高考物理一轮总复习达标训练习题：高考必考题突破讲座9 含答案

第九章 高考必考题突破讲座(九)
1．(2017·广东广州模拟)如右图所示，abcd 是边长为L ，每边电阻均相同的正方形导体线框，现维持线框以恒定的速度v 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B ，方向垂直纸面向里．线框b 点在O 位置时开始计时，则在t ＝2L v 时间内，
a 、
b 二点的电势差U 随时间t 的变化图线为( D )
解析：t ＝L v 时刻，ab 边完全进入磁场，电动势E ＝BL v ，ab 间的电压等于路端电压，U ab
＝34
BL v ，C 错误；t ＝2L v 时刻，线框完全进入磁场，ab 间的电压等于电动势E ，A 、B 错误，D 正确．
2．(多选)(2017·河北衡水一模)如图甲所示(俯视图)，在光滑的水平面上，宽为3l 的区域内存在一匀强磁场，磁场方向垂直水平面向下．水平面内有一不可形变的粗细均匀的等边三角形闭合导体线框CDE (由同种材料制成)，边长为l ，t ＝0时刻，E 点处于磁场边界，CD 边与磁场边界平行．在外力F 的作用下线框沿垂直于磁场区域边界的方向匀速穿过磁场区域．从E 点进入磁场到CD 边恰好离开磁场的过程中，线框中感应电流I (以逆时针方向的感应电流为正)、外力F (水平向右为正方向)随时间变化的图象(图象中的t ＝
3l 2v
，曲线均为抛物线)可能正确的有( BD )
甲
解析：等边三角形闭合导线框CDE进入磁场的过程中，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律可知，线框产生的感应电流方向为逆时针方向，拉出磁场的过程中，线框产生的感应电流为顺时针方向，在磁场中运动时感应电流为零．同时当线框进入或拉出磁场时线框切割磁感线的有效长度随时间t均匀增大，产生的感应电动势、感应电流均匀增大，选项B正确，A错误；因线框在磁场中匀速运动，所以外力F等于线框受到的安培力，外力F∝t2，选项C 错误，D正确．
3．(2017·湖北武汉模拟)如图甲所示，平行导轨之间有一个矩形磁场区，在相等面积的两部分区域内存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场．细金属棒AB沿导轨从PQ处匀速运动到P′Q′的过程中，棒上AB两端的电势差U AB随时间t的变化图象正确的是(C)
甲
解析：金属棒AB在到达磁场左边前及离开右边界后没有感应电动势．设导体棒切割磁感线的总长度为L，在两个磁场中切割长度分别为L1和L2.
则：L1＋L2＝L①
AB两端的电势差U AB等于感应电动势，为：
U AB＝B(L1－L2)v②
由①②式得：U AB ＝2BL 1v －BL v ，在运动过程中，L 1均匀减小，U AB 先正后负，故C 正确．
4．(多选)(2017·湖北黄冈综训)如图甲所示，竖直平面(纸面)两水平线间存在宽度为d 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．一质量为m 、边长也为d 的正方形线框从磁场上方某处自由落下，t 1时刻线框的下边进入磁场，t 2时刻线框的上边进入磁场，t 3时刻线框上边离开磁场．已知线框平面在下落过程中始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场边界平行，不计空气阻力，则线框下落过程中的v -t 图象可能正确的是( AB )
解析：进入磁场前和通过磁场后，线框只受重力，加速度恒为g .设线框下边进入磁场时
速度为v ，则线框中感应电动势E ＝Bd v ，由闭合电路欧姆定律有I ＝E R
，安培力F ＝BId .解得：F ＝B 2d 2v R
，若F ＝mg ，则线框匀速穿过磁场，A 项正确；若F >mg ，则线框减速通过磁场，由牛顿第二定律有：B 2d 2v R
－mg ＝ma 1，可知线框加速度不断减小，B 项正确；若F <mg ，线框在磁场中刚开始做加速运动，由牛顿第二定律有mg －B 2d 2v R
＝ma 2，所以线框加速度不断减小，当F ＝mg 时线框匀速运动，故C 、D 项错．
5．(多选)(2017·四川卷)如图甲所示，电阻不计、间距为l 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R .质量为m 、电阻为r 的金属棒MN 置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F 的作用由静止开始运动，外力F 与金属棒速度v 的关系是F ＝F 0＋k v (F 0、k 是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i ，受到的安培力大小为F A ，电阻R 两端的电压为U R ，感应电流的功率为P ，它们随时间t 变化图象可能正确的有( BC )
甲
解析：设某时刻金属棒的速度为v ，根据牛顿第二定律F －F A ＝ma ，即F 0＋k v －B 2l 2v R ＋r
＝ma ，即F 0＋(k －B 2l 2R ＋r )v ＝ma ，如果k >B 2l 2
R ＋r
，则加速度与速度成线性关系，且随着速度增大，加速度越来越大，即金属棒运动的v -t 图象的切线斜率越来越大，由于F A ＝B 2l 2v R ＋r
，F A －t 图象的切线斜率也越来越大，感应电流(i ＝Bl v R ＋r )、电阻两端的电压(U R ＝BlR v R ＋r
)及感应电流的功率(P ＝B 2l 2v 2
R ＋r )也会随时间变化得越来越快，B 项正确；如果k ＝B 2l 2R ＋r
，则金属棒做匀加速直线运动，电动势随时间均匀增大，感应电流、电阻两端的电压、安培力均随时间均匀增大，感应电流
的功率与时间的二次方成正比，没有选项符合；如果k <B 2l 2R ＋t
，则金属棒做加速度越来越小的加速运动，感应电流、电阻两端的电压、安培力均增加得越来越慢，最后恒定，感应电流的功率最后也恒定，C 项正确．。