下说法正确的选项是 ()A. 线圈转动的角速度为100rad/s3B.电动势的有效值 14.1VC.t= 1.0×10-2s 时 ,线圈平面和磁场方向的夹角为30°D.t= 1.5×10-2 s 时 ,穿过线圈平面的磁通量最大8.( 2014·辽宁五校联考)如下图,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,内阻不计,绕OO'轴在水平方向的磁感觉强度为 B 的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动 ,从图示地点开始计时 ,矩形线圈经过滑环接一理想变压器,滑动触头 P 上下挪动时可改变输出电压,副线圈接有可调电阻 R,以下判断正确的选项是()A. 矩形线圈产生的感觉电动势的刹时价表达式为e=NBSωcosωtB.矩形线圈从图示地点经过时间时 ,经过电流表的电荷量为 02C.当 P 地点不动 ,R 增大时 ,电压表读数也增大D.当 P 地点向上挪动、R 不变时 ,电流表读数减小9.(2014·开封联考 )理想自耦变压器的原线圈接犹如图甲所示的正弦式交变电压，副线圈接有可调电阻R，触头P 与线圈一直接触优秀，以下判断正确的是（）A. 交变电源的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u＝U 0 cos 100πtB.若仅将触头 P 向 A 端滑动，则电阻 R 耗费的电功率增大C.若仅使电阻R 增大，则原线圈的输入电功率增大D.若使电阻R 增大的同时，将触头P 向 B 端滑动，则经过 A 处的电流必定增大10.如下图的地区内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感觉强度为 B.电阻为 R、半径为L、圆心角为 45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω 匀速转动(O轴位于磁场界限).则线框内产生的感觉电流的有效值为()BL2B.22BL2A. 2 BL C. 2BL D.2R2R4R4R二、填空与实验题 (本大题共 2 小题 ,共 10 分 .把答案填在题中的横线上或依照题目要求作答)11.(4分)(1)某同学为一城市设计路灯自动控制电路.要求路灯白日自动熄灭,夜晚自动开启 .请你利用所学过的相关传感器的知识在图中帮他连结好这个自动控制电路.(2) 某小组用调压变压器供电测定和描述一只标有“220V,40W ”的白炽灯灯丝的伏安特征曲线 .该变压器只有一组线圈 ,绕在闭合的环形死心上,输入端接 220V 沟通电源的火线与零线 ,输出端有一个滑片 P,挪动它的地点 ,就能够使输出电压在0~250V 之间连续变化 ,图中画出了调压变压器的电路图符号 .实验室备有沟通电压表(量程 300V 、内阻约 20kΩ),沟通电流表 (量程 0.6A 、内阻约 10Ω),滑动变阻器 ,开关 ,导线等实验器械 .请在图中达成实验电路图 .(要求在额定电压下测得的数据偏差尽量小)12.(6分)如图甲、乙、丙、丁所示是四种常有的电容式传感器表示图.电容器的电容 C 决定于极板正对面积 S、极板间距离 d 以及极板间的电介质这几个要素.假如某一物理量变化能引起上述某个要素的变化 ,进而惹起电容的变化 ,那么 ,经过测定电容器的电容就能够确立该物理量的变化 .(1) 图甲可用来测定角度θ,当动片与定片之间的角度θ变大时大”“变小”或“不变”).,可使电容C(填“变(2)图乙可用来测定液面高度 h.在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放入导电液体中 ,导线芯和导电液体组成电容器的,导线芯外面的绝缘物质就是可使电容 C(填“变大”“变小”或“不变”)..液面高度h 变大时 ,(3) 图丙能够测定.它是经过改变而使电容 C 发生变化的(4) 图丁能够测定位移x.它是经过改变极板间的,而使电容 C 发生变化的 .三、计算题 (本大题共 4 小题 ,共 50 分 .解答应写出必需的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不可以得分.有数值计算的题,答案中一定明确写出数值和单位)13.(10分)一正弦交变电压的电压u 随时间 t 变化的规律如下图.. .(1) 写出该交变电压的刹时价表达式;(2)求出该交变电压的有效值 ;(3)将该交变电压接在匝数比为1∶ 2 的理想变压器原线圈上 ,副线圈给 R=16Ω的小灯泡供电 ,求灯泡耗费的功率 .14.（ 14 分） (2014·洛阳要点高中联考 )三峡水利枢纽工程是流域治理开发的要点工程，是中国规模最大的水利工程 .枢纽控制的流域面积为1×106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年均匀流量 Q＝4.51 ×1011 m3.水利枢纽的主要任务包含防洪、发电、航运三方面.在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26 台，总装机容量即 26 台发电机组同时工作时的总发电功率 P＝ 1.82 ×107 kW.年均匀发电量约为 W ＝ 8.40 ×1010 kW·h，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地域的供电紧张场面.阅读上述资料，解答以下问题 (水的密度ρ＝ 1.0 ×103kg/m 3，重力加快度g 取 10 m/s2).(1) 请画出远距离输电的原理图并在其上用相应的符号注明相应的物理量.(2)若三峡电站上、下游水位差按 H＝ 100 m 计算，试推导三峡电站将水流的势能转变成电能的效率η的公式并计算出效率η的数值 .(3) 若 26 台发电机组所有发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组均匀年发电时间t 为多少天？(4) 将该电站的电能输送到华中地域，输电功率P1＝4.5 ×106kW ，采纳超高压输电，输电电压 U ＝ 500 kV ，而发电机输出的电压约为U0＝ 18 kV ，要使输电线上消耗的功率为输送电功率的 5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数之比和输电线路的总电阻.15.(12分)如图是变压器电路,若变压器功率损失不计,加在原线圈上的电压U 1= 3300V,输出电压 U 2= 220V,绕过铁芯的导线所接电压表示数为2V,则 :(1)原副线圈匝数 n1、 n2分别为多少 ?(2)当 S 断开时 ,电流表 A 2的示数 I2= 5A, 则电流表 A 1的示数 I1多大 ;(3)当 S 闭合时 ,电流表 A 1示数怎样变化 ?16.（ 14 分）沟通发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴2动.一小型发电机的线圈共220 匝，线圈面积S＝ 0.05 m ，线圈转动的频次为OO′匀速转50 Hz ，线圈内阻不计，磁场的磁发出的沟通电带工作，需在发电机变压器，电路如图(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串连的沟通电流表的示数为多大？感觉强度 B ＝2T.为了用此发电机所动两个标有“220V,11 kW”的电机正常的输出端 a、b 与电机之间接一个理想所示，求：参照答案1.分析 :线圈转动一周 ,沟通电周期性改变一次,因此线圈的转动周期、频次等于沟通电的周期、频次 .线圈经过中性面时,沟通电方向改变一次,此时的感觉电流为零,故 A、C 两项正确 .答案 :AC2,分析 :电压有效值为100V,故用电压表测该电压其示数为100V,A 项正确 ;ω= 100πrad/s,则周期T=2= 0.02s,B 项正确 ;该电压加在“100V,100W ”的灯泡两头 ,灯泡恰巧正常工作,C 项错;t= 1/400s 代入刹时价表达式得电压的刹时价为100V,D 项错 .答案 :AB3.分析：由题图能够看出该交变电流的周期T＝0.02 s，则角速度ω＝2＝2rad/s＝ 100 πT0.02rad/s，A 项错 .t ＝0.01 s 时辰，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为零， B 项错.电热丝两头电压为路端电压R U＝99U m＝ 902V，故 C 项错 .依据电功率公12U R＝R r式 P U R2(90 2) 2W＝1 800 W，故 D 项正确 . R9答案： D4.分析 :由题图可知发电机内部磁极与铁芯之间的空隙中为方向沿半径的辐向磁场,因此距转轴距离相等的各点磁感觉强度大小相等,依据法拉第电磁感觉定律可知回路中产生大小恒定的感觉电动势 ,A 、B 两项错误 ;当线圈转到竖直地点时,回路中感觉电动势方向发生变化,C 项错误 ,D 项正确 .答案 :D5.分析 :沟通电是电流大小和方向随时间发生变化的电流,两个图中都是沟通电,A 项错 ;图甲是正弦沟通电 ,图乙是锯齿形沟通电 ,图形不一样 ,有效值大小不相等,B 项错 ;对图甲的刹时价表达式分析是正确的,C 项对 ;变压器不改变沟通电的频次大小,D 项错.答案 :C6.分析：因为理想变压器原线圈内的磁场均匀变化，因此副线圈产生恒定电动势，电流表A 1和 A 2的示数同样，因电容器所在的支路相当于断路，电流表A3的示数为0，选项 C 正确.答案： C7.分析 :角速度ω=2100rad/s,A 项正确 ;电动势的有效值E=E m= 14.1V,B项正确 ;电动势T32的刹时价 e= 20sin 100t(V), 将 t = 1.0×10-2s 代入该式 ,解得θ=3,这是线圈从中性面开始转过3的夹角 ,故线圈平面和磁场方向的夹角为30°,C项正确 ;t= 1.5×10-2s 时 ,线圈平面与磁场平行 ,磁通量最小 ,D 项错 .答案 :ABC8. 分析 : 因为线框转动时两边同时切割磁感线,产生感觉电流方向同样,则感觉电动势为e= 2NBL( 1L' ω)sin(90 -ω°t)=NBS ωcos ωt,A 项正确 ; 矩形线圈从图示地点经过时间时 ,经过22电流表的电荷量为 q=,B 项错误 ;P 地点不动 ,因为线圈内阻不变,输出电压不变 ,电压表示R数不变 ,C 项错误 ;P 地点向上挪动 ,变压器原、副线圈匝数比减小 ,输出电压变大 ,R 不变 ,输出电流增大 ,输入电流也增大 ,电流表示数变大 ,D 项错误 .答案 :A9.分析：由图甲可得交变电源的周期为2 T ＝ 0.02 s ，最大值为 U 0，则电源的电压 u ＝ U 0 cos tT＝U 0 cos 100 πt ，选项 A 正确；由U 1n 1，若仅将触头 P 向 A 端滑动，即 n 2 增大，则副线U 2 n 2圈的输出电压 U 2 增大，电阻 R 耗费的电功率P ＝U 22增大，选项 B 正确；若仅使电阻R 增R大，则输出电压U 2 必定，输出电功率P ＝U 22减小，原线圈的输入电功率减小，选项C 错R误；若使电阻 R 增大的同时，将触头P 向 B 端滑动，则输出电压U2 减小，输出或输入的电功率减小，经过 A 处的电流 I ＝ P必定减小，选项D 错误.U 1答案： AB10. 分析 :切割磁感线产生的感觉电动势为E=1BL 2 ω,一个周期内有电动势的时间是T ,故根241 BL 2=I2RT,解得 I= 2占有效值定义有 ( 2)2R T BL.R44R答案 :D11.分析 :(1) 电磁铁要和直流电源、 光敏电阻串连成一个回路 ,路灯经过衔铁和火线、 零线连结 , 电路如答案图所示 .(2) 原线圈和火线、零线连结 ,开关应串连在火线上 ;左侧接灯泡 ,电流表内接 .电表读数经过调压变压器调理 ,不需要滑动变阻器 .电路如答案图所示 . 答案 :(1)如下图(2)如下图12. 分析 :(1) 题图甲 ,是经过动片的旋进和旋出来改变电极之间的相对面积使电容 C 变化的 .角度 θ变大 ,电极之间的相对面积减小 ,故电容 C 变小 .(2) 图乙 ,导线芯和导电液体相当于电容器的两个极板 ,导线芯外面的绝缘物质相当于电介质 ,液面高度 h 变大时 ,相当于增大了两板的正对面积 ,使电容 C 变大 .(3) 图丙用来测定待测压力 F.压力 F 的变化可惹起极间距离的变化 ,从而改变电容 C.(4) 图丁是经过改变电介质插入板间的多少,即改变电介质而使电容 C 发生变化的.答案 :(1)变小 (2)两个极电介质 变大 (3)待测压力 F 极板间距离(4)电介质13. 分析 :(1) 由题中图象知电压最大值为10V,周期为 0.04s,其角频次 ω=2=50πrad/sT因此刹时价表达式为 u= 10sin(50πt)V .(2)有效值为 U= U m5 2 V=7.1V .2(3)副线圈输出电压U 2=n 2U 1= 10 2 V.n 1小灯泡的功率为 P=U 22R = 12.5W.答案 :(1)u= 10sin(50 πt) V (2)7.1V (3)12.5W14. 分析： (1)远距离输电的原理图如下图 .(2) 电站能量转变的效率W 电 W η＝gQHW 机效率 η＝8.40 1010103 3600× 100%≈ 67.1%.1. 0 103 4.51 1011 10 100(3) 依照 P ＝ Wt 可知，每台发电机组均匀年发电时间t ＝W8. 40 1010天 ≈192.3天 .P1.82 107 24(4) 升压变压器原、副线圈的匝数之比n 1 U 0＝9∶ 250n 2U由 P 1＝ UI 得 I ＝ 9.0 ×103A 又 P 损＝ I 2R ＝ 5%P 1由以上各式解得 R ≈2.78 Ω. 答案： (1)看法析图 (2)67.1%(3)192.3 天(4)9∶ 2502.78 Ω15. 分析 :(1) 在题图中 ,穿过原、副线圈的磁通量变化率是同样的,在每一匝上感觉出数值同样的感觉电动势 .电压表 (绕组为 1 匝 )示数为 2V,因此原线圈匝数:n 1=33002匝= 1650 匝;副线圈匝数为 :n=220匝= 110 匝 .2 2(2)断开 S 时 ,A 2 示数为 5 A,依据可得 I 1= n 2 I2110 5A = 0.33A .n 11650(3)S 接通后 ,副线圈负载变大 ,输出功率变大 ,输入功率也变大 ,U 1 不变 ,因此 I 1 变大 .答案 :(1)1650 匝110 匝 (2)0.33A (3) 变大16. 分析： (1) E m ＝ NBS ω ＝ 1 100 2 V输出电压的有效值为U 1＝ E m＝1 100 V2(2)依据U 1n 1 得 n 1＝5U 2 n 2n 21(3) 依据 P 入＝ P 出＝ 2.2 ×104 W再依据 P 入＝U 1I 1，解得 I 1＝ 20 A答案： (1)1 100 V(2)5(3)20 A1。
【湘教考苑】2016届高三(人教版)一轮复习物理-第5章5.3
第16单元 机械能守恒定律1.内壁光滑的环形凹槽半径为R ，固定在竖直平面内，一根长度为2R 的轻杆，一端固定有质量为m 的小球甲，另一端固定有质量为2m 的小球乙.现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，由静止释放后（ ） A.下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能 B.下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能 C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D.杆从右向左滑回时，乙球一定不能回到凹槽的最低点 2.(2014·云南昆明抽样检测)如图所示,一长L 的均匀铁链对称挂在一轻质小滑轮上,由于某一微小的扰动使得链条向一侧滑动,则铁链完全离开滑轮时的速度大小为( )A.gL 2 B.gL C.2gLD.gL 213.(2014·安徽卷) 如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN 是通过椭圆中心O 点的水平线.已知一小球从M 点出发，初速率为v 0，沿管道MPN 运动，到N 点的速率为v 1，所需时间为t 1；若该小球仍由M 点以初速率v 0出发，而沿管道MQN 运动，到N 点的速率为v 2，所需时间为t 2.则（） A.v 1＝v 2，t 1>t 2 B.v 1<v2，t 1>t 2 C.v 1＝v 2，t 1<t 2 D.v 1<v2，t 1<t 2 4.(2014·广东茂名一模)如图所示,物体A 、B 的质量相等,物体B 刚好与地面接触.现剪断绳子OA ,下列说法正确的是( )A.剪断绳子的瞬间,物体A 的加速度为gB.弹簧恢复原长时,物体A 的速度最大C.剪断绳子后,弹簧、物体A 、物体B 和地球组成的系统机械能守恒D.物体A 运动到最下端时,弹簧的弹性势能最大5.如图所示,A 、B 两球质量相等,A 球用不能伸长的轻绳系于O 点,B 球用轻弹簧系于O'点,O 与O'点在同一水平面上,分别将A 、B 球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状态,将两球分别由静止释放,当两球达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平面上,则( )A .两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等B .两球到达各自悬点的正下方时,A 球动能较大C .两球到达各自悬点的正下方时,B 球动能较大D .两球到达各自悬点的正下方时,A 球受到向上的拉力较大6.(2014·全国新课标Ⅱ卷) 取水平地面为重力势能零点.一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力.该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为（ ） A.6π B.4π C.3π D.125π 7.质量分别为m 和M (其中M=2m )的两个小球P 和Q ,中间用轻质杆固定连接,在杆的中点O 处有一个固定转轴,如图所示.现在把杆置于水平位置后自由释放,在Q 球顺时针摆动到最低位置的过程中,下列有关能量的说法正确的是( )A.Q 球的重力势能减少、动能增加,Q 球和地球组成的系统机械能守恒B.P 球的重力势能、动能都增加,P 球和地球组成的系统机械能不守恒C.P 球、Q 球和地球组成的系统机械能守恒D.P 球、Q 球和地球组成的系统机械能不守恒8.如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB 和圆轨道BC 组成,小球从轨道AB 上高H 处的某点静止滑下,用力传感器测出小球经过圆轨道最高点C 时对轨道的压力为F ,并得到如图乙所示的压力F 随高度H 变化的关系图象.(小球在轨道连接处无机械能损失,g=10m/s 2)求:(1)小球的质量和圆轨道的半径;(2)试在图乙中画出小球在圆轨道最低点B 时对轨道的压力F 随H 的变化图象.9 .一半径为R 的半圆形竖直圆柱面,用轻质不可伸长的细绳连接的A 、B 两球,悬挂在圆柱面边缘两侧,A 球质量为B 球质量的2倍,现将A 球从圆柱边缘处由静止释放,如图所示,已知A 始终不离开圆柱面,且细绳足够长,若不计一切摩擦.(1)求A 球沿圆柱面滑至最低点时速度的大小; (2)求A 球沿圆柱面运动的最大位移.参考答案1.解析：环形槽光滑，甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒，下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增加的机械能，甲、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能；甲减少的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和；由于乙的质量较大，系统的重心偏向乙一端，由机械能守恒，知甲不可能滑到槽的最低点，杆从右向左滑回时乙一定会回到槽的最低点. 答案：A2．解析:铁链向一侧滑动的过程受重力和滑轮弹力的作用,弹力始终与对应各节链条的运动方向垂直,故只有重力做功.设铁链刚好完全离开滑轮时的速度为v ,由机械能守恒定律有:21mv 2+ΔE p =0,其中铁链重力势能的变化量相当于滑离时下半部分的重力势能减去滑动前左半部分的重力势能,如图所示,即ΔE p =-21mg ·2L,解得v=2gL.答案:C3.解析：首先根据机械能守恒定律得到v1＝v 2＝v 0，小球沿着MPN 轨道运动时，先减速后加速，小球沿着MQN 轨道运动时，先加速后减速，总路程相等，将小球的曲线运动类比为直线运动，画出v-t 图象如图，可得t 1>t 2.选项A 正确. 答案：A4.解析:根据物体B 刚好与地面接触可知,物体B 与地面间没有弹力,弹簧的弹力等于物体B 的重力.剪断绳子的瞬间,物体A 的加速度为2g ,A 项错误;当弹簧对物体A 的弹力与物体A 的重力的合力为零时,物体A 的速度最大,B 项错误;剪断绳子后,只有重力和弹簧弹力做功,弹簧、物体A 、物体B 和地球组成的系统机械能守恒,C 项正确;物体A 运动到最下端时,重力势能最小,动能为零,弹簧的弹性势能最大,D 项正确. 答案:CD5.解析:整个过程中两球减少的重力势能相等,A 球减少的重力势能完全转化为A 球的动能,B 球减少的重力势能转化为B 球的动能和弹簧的弹性势能,所以A 球的动能大于B 球的动能,所以B 项正确;在O 点正下方位置,根据牛顿第二定律,小球所受拉力与重力的合力提供向心力,则A 球受到的拉力较大,所以D 项正确. 答案:BD6.解析：由题意可知，mgh ＝2021mv ，又由动能定理得 mgh ＝221mv -2021mv ，根据平抛运动可知v 0是v 的水平分速度，那么 cos α＝220=v v ，其中α为物块落地时速度方向与水平方向的夹角，解得α＝4π，B 正确. 答案：B7.解析:Q 球从水平位置下摆到最低点的过程中,受重力和杆的作用力,杆的作用力是Q 球运动的阻力(重力是动力),对Q 球做负功;P 球是在杆的作用下上升的,杆的作用力是动力(重力是阻力),对P 球做正功.所以,由功能关系可以判断,在Q 球下摆过程中,P 球重力势能增加、动能增加、机械能增加,Q 球重力势能减少、机械能减少;由于P 球和Q 球整体只有重力做功,所以系统机械能守恒.本题的正确答案是B 、C 两项. 答案:BC8.解析:(1)以B 点为零势能参考点,小球从静止到最高点C ,由机械能守恒得mgH=2mgR+21mv C 2在最高点C ,由牛顿第二定律得,mg+F=m Rv c2解得,F=Rmg2H-5mg 根据图象得,m=0.1kg,R=0.2m .(2)小球从静止到最低点B ,由机械能守恒得:mgH=21m 2B v由牛顿第二定律得:F'-mg=m Rv B2解得:F'=Rmg2H+mg=10H+1 由牛顿第三定律得，小球在B 时对轨道的压力大小也为F ′. 据此作图象如图.答案:(1)0.1kg 0.2m (2)见解析9.解析:(1)设A 球沿圆柱面滑至最低点时速度的大小为v ,根据机械能守恒定律可得,2mgR-2mgR=21×2mv 2+221B mv由几何关系可得,v=245cos =︒Bv v B , 解得v=2gR 522-. (2)当A 球的速度为0时,A 球沿圆柱面运动的位移最大为x ,根据机械能守恒定律可得,2mg2242x R Rx--mgx=0,解得,x=3R. 答案:(1)2gR 522- (2)3R。
高三物理一轮复习 综合测试题9习题 新人教版
【走向高考】2016届高三物理一轮复习综合测试题9习题新人教版本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
)1．(2014·大纲全国)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。
一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。
让条形磁铁从静止开始下落。
条形磁铁在圆筒中的运动速率()A．均匀增大B．先增大，后减小C．逐渐增大，趋于不变D．先增大，再减小，最后不变[答案] C[解析]本题考查电磁感应现象中的力学问题。
解题关键要明确合力的变化，磁铁运动过程中受到重力和磁场力，mg－F磁＝ma，随速度的增大，F磁增大，a减小，最后速度趋于不变，C正确，本题定性考查了磁场力的变化问题，要注意过程分析。
2．(2015·江西上绕联考)如图所示，线圈两端与电阻和电容器相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。
在将磁铁的S极插入线圈的过程中()A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥B．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥C．电容器的B极板带正电，线圈与磁铁相互吸引D．电容器的B极板带负电，线圈与磁铁相互排斥[答案] B[解析]由楞次定律可知，在将磁铁的S极插入线圈的过程中，线圈中产生的感应电流形成的磁场阻碍磁铁的插入，通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥，选项B项正确，A、C错误；电容器的B极板带正电，选项D错误。
3．(2014·广东肇庆一模)如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R，导体棒ab长为L且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒ab匀速向右运动，下列说法正确的是()A．导体棒ab两端的感应电动势越来越小B．导体棒ab中的感应电流方向是a→bC．导体棒ab所受安培力方向水平向右D．导体棒ab所受合力做功为零[答案] D[解析]ab棒切割磁感线产生的感应电动势的大小E＝BLv，由于棒匀速运动，v不变，又因为B 、L 不变，所以棒ab 产生的感应电动势不变，A 错误；根据右手定则可知，ab 棒中的电流方向从b 到a ，B 错误；根据左手定则判断知，棒ab 所受安培力方向向左，C 错误；棒ab 做匀速运动，动能不变，根据动能定理可知合力做功为零，D 正确。
第09章+单元测试卷-高考物理一轮复习讲练测+Word版含解析.doc
《第九章磁场》单元测试卷——测【满分：110分时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
)1．如图所示，光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为θ，导体棒ab静止在斜面上，ab与斜面底边平行，通有图示的恒定电流I，空间充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，现缓慢增大θ(0<θ<90°)，若电流I不变，且ab始终静止在斜面上(不考老磁场变化产生的影响)，下列说法正确的是A．B应缓慢减小B．B应缓慢增大C．B应先增大后减小D．B应先减小后增大【答案】 B【点睛】本题结合安培力考查共点力平衡中的动态平衡，要掌握相应的图解法的应用，明确角度变化时支持力与安培力的合力不变，作出动态变化图即可求解．2．下列说法中正确的是（）A．由R=可知，若电阻两端所加电压为0，则此时电阻阻值为0B．由E=可知，若检验电荷在某处受电场力大小为0，说明此处场强大小一定为0C．由B=可知，若一小段通电导体在某处受磁场力大小为0，说明此处磁感应强度大小一定为0D．由E=n可知，若通过回路的磁通量大小为0，则感应电动势的大小也为0【答案】 B故选B3．如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系．一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为θ.实验测得sinθ与x之间的关系如图乙所示．已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0.下列说法正确的是()A．P的右端为S极B．P的中轴线与地磁场方向平行C．P在x0处产生的磁感应强度大小为B0D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0【答案】 C【解析】试题分析：磁场是客观存在的特殊物质形态，我们感觉不到，但可通过小磁针来体现．小磁针N极的受力方向即为磁场方向，或磁感线该点的切线方向为磁场方向．当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，sinθ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x的方向垂直，所以x的方向为向东．当x非常小时，小磁针的N极沿x方向，即向东。
高考物理第一轮复习测试 第九章过关检测
(时间：90分钟 满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共计35分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意)1．(2012年扬州模拟)如图所示，每米电阻为1 Ω的一段导线被弯成半径r ＝1 m的三段圆弧组成闭合回路．每段圆弧都是14圆周，位于空间直角坐标系的不同平面内；ab 段位于xOy 平面内，bc 段位于yOz 平面内，ca 段位于zOx平面内．空间内存在着一个沿＋x 轴方向的磁场，其磁感应强度随时间变化的关系式为B t ＝0.7＋0.6t (T)．则( )A ．导线中的感应电流大小是0.1 A ，方向是a →c →b →aB ．导线中的感应电流大小是0.1 A ，方向是a →b →c →aC ．导线中的感应电流大小是π20A ，方向是a →c →b →a D ．导线中的感应电流大小是π20A ，方向是a →b →c →a 解析：由于空间存在一个沿＋x 轴方向的磁场，因此产生磁通量的有效面积为14圆bOc ，根据楞次定律可判定导线中的感应电流方向是a →c →b →a ，B 、D 两项错误；再由法拉第电磁感应定律E ＝nΔΦΔt和闭合电路的欧姆定律I ＝E /R 可求得导线中的感应电流大小是0.1 A ，A 项正确、C 项错误． 答案：A2．如图，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁铁的正下方，开始时磁铁上端与铜管上端相平．烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说法正确的是( )①磁铁下落的加速度先增大，后减小 ②磁铁下落的加速度恒定 ③磁铁下落的速度先增大后减小 ④磁铁下落的加速度一直减小最后为零 ⑤磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动 A ．只有②正确 B ．只有①③正确 C ．只有①⑤正确D ．只有④⑤正确解析：刚烧断细线时，磁铁只受重力，向下加速运动，铜管中产生感应电流，对磁铁的下落产生阻力，故磁铁速度增大，加速度减小，当阻力和重力相等时，磁铁加速度为零，速度达到最大，可见D 正确．答案：D3．如图所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈．若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是( )解析：在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，说明此段时间内穿过弹簧线圈的磁通量变大，即穿过弹簧线圈的磁场的磁感应强度变大，则螺线管中电流变大，单匝金属线圈Q产生的感应电动势变大，所加磁场的磁感应强度的变化率变大，即B－t图线的斜率变大，选项D正确．答案：D4．(2011年上海单科)如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a( )A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转解析：由楞次定律，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故选B.答案：B5．如图所示，矩形线框abcd通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上，整个装置放在如图所示的匀强磁场中．当线框向右运动时，下面说法正确的是( )A．R中无电流B．R中有电流，方向为E→MC．ab中无电流D．ab中有电流，方向为a→b解析：由于线框向右运动，所以ab两端和cd两端存在着相同大小的电动势，ab中有电流，方向为b→a，cd中也有电流，方向为c→d.同样R的回路内有电流，电流方向为E→M.答案：B6．两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m、电量＋q的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是( )A ．磁感应强度B 竖直向上且正增强，ΔΦΔt ＝dmg nqB ．磁感应强度B 竖直向下且正增强，ΔΦΔt ＝dmgnqC ．磁感应强度B 竖直向上且正减弱，ΔΦΔt ＝dmg R ＋rnRqD ．磁感应强度B 竖直向下且正减弱，ΔΦΔt ＝dmgr R ＋rnRq解析：由平衡条件知，下金属板带正电，故电流应从线圈下端流出，由楞次定律可以判定磁感应强度B 竖直向上且正减弱或竖直向下且正增强，A 、D 错误；因mg ＝q Ud ，U ＝ER ＋r R ，E ＝n ΔΦΔt，联立可求得ΔΦΔt ＝dmg R ＋rnqR ，故只有C 项正确．答案：C7．如图所示，一闭合直角三角形框以速度v 匀速穿过匀强磁场区域．从BC 边进入磁场区开始计时，到A 点离开磁场区为止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是图中的( )解析：BC 边刚进入磁场时，产生的感应电动势最大，由右手定则可判定电流方向为逆时针方向，是正值，随线框进入磁场，有效长度L 逐渐减小，由E ＝Blv 得电动势均匀减小，即电流均匀减小；当线框刚出磁场时，切割磁感线的有效长度l 最大，故电流最大，且为顺时针方向，是负值，此后电流均匀减小，故只有A 图象符合要求． 答案：A二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共计25分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，错选或不答的得0分)8．(2011年山东理综)了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合史实的是( ) A ．焦耳发现了电流热效应的规律 B ．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C ．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D ．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动解析：焦耳发现了电流的热效应，通常称此为焦耳热，A 正确．库仑研究电荷间作用的规律，得出库仑定律，B 正确．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了磁场产生电流，打开电气时代的大门，C 错误．伽利略做斜面实验，研究自由落体运动，D 错误． 答案：AB9．如图所示，在边长为a 的等边三角形区域内有匀强磁场B ，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a 的等边三角形导线框架EFG 正好与上述磁场区域的边界重合．现使导线框以周期T 绕其中心O 点在纸面内匀速转动，经过T6导线框转到图中虚线位置，则在这T6时间内( )A ．平均感应电动势大小等于3a 2B2TB ．平均感应电动势大小等于3a 2BTC ．逆时针方向转动时感应电流方向为E →G →F →ED ．顺时针方向转动时感应电流方向为E →F →G →E 解析：由E ＝ΔΦΔt ＝B ·ΔS Δt＝B ×3×12×a 3×a3sin 60°T /6＝3a 2B 2T ，A 正确、B 错误；T 6时间内磁通量减少，由楞次定律知：感应电流为逆时针方向，C 错误、D 正确． 答案：AD10．(2010年全国Ⅰ)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T ．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m ，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( ) A ．电压表记录的电压为5 mV B ．电压表记录的电压为9 mV C ．河南岸的电势较高 D ．河北岸的电势较高解析：由E ＝BLv ＝4.5×10－5×100×2＝9×10－3V 可知A 项错误、B 项正确．再由右手定则可判断河北岸电势高，故C 项错误、D 项正确． 答案：BD11．(2012年泰州模拟)如图所示，在水平桌面上放置两条相距l 的平行粗糙且无限长的金属导轨ab 与cd ，阻值为R 的电阻与导轨的a 、c 端相连．金属滑杆MN 垂直于导轨并可在导轨上滑动，且与导轨始终接触良好．整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B .滑杆与导轨电阻不计，滑杆的中点系一根不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一质量为m 的物块相连，拉滑杆的绳处于水平拉直状态．现若由静止开始释放物块，用I 表示稳定后回路中的感应电流，g 表示重力加速度，设滑杆在运动中所受的摩擦阻力恒为F f ，则在物块下落过程中( ) A ．物块的最终速度为mg －F f RB 2l 2B ．物块的最终速度为I 2Rmg －F fC ．稳定后物块重力的功率为I 2R D ．物块重力的最大功率可能大于mg mg －F f RB 2l 2解析：由题意分析可知，由静止释放物块，它将带动金属滑杆MN 一起运动，当它们稳定时最终将以某一速度做匀速运动而处于平衡状态，设MN 的最终速度为v ，对MN 列平衡方程：B 2l 2vR ＋F f ＝mg ，所以v ＝mg －F f RB 2l 2，所以A 项正确；从能量守恒角度进行分析，物块的重力的功率转化为因克服安培力做功而产生的电热功率和克服摩擦力做功产生的热功率，所以有：I 2R ＋F f v＝mgv ，所以v ＝I 2Rmg －F f ，所以B 项正确、C 项错误；物块重力的最大功率为P m ＝mgv ＝mgmg －F f RB 2l 2，所以D 错误．答案：AB12．在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B ，方向相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个半径为d ，质量为m ，电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向，以速度v 从如图位置运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ 重合时，圆环的速度为v2，则下列说法正确的是( )A ．此时圆环中的电功率为4B 2d 2v2RB ．此时圆环的加速度为4B 2d 2v mRC ．此过程中通过圆环截面的电荷量为πBd 2RD ．此过程中回路产生的电能为0.75mv 2解析：当圆环运动到直径刚好与边界线PQ 重合时，圆环左右两半环均产生感应电动势，根据右手定则可知，其感应电动势大小相等，方向相反，而整个回路组成串联电动势，则总电动势为E ＝2B ×2d ×v2＝2Bdv ，此时回路中的电流为I ＝E R ＝2Bdv R ，圆环中的电功率为P ＝IE ＝4B 2d 2v2R，即选项A 正确．根据左手定则可判断，圆环左右两半环均受到大小相等、方向向左的安培力作用，合力为F ＝2BI ×2d ＝8B 2d 2v R ，因此，此时圆环的加速度为a ＝F m ＝8B 2d 2vmR，故选项B 错误．在这一过程中，线圈向里的磁通量减少B πd 22，而线圈向外的磁通量增加B πd 22，则通过线圈的磁通量的变化量为ΔΦ＝B πd 2，此过程中通过圆环截面的电荷量为q ＝ΔΦR ＝πBd 2R，故选项C 正确．根据能量守恒定律可知，在这一过程中，线圈中产生的热量为Q ＝12mv 2－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22＝0.375mv 2，则选项D 错误． 答案：AC三、计算题(本题共4小题，共计40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．) 13．(9分)如图所示，在磁感应强度为0.4 T 的匀强磁场中，让长为0.5 m 、电阻为0.1 Ω的导体棒ab 在金属框上以10 m/s 的速度向右匀速滑动，电阻R 1＝6 Ω，R 2＝4 Ω，其他导线上的电阻可忽略不计．求： (1)ab 棒中的电流大小与方向；(2)为使ab 棒匀速运动，外力的机械功率；(3)ab 棒中转化成电能的功率，并比较机械功率与转化成电能的功率是否相等． 解析：(1)由右手定则可以判定，电流方向b →aE ＝Blv ＝2 VR 总＝R 1R 2R 1＋R 2＋r ＝2.5 ΩI ＝ER 总＝0.8 A (2)P ＝Fv ＝BIlv ＝1.6 W (3)P ＝I 2R 总＝1.6 W ，P 机＝P 电答案：(1)0.8 A b →a (2)1.6 W (3)1.6 W 相等14．(9分)如图(甲)所示，一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着边界．t＝0时刻对线框施加一水平向右的外力F ，让线框从静止开始做匀加速直线运动．经过时间t 0穿出磁场．图(乙)所示为外力F 随时间t 变化的图象．若线框质量m 、电阻R 及图象中的F 0、t 0均为已知量，则根据上述条件，请你推出：(1)磁感应强度B 的表达式；(2)线框左边刚离开磁场前瞬间的感应电动势E 的表示式． 解析：(1)线框运动的加速度大小为：a ＝F 0m①线框边长：l ＝12at 20②线框离开磁场前瞬间速度：v ＝at 0③由牛顿第二定律知：3F 0－B 2l 2v R＝ma ④解①②③④式得，B ＝8m 3RF 20t 50⑤(2)线框离开磁场前瞬间感应电动势．E ＝Blv ⑥解①②③⑤⑥式得：E ＝2Rt 0F 2m.⑦ 答案：(1)B ＝8m 3RF 20t 5(2)E ＝2Rt 0F 2m15．(10分)一个质量为m 、直径为d 、电阻为R 的金属圆环，在范围足够大的磁场中竖直向下下落，磁场的分布情况如图所示．已知磁感应强度竖直方向分量B y 的大小只随高度y 变化，其随高度y 变化关系为B y ＝B 0(1＋ky )(此处k 为比例常数，且k ＞0)，其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上．金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度．求： (1)圆环中感应电流的方向； (2)圆环收尾速度的大小．解析：(1)根据楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针(俯视观察)． (2)圆环下落高度为y 时的磁通量为Φ＝BS ＝B πd 24＝B 0(1＋ky )πd 24设收尾速度为v m ，以此速度运动Δt 时间内磁通量的变化为ΔΦ＝ΔBS ＝B 0k πd 24v m Δt根据法拉第电磁感应定律有 E ＝ΔΦΔt ＝B 0k πd 24v m圆环中感应电流的电功率为P E ＝E 2R重力做功的功率为P G ＝mgv m 根据能量守恒定律有P E ＝P G 解得v m ＝16mgRπ2k 2B 20d4.答案：(1)顺时针(俯视) (2)16mgR π2k 2B 20d4 16．(12分)(2011年四川理综)如图所示，间距l ＝0.3 m的平行金属导轨a 1b 1c 1和a 2b 2c 2分别固定在两个竖直面内．在水平面a 1b 1b 2a 2区域内和倾角θ＝37°的斜面c 1b 1b 2c 2区域内分别有磁感应强度B 1＝0.4 T 、方向竖直向上和B 2＝1 T 、方向垂直于斜面向上的匀强磁场．电阻R ＝0.3 Ω、质量m 1＝0.1 kg 、长为l 的相同导体杆K 、S 、Q 分别放置在导轨上，S 杆的两端固定在b 1、b 2点，K 、Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好．一端系于K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m 2＝0.05 kg 的小环．已知小环以a ＝6 m/s 2的加速度沿绳下滑，K 杆保持静止，Q 杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F 作用下匀速运动．不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长．取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求(1)小环所受摩擦力的大小； (2)Q 杆所受拉力的瞬时功率．解析：(1)设小环受到的摩擦力大小为F f ，由牛顿第二定律，有m 2g －F f ＝m 2a ① 代入数据，得F f ＝0.2 N ②(2)设通过K 杆的电流为I 1，K 杆受力平衡，有F f ＝B 1I 1l ③设回路总电流为I ，总电阻为R 总，有I ＝2I 1④ R 总＝32R ⑤设Q 杆下滑速度大小为v ，产生的感应电动势为E ，有I ＝E R 总⑥ E ＝B 2lv ⑦F ＋m 1g sin θ＝B 2Il ⑧拉力的瞬时功率为P ＝Fv ⑨联立以上方程，代入数据得P ＝2 W答案：(1)0.2 N (2)2 W。
高三物理一轮复习必考部分第9章电磁感应专题突破练
电磁感应（限时：40分钟）对点强化1等效法在电磁感应中的应用1. （多选）用一根横截而积为S 、电阻率为Q 的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 为圆环的一条直径.如图1所示，在必的左侧存在一个匀强磁场，磁场方向垂直圆环所在 平而，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率—=A （K0）・则（ ）【导学号:96622419]A. 圆环中产生逆时针方向的感应电流B. 圆环具有扩张的趋势D.图中a 、b 两点间的电势差/BD 根据楞次左律和安培泄则，圆环中将产生顺时针方向的感应电流，且具有扩张的趋势.A 错误、B 正确：根据法拉第电磁感应左律，圆环中产生的感应电动势大小为E=o JT •• F lcvS 由电阻怎律知斤=门二7二，所以感应电流的大小为/=”= 了亍，c 错误：根据闭合电路欧姆泄律可得a 、b 两点间的电势差, D 正确.2. 半径为&的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为5=0. 2 T,磁场方向垂直纸面向 里.半径为b 的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，英中＜2=0. 4 m, b=0.6m, 金属环上分别接有灯L ：、L=,两灯的电阻均为凡=2 Q, —金属棒IfV 与金属环接触良好， 棒与环的电阻均忽略不计.图2⑴若金属棒.0以vb=5 m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求金属棒滑过圆环直径 00’的瞬间（如图2所示），金属棒JfV 中的电动势和流过灯L’的电流；（2）撤去中间的金属棒恵\；将右而的半圆环久以加'为轴向上翻转90° ,若此后A B 4磁场的磁感应强度随时间均匀变化，其变化率为—=—T/s,求此时匚的功率・【解析】 ⑴金属棒妙滑过圆环宜径加’的瞬间，金属棒血•切割磁感线的有效长度 为2a,产生的感应电动势E 、=B ・ 2a%=0・ 2X2X0. 4X5 V=0. 8 V由欧姆怎律得，流过灯L,的电流C. 圆环中感应电流的大小为迄0.8Ti=~=o A=0. 4 A.屉z(2)设此时产生的感应电动势为E，由法拉第电磁感应泄律得△ G 1 . △万 1 . 4*卞7飞心• ^7=2X N XO-4'X T V=0-32 VLi、L：串联，每个灯上分得的电压* 怂=0. 16 V从I亠“& 0・16’一L,的功率为R=~=—z-W=l. 28X10 • W.【答案】(1)0.8 V 0.4 A (2)1.28X10's W对点强化2电磁感应中的“杆+导轨”模型3.(多选)如图3所示，abed是由粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，导体棒MV有电阻，可在ad边与加边上无摩擦滑动，且接触良好，线框处于垂直纸而向里的匀强磁场中.当棒由靠ab边处向c/边匀速移动的过程中，下列说法中正确的是()【导学号：96622420]图3A.血•棒中电流先减小后增大B.血•棒两端电压先增大后减小C.JA•棒上拉力的功率先增大后减小D.矩形线框中消耗的电功率先减小后增大AB设导体棒JfV的速度为儿长为电阻为r,导体棒血'两边的电阻并联，则导体棒妬由"向cd 运动的过程中，导体棒在ad中点时，回路的总电阻最大，导体棒产生的感应电动势E=Blv,恒左不变，切割磁感线的导体棒相当于电源，可见在导体棒移动Rl v过程中，电路的总电阻先变大后减小：由闭合电路欧姆左律知，MV棒中电流先减小后增大，选项A正确；由U=Blv~Ir可知，血「棒两端电压先增大后减小，选项B正确：根据功率的泄义可得P=Fv=BIlv,血•棒上拉力的功率先减小后增大，选项C错误：由于导体棒的电阻和线框电阻的大小关系不确宦，无法确怎矩形线框中消耗的电功率的变化，选项D错误.4.间距为£=2m的足够长的金属直角导轨如图4甲所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平而.质量均为z^=0. 1 kg的金属细杆ab、c/与导轨垂宜放置形成闭合回路.细杆与导轨之间的动摩擦因数均为“=0.5,导轨的电阻不计，细杆ab. cd 的电阻分别为丘= 0.6 Q,用=0.4 Q.整个装巻处于磁感应强度大小为5=0. 50 T.方向竖直向上的匀强磁场中(图中未画出)•当ab在平行于水平导轨的拉力尸作用下从静I匕开始沿导轨匀加速运动时，杆也同时从静止开始沿导轨向下运动.测得拉力尸与时间r 的关系 如图乙所示.g 取10 m/sl甲乙图4(1) 求站杆的加速度a ；(2) 求当cd 杆达到最大速度时ab 杆的速度大小：(3) 若从开始到cd 杆达到最大速度的过程中拉力尸做了 5. 2 J 的功，通过cd 杆横截面 的电荷量为2 C,求该过程中訪杆所产生的焦耳热.【解析】 ⑴由题图乙可知，在上=0时，5=1.5 N对ab 杆进行受力分析，由牛顿第二泄律得F- Pmg=ma 代入数据解得10 m/s -.⑵从〃向c 看，对加杆进行受力分析如图所示，当cd 杆速度最大时，有 综合以上各式，解得v=2 m/s.2" (3)整个过程中，a&杆发生的位移*=后=拧p m=0.2 m对ab 杆应用动能泄理，有W r — “碑Y —他=£/代入数据解得严安=4.9 J根据功能关系Q 总=0很所以必杆上产生的热量如=斤¥評总=2.94 J.【答案】(1)10 m/s' (2)2 m/s (3)2.94 J对点强化3与电磁感应有关的图象问题5. 一边长为厶的正方形线框位于一个方向垂直线框平而向里的磁场中，如图5甲所示, 磁感应强度万随时间F 的变化规律如图乙所示.以尸表示线框ab 边所受到的安培力，以安 培力向上为正.则下列产r 图象中正确的是()【导学号：96622421]图5B 0〜1 s 内磁感应强度均匀增大，由楞次泄律知在线框内产生恒左逆时针方向的感应 电流，由左手泄则判得必边受到向下的安培力，由尸 =万〃可知其大小线性增大；1〜2 s 内磁感应强度不变，在线框内不产生感应电流，ab 边不受安培力的作用：2〜3 s 内磁感应 强度均匀减小，由楞次定律知在线框内产生恒泄顺时针方向的感应电流，由左手立则判得 ab 边受到向上的安培力，由Q 刃•厶可知其大小线性减小.故选项B 正确，选项A 、C 、D 错 误.6. 在边长为Z 的等边三角形区域自氐内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个边长也 为L 的等边三角形导线框尿/•在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边ef 始终与磁场的底 边界加在Ft=mg=卩民尺=尸匚，F 心=BIL 、1= BLv同一直线上，如图6所示.取沿顺时针的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流随时间变化的图象是（）图6B线框通过磁场的过程中，通过线框的磁通量先增大后减小，故感应电流方向一泄发生变化，A、C项错：线框通过磁场过程中，切割磁感线的有效长度匸=后,由片甩'P 和闭合电路欧姆定律』=乡可知，感应电流随时间均匀变化，B项正确，D项错.7.如图7所示，一半径为斤，圆心角为240。
高三物理一轮复习必考部分第9章电磁感应章末过关练
电磁感应（时间：60分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分.每小题只有一个选项符合题意）.1.光滑的金属线框处在方向竖直向上的匀强磁场中.线框从图1所示位置由静止释放，到接近水平位置的过程中，贝9（）图1A.线框的机械能守恒B.穿过线框的磁通量逐渐增大C.线框有abc/a方向的感应电流D.穿过线框磁通量的变化率逐渐增大B设〃为线框平面与磁感线夹角，根据磁通量公式＜P=55sin 0可知0变大，0 增大，选项B 正确；根据楞次立律“增反减同”的原理，线框中有adcba方向的感应电流，选项C错误：因为有感应电流，导线框的一部分机械能转化为内能，机械能不守恒，选项A 错误:线框在由静止释放的瞬间感应电流为零，在接近水平位苣的瞬间感应电流也接近为零, 所以磁通量的变化率不是逐渐增大的，而是先增大后减小的，选项D错误.2.如图2所示，电路左端连接着金属轨道，轨道处于匀强磁场中，电路开关闭合后，导体棒在光滑轨道上匀速向左滑行时，带电小球能静止在电容器内.凡和尼为可调电阻，导线和轨道的电阻不计，导体棒的电阻为・，以下说法正确的是（）【导学号：96622467]图2A.带电小球所带电荷为正电荷B.当导体棒加速向左滑行时，适当调小尼可使带电小球仍静1匕C.当导体棒加速向左滑行时，适当调小尽可使带电小球仍静止D.当导体棒向左匀速滑行时，适当调大凡可使带电小球向下运动C导体棒切割磁感线充当电源，由楞次左律可知电容器上端带正电，可知小球应带负电，选项A错误；当棒加速向左滑行时，电动势变大，凡两端的电压变大，电容器内的电场强度变大，小球受到向上的力变大，小球向上运动，尼与电容器串联，此支路断路，调节尼不起作用，选项B错；调小凡可使电容器内的电场强度变小，选项C正确：导体棒向左匀速滑行时，电动势不变，调大氏可使带电小球向上运动，选项D错误.3.如图3所示，一呈半正弦形状的闭合线框Me, ac=2,匀速穿过边界宽度也为/的相邻磁感应强度大小相同的匀强磁场区域，整个过程中线框中感应电流图象为（取顺时针方向为正方向）（）图3B线框进入磁场区域时穿过导线框的磁通量垂直于纸而向外增大，根据楞次立律，线框中的感应电流方向为顺时针（正方向），同理，线框离开磁场区域过程，线框中的感应电流方向为顺时针（正方向），且这两过程中产生的感应电流变化规律相同，选项A 错误：线框的 顶点b 运动到两磁场的分界线上时，同时切割两边大小相等、方向相反的磁感线，故线框中 的感应电流的最大值必然为在左侧和右侧磁场中切割时产生的感应电流的最大值的2倍，且 方向为逆时针（负方向），故选项B 正确，C 、D 错误.4. 如图4所示，是边长为厶每边电阻均相同的正方形导体框，今维持线框以恒 N 的速度"沿x 轴运动，并穿过倾角为45°的三角形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为5方向垂直纸而向里.线框b 点在0位置时开始计时，则在t=—时间内，a 、b 两点的电势差 "随时间r 的变化图线为（）【导学号：96622468]D 如图所示.线框由位置1到位宜2的过程中，线框的右边部分在切割磁感线，由图中几何关系及欧姆立律可得U=Bdt-詈R= 晋;线框由位垃2到位置3的过程中，线框的右边全部和左边部分在切割磁感线，由图中几何关系及欧姆定律可得U=BLv- \ v ） BLv B V t2 + 1 1故选项D 正确，选项A 、B 、C 错误.5. （2017 -镇江模拟）如图5所示，Z 是一带铁芯的理想电感线圈，其直流电阻为0,电 路中A 、B 是两个完全相同的灯泡，与A 灯泡串接一个理想二极管D,贝9（）C L 是一带铁芯的理想电感线圈，其直流电阻为0,电路稳左后A 就熄灭了：开关S断开瞬间B 立刻熄灭，由于二极管只正向导通，故自感线圈与A 无法形成回路，A 不会在闪 亮，故AB 错误•闭合瞬间线圈相当于断路，二极管为正向电流，故电流走A 灯泡，B 也冋 时亮，故C 正确，D 错误.故选C.二 多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分.每小题有多个选项符合题意.全 部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）.6. （2017 -连云港模拟）如图6所示，金属棒必置于水平放置的金属导轨edef 上，棒 訪与导轨相互垂直并接触良好，导轨间接有电源•现用两种方式在空间加匀强磁场，必棒 均处于静止.第一次匀强磁场方向竖直向上；第二次匀强磁场方向斜向左上与金属导轨平而 成" = 30°角，两次匀强磁场的磁感应强度大小相等.下列说法中正确的是（）A. 两次金属棒ab 所受的安培力大小不变B. 第二次金属棒訪所受的安培力大C. 第二次金属棒必受的摩擦力小D. 第二次金属棒訪受的摩擦力大AC 两次磁场方向都与导体棒垂直，故安培力均为F= BIL,故A 正确，B 错误：第一次 安培Bi L —A.开关S 断开瞬间,B 灯泡逐渐熄火, A 灯泡立即熄灭 B.开关S 断开瞬间,A 灯泡逐渐熄火,B 灯泡立即熄火 C.开关S 闭合瞬间,A 、B 灯泡同时亮 D.开关S 闭合瞬间, A 灯泡先亮力水平向右，导体棒受重力、支持力、安培力和向左的静摩擦力，根据平衡条件，有：f=F=BIL 第二次安培力斜向右上方，与竖直方向成30°，导体棒受重力、支持力、安培力和向左的静摩擦力，如图所示：图_根据平衡条件，有：/ =Fsin 30°=^BIL故第二次的摩擦力较小，故C正确，D错误.7.两根足够长的平行光滑导轨竖直固立放苣，顶端接一电阻爪导轨所在平而与匀强磁场垂直.将一金属棒与下端固左的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为&，如图7所示.现将金属棒从弹簧原长位置由静I上释放，则（）【导学号：96622469]图7A.金属棒在最低点的加速度小于gB.回路中产生的总热疑等于金属棒重力势能的减小量C.当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大D.金属棒在以后运动过程中的最大高度一肚低于静止释放时的高度AD如果不受安培力，由运动的对称性可知其在最低点的加速度大小为g,但由于金属棒在运动过程中受到与速度方向相反的安培力作用，金属棒在最低点时的弹性势能一定比没有安培力做功时小，弹性形变量一妃变小，故加速度小于歹选项A正确：回路中产生的总热量等于金属棒机械能的减少虽:，选项B错误：当弹簧惮力与安培力之和等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大，选项C错误：由于金属棒运动过程中产生电能，金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的髙度，选项D正确.8.如图8甲所示，一个匝数n=100的圆形导体线圈，面积电阻r=l Q. 在线圈中存在而积0=0.3 的垂直线圈平而向外的匀强磁场区域，磁感应强度万随时间t 变化的关系如图乙所示.有一个7?=2 Q的电阻，将其两端a、&分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（）图8A.圆形线圈中产生的感应电动势£=6 VB.在0〜4 s时间内通过电阻斤的电荷M Q=6 CC.设b端电势为零，则吕端的电势^=3 VD.在0〜4 s时间内电阻斤上产生的焦耳热ei8 JBD由法拉第电磁感应定律可得片，由图乙结合数学知识可得&=£#=¥ T/s=0. 15 T/s,将苴代入可求5=4. 5 V, A错；设平均电流为八由q= J卜△ t—A（P A <Pn Xt R+r A t=n—,在0〜4 s穿过圆形导体线圈的磁通量的变化量为A 0 = 0.6X0. 3 Wb-0=0. 18 Wb,代入可解得q=6 C, B对.0〜4 s内磁感应强度增大，圆形线圈内磁通量增加，由楞次立律结合右手泄则可得&点电势高，a点电势低：故C错；由于磁感应强度均匀变化产生的电动势与电流均恒泄，可得7=^=1. 5 A,由焦耳泄律可得Q = /^t=18 J, D 对.9.（2017 •盐城模拟）如图9所示，两根等高光滑的+圆弧轨道，半径为r、间距为厶轨道电阻不计，在轨道顶端连有一阻值为斤的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为5现有一根长度稍大于£、电阻不计的金属棒从轨道最低位置c"开始，在拉力作用下以初速度內向右沿轨道做匀速圆周运动至必处，则该过程中（）图9A.通过水的电流方向为由外向内B.通过斤的电流方向为由内向外C.斤上产生的热量为伫护4RD.流过斤的电量为上磐AC金属棒从轨道最低位置运动到必处的过程中，穿过回路的磁通量减小，根据楞次泄律判断得知通过斤的电流方向为由外向内.故A正确，B错误.金属棒做匀速圆周运动，回路中产生正弦式交变电流，可得产生的感应电动势的最大值为ABLE有效值为尸=爭■根据焦耳世律有：0=冒JI2时间为十=二-Vb联立解得Q=-{-■故C正确._ E、t 卜① BLr通过斤的电量由公式：a= z A f=——=—=年故。
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一、选择题(本大题共10小题,共40分.在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有错选或不答的得0分)1.多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”.磁单极子是指只有S 极或只有N 极的磁性物质,其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布.如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一,abcd 为用超导材料围成的闭合回路.设想有一个N 极磁单极子沿abcd 轴线从左向右穿过超导回路,那么在回路中可能发生的现象是( )A.回路中无感应电流B.回路中形成持续的abcda 流向的感应电流C.回路中形成持续的adcba 流向的感应电流D.回路中形成先abcda 流向后adcba 的感应电流2.(2014·石家庄二检)法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机.如图所示，用紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路.转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转.下列说法正确的是（ ）A.回路中电流的大小变化，方向不变B.回路中电流的大小不变，方向变化C.回路中电流的大小和方向都周期性变化D.回路中电流的方向不变，从b 导线流进电流表 3.如图所示，宽度为d 的有界匀强磁场竖直向下穿过光滑的水平桌面，一质量为m 的椭圆形导体框平放在桌面上，椭圆的长轴平行磁场边界，短轴小于d.现给导体框一个初速度v 0(v 0垂直磁场边界)，已知导体框全部在磁场中的速度为v ，导体框全部出磁场后的速度为v 1；导体框进入磁场过程中产生的焦耳热为Q 1，导体框离开磁 场过程中产生的焦耳热为Q 2.下列说法正确的是（ ） A.导体框离开磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向 B.导体框进出磁场都是做匀变速直线运动 CQ 1>Q 2D.Q 1＋Q 2＝)(212120v v m - 4.两块水平放置的金属板间的距离为d ，用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电阻为r ，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m 、电荷量为＋q 的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是（ ）A.磁感应强度B 竖直向上且正增强，t ∆∆φ＝nqdmgB.磁感应强度B 竖直向下且正增强，t ∆∆φ＝nq dmgC.磁感应强度B 竖直向上且正减弱，t ∆∆φ＝nqR r R dmg )(+D.磁感应强度B 竖直向下且正减弱，t ∆∆φ＝nqr R dmgr )(+ 5.如图所示,在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m 、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd 用绝缘轻质细杆悬挂在O 点,并可绕O 点摆动.金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面.则线框中感应电流的方向是( )A.a →b →c →d →aB.d →c →b →a →dC.先是d →c →b →a →d ,后是a →b →c →d →aD.先是a →b →c →d →a ,后是d →c →b →a →d6.如图所示,正方形闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3s 时间拉出,外力所做的功为W 1;第二次用0.9s 时间拉出,外力所做的功为W 2,则( )A.W 1=W 2B.W 1=W 2C.W 1=3W 2D.W 1=9W 27.边长为a 的闭合金属正三角形框架,完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中,现把框架匀速拉出磁场,如图(1)所示,则图(2)中图象规律与这一过程相符合的是( )(1)(2)8.(2014·山东卷)如图所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好.在向右匀速通过M 、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M、F N表示.不计轨道电阻.以下叙述正确的是（）A.F M向右 B.F N向左C.F M逐渐增大D.F N逐渐减小9.如图甲所示,光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L,在MP之间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面向上、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距d0.现用一个水平向右的力F拉棒ab,使它由静止开始运动,棒ab离开磁场前已做匀速直线运动,棒ab 与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图乙所示,F0已知.下列判断正确的是()A.棒ab在ac之间的运动是匀加速直线运动B.棒ab在ce之间可能先做加速度减小的运动,再做匀速运动C.棒ab在ce之间不可能一直做匀速运动BLdD.棒ab经过磁场的过程中,通过电阻R的电荷量为R10.(2014·河南郑州第二次质检)如图所示,在光滑绝缘斜面上放置一矩形铝框abcd,铝框的质量为m、电阻为R,斜面上ef线与gh线间有垂直斜面向上的匀强磁场,ef∥gh∥pq∥ab,eh>bc.如果铝框从磁场上方的某一位置由静止开始运动,则从铝框开始运动到ab边到达gh线之前的速度(v)—时间(t)图象可能正确的有()二、填空与实验题(本大题共2小题,共10分.把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答)11.(6分)如图所示,直导线ab与固定的电阻器R连成闭合电路,ab长0.40m,在磁感应强度是0.60T的匀强磁场中以5.0m/s的速度向右做切割磁感线的运动,运动方向跟ab导线垂直.这时直导线ab产生的感应电动势的大小是V,直导线ab中感应电流的方向是(填“a→b”或“b→a”);若电阻R=5Ω,导线ab电阻r=1Ω,则ab两端的电势差大小为V.12.(4分)超导磁悬浮列车(图甲)推进原理可以简化为图乙所示的模型:在水平面上相距为L的两根平行直导轨间有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=B,每个磁场的宽度都是l,相间排列.金属框abcd(悬浮在导轨上方)跨在两导轨间,其长和宽分别为L、l.当所有这些磁场都以速度v向右匀速运动时,金属框abcd在磁场力作用下将向(填“左”或“右”)运动.若金属框电阻为R,运动中所受阻力恒为F f,则金属框的最大速度为.三、计算题(本大题共4小题,共50分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)如图甲所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,导线的电阻不计.求0至t1时间内,(1)通过电阻R1上的电流大小和方向.(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量.14.（12分）(2014·天津卷)如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4 m.导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T.在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑.然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg，电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s2.问：(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向；(2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少.15.(12分)如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M'N'是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触,两杆的总电阻为R,导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨电阻可忽略,重力加速度为g.在t=0时刻将细线烧断,保持F 不变,金属杆和导轨始终接触良好.求:(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比.(2)两杆分别达到的最大速度.16.(16分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻.一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;(3)外力做的功W F.参考答案1.解析:N 极磁单极子的磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布,由楞次定律知,回路中形成方向沿adcba 流向的感应电流,由于回路由超导材料做成,电阻为零,故感应电流不会消失.C 项正确. 答案:C2.解析：圆盘辐向垂直切割磁感线，由ω221Br E =可得，电动势的大小一定，则电流的大小一定；由右手定则可知，电流方向从圆盘边缘流向圆心，电流从b 导线流进电流表，选项D 正确. 答案：D3.解析：由楞次定律可以判断，导体框离开磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，选项A 正确；导体框进出磁场时受到的安培力是变力，做非匀变速直线运动，选项B 错误；安培力一直是阻力，故导体框做减速运动，进入磁场时的速度大于离开磁场时的速度，进入磁场时产生的焦耳热Q 1大于离开磁场时产生的焦耳热Q 2，选项C 正确；由能量守恒得Q 1＋Q 2＝)(212120v v m -，选项D 正确.答案：ACD4.解析：由平衡条件知，下金属板带正电，故电流应从线圈下端流出，等效电路如图所示，由楞次定律可以判定磁感应强度B 为竖直向因mg ＝qdU，U ＝上且正减弱或竖直向下且正增强，故A 、D 错误；rR E+R ，E ＝n t ∆∆φ，联立可求得t ∆∆φ＝nqR r R dmg )(+，故只有C 项正确.答案：C5.解析:研究对象是线框,外加磁场B 原的方向向上.当线圈从右侧位置运动到最低位置过程中,穿过线圈的磁通量Φ原减小,线圈中产生的感应电流的磁场B 感的方向与B 原方向相同,B 感方向向上;再根据环形电流的安培定则,知线框中的感应电流方向为d →c →b →a →d ;当线圈从最低位置运动到左侧最高位置过程中,穿过线圈的磁通量Φ原增加,线圈中感应电流产生的磁场B 感的方向与B 原方向相反,B 感方向向下;根据环形电流的安培定则,知线框中感应电流方向为d →c →b →a →d. 答案:B6.解析:设线框边长为L ,则线框被匀速拉出的过程中感应电动势为E=BLv ,而v=tL,外力所做的功为W=RE 2t ,即W=Rt L B 42,可见,外力所做的功与时间成反比,C 项正确.答案:C7.解析:在框架被匀速拉出磁场的过程中,由几何关系得,切割磁感线的有效长度L ∝x ,感应电动势E=BLv ∝x ,B 项正确;框架在匀速运动中受到拉力F 与安培力相等,而安培力F'=BIL=RvL B 22为变力,C 项错误;根据P=Fv 判断,D 项错误.答案:B8.解析：根据安培定则可判断出，通电导线在M 区产生竖直向上的磁场，在N 区产生竖直向下的磁场.当导体棒匀速通过M 区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力向左.当导体棒匀速通过N 区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力也向左.选项B 正确.设导体棒的电阻为r ，轨道的宽度为L ，导体棒产生的感应电流为I′，则导体棒受到的安培力F 安＝BI′L ＝rR vL B L r R BLv B+=+22，在导体棒从左到右匀速通过M 区时，磁场由弱到强，所以F M 逐渐增大；在导体棒从左到右匀速通过N 区时，磁场由强到弱，所以F N 逐渐减小.选项C 、D 正确. 答案：BCD9.解析:棒ab 在ac 之间运动时,水平方向只受到恒定拉力F 0作用,做匀加速直线运动,A 项正确;棒ab 进入磁场后立即受到安培阻力的作用,若水平拉力大于安培力,则棒ab 加速运动,但加速度随着速度的增大而减小,直到匀速运动,B 项正确;若棒ab 进入磁场后安培阻力与水平拉力恰好平衡,则棒ab 在磁场中可能一直做匀速运动,C 项错误;棒ab 经过磁场的过程中,通过电阻R 的电荷量为rR BLd+,D 项错误. 答案:AB10.解析:由题意可知,若铝框刚进磁场时受到安培力和重力沿斜面向下的分力平衡,则匀速进入,出磁场时,做加速度减小的减速运动(速度可能一直大于匀速运动的速度),A 项正确;若铝框刚进磁场时受到安培力小于重力沿斜面向下的分力,则铝框将继续做加速度逐渐减小的加速运动,完全进入磁场后,做匀加速运动,出磁场时开始减速,D 项正确. 答案:AD11.解析:ab 导线切割磁感线,感应电动势E=BLv=1.2V,由右手定则知,ab 中电流方向是“b →a”;ab 两端的电势差U=rR E+R=1.0V . 答案:1.2 b →a 1.012.解析:磁场向右匀速运动,金属框中产生的感应电流所受安培力向右,金属框向右加速运动,当金属框匀速运动时速度设为v m ,感应电动势为E=2BL (v-v m ),感应电流为I=RE,安培力F=2BLI ,安培力与阻力平衡,F=F f ,解得v m =v-224L B R F f .答案:右 v-224L B R F f13.解析:(1)穿过闭合线圈的磁场的面积为S=π22r由题图乙可知,磁感应强度B 的变化率的大小为0t B t B =∆∆ 根据法拉第电磁感应定律得:E=n t∆∆φ=nS tB ∆∆=220t r nB π 由闭合电路欧姆定律可知流过电阻R 1的电流为I=R R E 2+=02203Rt r nB π 再根据楞次定律可以判断,流过电阻R 1的电流方向由b 到a. (2)0至t 1时间内通过电阻R 1的电荷量为 q=It 1=12203Rt t r nB π 电阻R 1上产生的热量为Q=I 2R 1t 1=0142220292Rt t r B n π答案:(1)02203Rt r nB π 方向从b 到a (2)012203Rt t r nB π 2142220292Rt t r B n π 14.解析：(1)由右手定则可以直接判断出电流是由a 流向b .(2)开始放置ab 刚好不下滑时，ab 所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为F max ，有 F max ＝m 1g sin θ.①设ab 刚好要上滑时，cd 棒的感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律有 E ＝BLv .②设电路中的感应电流为I ，由闭合电路欧姆定律有 I ＝21R R E+.③ 设ab 所受安培力为F 安，有 F 安＝ILB .④此时ab 受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有 F 安＝m 1g sin θ＋F max .⑤综合①②③④⑤式，代入数据解得: v ＝5 m/s.⑥(3)设cd 棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q 总，由能量守恒有 m 2gx sin θ＝Q 总＋2221v m .⑦ 又Q ＝211R R R +Q 总.⑧ 解得Q ＝1.3 J.答案：(1)由a 流向b (2)5 m/s (3)1.3 J15.解析:(1)设任意时刻杆MN 向上的速度大小为v 1,M'N'向下的速度大小为v 2,加速度大小分别为a 1和a 2,所受安培力大小为F 安,则有E=Bl (v 1+v 2)①I=RE ②F 安=BIl ③①②式中E 和I 分别为回路中的电动势和电流.两杆水平静止时,由牛顿定律得:F-3mg=0④细线烧断后,由牛顿第二定律得: F-mg-F 安=ma 1⑤ 2mg-F 安=2ma 2⑥联立④⑤⑥式得a 1=2a 2⑦因两杆初速均为0,故任意时刻v 1∶v 2=2∶1.⑧(2)加速度为0时两杆的速度达到最大值,分别用v 1、v 2表示,由以上各式得,v 1=2234B l mgR, v 2=2232B l mgR. 答案:(1)2∶1 (2)MN 杆最大速度为2234B l mgR ,M'N'杆最大速度为2232B l mgR16.解析:(1)设棒匀加速运动的时间为Δt ,回路的磁通量变化量为ΔΦ,回路中的平均感应电动势为E ,由法拉第电磁感应定律得E =t∆∆φ①其中ΔΦ=Blx ②设回路中的平均电流为I ,由闭合电路的欧姆定律得I =rR E③ 则通过电阻R 的电荷量为q=I Δt ④ 联立①②③④式,代入数据得q=4.5C ⑤(2)设撤去外力时棒的速度为v ,对棒的匀加速运动过程,由运动学公式得v 2=2ax ⑥ 设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W ,由动能定理得W=0-21mv 2⑦ 撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q 2=-W ⑧联立⑥⑦⑧式,代入数据得 Q 2=1.8J .⑨(3)由题意知,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2=2∶1,可得Q 1=3.6J ⑩ 在棒运动的整个过程中,由功能关系可知 W F =Q 1+Q 2由⑨⑩式得W F =5.4J . 答案:(1)4.5C (2)1.8J (3)5.4J。