選修3-1第七章第三節(jié)知能演練輕巧奪冠

1、一、單項(xiàng)選擇題1(2012·高考山東卷改編)以下敘述正確的是()A奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B慣性是物體的固有屬性，速度大的物體慣性一定大C牛頓最早通過理想斜面實(shí)驗(yàn)得出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因D感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向，這是能量守恒定律的必然結(jié)果解析：選D.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，與速度大小無關(guān)，B錯(cuò)誤；伽利略通過實(shí)驗(yàn)與假想得出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，C錯(cuò)誤2.圖9320(2012·高考新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖9320，一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行已知在t0到tt1的時(shí)間間隔內(nèi)

2、，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右設(shè)電流i正方向與圖中箭頭所示方向相同，則i隨時(shí)間t變化的圖線可能是()圖9321解析：選A.線框abcd中電流I大小相同，IabIcd，而ab邊與直線電流i之間的作用力大于cd邊與直線電流i之間的作用力且直線電流之間同向相吸異向相斥依據(jù)楞次定律，當(dāng)直導(dǎo)線中i向上且均勻減小時(shí)，線框中產(chǎn)生adcba方向的電流且恒定，此時(shí)線框受力向左；當(dāng)直導(dǎo)線中電流i向下且增加時(shí)，線框中依然產(chǎn)生adcba方向的電流且恒定，此時(shí)線框受力向右則可以判斷A圖正確3(2013·湖北七市聯(lián)考)如圖9322所

3、示，一個(gè)菱形的導(dǎo)體線框沿著自己的對(duì)角線勻速運(yùn)動(dòng)，穿過具有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，已知對(duì)角線AC的長(zhǎng)度為磁場(chǎng)寬度的兩倍且與磁場(chǎng)邊界垂直下面對(duì)于線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象(電流以ABCD順序流向?yàn)檎较颍瑥腃點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí))正確的是()圖9322圖9323解析：選B.利用“增反減同”，線框從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿過線框的磁通量最大的過程中，電流沿逆時(shí)針方向，且先增大后減小；從穿過線框的磁通量最大的位置到離開磁場(chǎng)的過程中，電流沿順時(shí)針方向，且先增大后減小設(shè)C為，剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的切割有效長(zhǎng)度為2 tan·v·t，所以電流與t成正比，只有B項(xiàng)正確4(2012·高考福建卷)如圖9

4、324甲，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下為正方向的x軸，則圖乙中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖象是()圖9324解析：選B.條形磁鐵的磁感線分布示意圖如圖所示銅環(huán)由靜止開始下落過程中磁通量的變化率是非均勻變化的，故環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、環(huán)中的感應(yīng)電流也是非均勻變化的，A錯(cuò)誤在關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的位置上磁場(chǎng)分布對(duì)稱，但環(huán)的速率是增大的，則環(huán)在O點(diǎn)下方的電流最大值大于在O點(diǎn)上方電流的最大值，故C錯(cuò)誤由于磁通量在O點(diǎn)上方是向上增大而在O點(diǎn)下方是向上減小的，故環(huán)中電流方

5、向在經(jīng)過O點(diǎn)是要改變的，D錯(cuò)誤可知B選項(xiàng)正確5.圖9325(2013·滁州調(diào)研)如圖9325所示，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，有一位于紙面且電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd，現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個(gè)方向以v、3v速度勻速拉出磁場(chǎng)，則導(dǎo)體框從兩個(gè)方向移出磁場(chǎng)的兩過程中()A導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反B導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同C導(dǎo)體框ad邊兩端電勢(shì)差相同D通過導(dǎo)體框截面的電荷量相同解析：選D.由右手定則可得兩種情況導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；熱量QI2Rt2R×，導(dǎo)體框產(chǎn)生的焦耳熱與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電荷量qIt×，電荷量與速度無關(guān)，電荷量相同，

6、D項(xiàng)正確；以速度v拉出時(shí)，UadBlv，以速度3v拉出時(shí)，UadBl·3v，C項(xiàng)錯(cuò)誤6(2013·阜陽(yáng)一中高三測(cè)試)如圖9326所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌接觸良好導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，t0時(shí)，將開關(guān)S由1擲向2，分別用q、i、v和a表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度大小和加速度大小，則下圖所示的圖象中正確的是()圖9326圖9327解析：選D.電容器放電時(shí)導(dǎo)體棒在安培力作用下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器電壓相等時(shí)，棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明極板上電荷量最終不等于零

7、，A項(xiàng)錯(cuò)誤但電流最終必為零，B錯(cuò)誤導(dǎo)體棒速度增大到最大后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為零，C錯(cuò)誤，D正確7.圖9328豎直平面內(nèi)有一形狀為拋物線的光滑曲面軌道，如圖9328所示，拋物線方程是yx2，軌道下半部分處在一個(gè)水平向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是ya的直線(圖中虛線所示)，一個(gè)小金屬環(huán)從拋物線上yb(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng)，金屬環(huán)沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是()AmgbB.mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv2解析：選D.小金屬環(huán)進(jìn)入或離開磁場(chǎng)時(shí)，磁通量會(huì)發(fā)生變化，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生焦耳熱；當(dāng)小金屬環(huán)全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，小金屬環(huán)最終在磁場(chǎng)

8、中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由能量守恒可得產(chǎn)生的焦耳熱等于減少的機(jī)械能，即Qmv2mgbmgamg(ba)mv2.8.(2012·高考山東卷改編)如圖9329所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項(xiàng)正確的是()圖9329APmgvsinBP3mgvsinC當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)加速度大小為si

9、n D在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功解析：選C.對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖當(dāng)導(dǎo)體棒以v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)(如圖甲)，應(yīng)有：mgsinF安BIL；當(dāng)加力F后以2v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)(如圖乙)，F(xiàn)mgsin，兩式聯(lián)立得Fmgsin，則PF·2v2mgvsin，A、B錯(cuò)誤；由牛頓第二定律，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為時(shí)，asin，C正確；由功能關(guān)系，當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功與減少的重力勢(shì)能之和，D錯(cuò)誤9.圖9330(2013·西安五校聯(lián)考)兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定

10、的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖9330所示，除電阻R外其余電阻不計(jì)現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，則下列說法錯(cuò)誤的是()A釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R的電流方向?yàn)閎aC金屬棒的速度為v時(shí)，電路中的電功率為B2L2v2/RD電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少量解析：選D.剛釋放瞬間金屬棒只受重力，故加速度ag，A項(xiàng)正確金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)用右手定則判斷，電流沿順時(shí)針方向，B項(xiàng)正確當(dāng)金屬棒的速度為v時(shí)，EBLv，P，C項(xiàng)正確根據(jù)能量守恒可知，電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于減少的重力勢(shì)能與增加的動(dòng)能之差

11、，D項(xiàng)錯(cuò)誤二、非選擇題10.圖9331如圖9331，兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，電阻不計(jì)在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放金屬棒下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好已知某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光重力加速度為g.求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；(2)燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率解析：(1)設(shè)小燈泡的額定電流為I0，有PIR由題意知，在金屬棒沿導(dǎo)軌豎直下落的某時(shí)刻后，兩小燈泡保持正常發(fā)光，流經(jīng)MN的電流為I2I0此時(shí)金屬棒MN所受的重力

12、和安培力大小相等，下落的速度達(dá)到最大值，有mgBLI聯(lián)立式得B (2)設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)，導(dǎo)體棒的速度為v，由電磁感應(yīng)定律與歐姆定律得EBLvERI0聯(lián)立式得v.答案：(1) (2)11.圖9332(2011·高考海南卷)如圖9332，ab和cd是兩條豎直放置的長(zhǎng)直光滑金屬導(dǎo)軌，MN和MN是兩根用細(xì)線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m.豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接觸；兩桿的總電阻為R，導(dǎo)軌間距為l.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為g.在t0時(shí)刻將細(xì)線燒斷，保持F不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好

13、求：(1)細(xì)線燒斷后，任意時(shí)刻兩桿運(yùn)動(dòng)的速度之比；(2)兩桿分別達(dá)到的最大速度解析：(1)設(shè)任意時(shí)刻MN、MN桿的速度分別為v1、v2.細(xì)線燒斷前：Fmg2mg對(duì)MN桿在任意時(shí)刻：FmgF安ma1對(duì)MN桿在任意時(shí)刻：2mgF安2ma2EBl(v1v2)IF安BIl任意時(shí)刻加速度之比等于速度之比即解得：v1v221(2)當(dāng)兩桿達(dá)到最大速度時(shí)，對(duì)MN則有：2mgF安0由以上幾式聯(lián)立解得v1，v2.答案：(1)21(2)12如圖9333甲所示，有理想邊界的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B0.5 T，兩邊界間距s0.1 m一邊長(zhǎng)L0.2 m的正方形線框abcd由粗細(xì)均勻的電阻絲圍成，總電阻R0.4 .現(xiàn)

14、使線框以v2 m/s的速度從位置勻速運(yùn)動(dòng)到位置.圖9333(1)求cd邊未進(jìn)入右方磁場(chǎng)時(shí)線框所受安培力的大小；(2)求在整個(gè)過程中線框所產(chǎn)生的焦耳熱；(3)在如圖乙所示的坐標(biāo)圖中畫出整個(gè)過程中線框a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖線解析：(1)因?yàn)榫€框勻速運(yùn)動(dòng)，則在從題圖甲中位置運(yùn)動(dòng)到cd邊未進(jìn)入右方磁場(chǎng)的過程中，ab邊切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv0.5×0.2×2 V0.2 V感應(yīng)電流IE/R0.5 A所以線框受到的安培力即ab邊受到的安培力FBIL0.5×0.5×0.2 N0.05 N.(2)產(chǎn)生熱量的過程有兩個(gè)階段，一是cd邊在磁場(chǎng)邊界間運(yùn)動(dòng)的過程中，二是ab邊在磁場(chǎng)邊界間運(yùn)動(dòng)的過程中兩個(gè)階段速度一樣，安培力大小恒定，線框勻速運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)階段產(chǎn)生的熱量一樣多產(chǎn)生的焦耳熱即為克服安培力做的功Q2Fs2