高考物理一輪復(fù)習(xí)課時練34

課時作業(yè)(三十四)1．在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個面積不變的單匝金屬圓形線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，取線圈中磁場方向向上為正，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t如圖乙變化時，下列選項(xiàng)中能正確表示線圈中感應(yīng)電流變化的是 ()[解析]由法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律可知，在0～eq\f(T,2)，感應(yīng)電流的方向應(yīng)與圖示方向相反，即為負(fù)方向，故B、C錯誤；在eq\f(T,2)～T，原磁場為反方向且磁場在增強(qiáng)，可判斷感應(yīng)電流方向與圖示方向相反，為負(fù)方向，且其大小為0～eq\f(T,2)時間內(nèi)的2倍，故A正確，D錯誤．[答案]A2．(2012·福州模擬)如圖所示，在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于xOy平面(紙面)向里．具有一定電阻的矩形線框abcd位于xOy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合．令線框從t＝0時刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動，則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時針方向?yàn)殡娏髡较?隨時間t的變化圖線I－t圖可能是圖中的 ()[解析]線框勻加速向右運(yùn)動時，cd邊切割磁感線，由右手定則知電流方向?yàn)轫槙r針，方向?yàn)樨?fù)；I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Blv,R)＝eq\f(Blat,R)，故D項(xiàng)正確．[答案]D3.兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導(dǎo)線與一個n匝線圈相連，線圈電阻為r，線圈中有豎直方向的磁場，電阻R與金屬板連接，如圖所示，兩板間有一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的油滴恰好處于靜止，則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況和磁通量的變化率分別是 ()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正增強(qiáng)，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(dmg,nq)B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正增強(qiáng)，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(dmg,nq)C．磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(dmgR＋r,nqR)D．磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(dmgrR＋r,nq)[答案]C4．(2012·揚(yáng)州模擬)如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在與水平方向夾角60°斜向下的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定斜向下為正方向，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計，導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．規(guī)定a→b的方向?yàn)殡娏鞯恼较颍较蛴业姆较驗(yàn)橥饬Φ恼较?，則在0～t時間內(nèi)，能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時間t變化的圖象是()[答案]BD5.如右圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L，直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個裝置處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電容器的電容為C，除電阻R外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計．現(xiàn)給導(dǎo)線MN一初速度，使導(dǎo)線MN向右運(yùn)動，當(dāng)電路穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運(yùn)動時 ()A．電容器兩端的電壓為零B．電阻兩端的電壓為BLvC．電容器所帶電荷量為CBLvD．為保持MN勻速運(yùn)動，需對其施加的拉力大小為eq\f(B2L2v,R)[解析]當(dāng)導(dǎo)線MN勻速向右運(yùn)動時，導(dǎo)線MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，穩(wěn)定后，電容器既不充電也不放電，無電流產(chǎn)生，故電阻兩端沒有電壓，電容器兩極板間的電壓為U＝E＝BLv，所帶電荷量Q＝CU＝CBLv，故A、B錯，C對；MN勻速運(yùn)動時，因無電流而不受安培力，故拉力為零，D錯．[答案]C6.(2012·四川成都市模擬)如右圖所示，電阻R＝1Ω、半徑r1＝0.2m的單匝圓形導(dǎo)線框P內(nèi)有一個與P共面的圓形磁場區(qū)域Q，P、Q的圓心相同，Q的半徑r2＝0.1m．t＝0時刻，Q內(nèi)存在著垂直于圓面向里的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系是B＝2－tT．若規(guī)定逆時針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則線框P中感應(yīng)電流I隨時間t變化的關(guān)系圖象應(yīng)該是下列選項(xiàng)中的 ()[解析]由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：圓形導(dǎo)線框P中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝|eq\f(ΔB,Δt)|S＝|eq\f(ΔB,Δt)|·πreq\o\al(2,2)＝0.01πV，再由歐姆定律得：圓形導(dǎo)線框P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I＝0.01πA，由楞次定律可知電流的方向是順時針方向，C對．[答案]C7.把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如右圖所示，一長度為2a、電阻等于R、粗細(xì)均勻的金屬棒MN放圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸．當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；(2)圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率．[解析](1)把切割磁感線的金屬棒看成一個具有內(nèi)阻為R，電動勢為E的電源，兩個半圓環(huán)看成兩個并聯(lián)電阻，畫出等效電路圖如圖所示．等效電源電動勢為E＝Blv＝2Bav外電路的總電阻為R外＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝eq\f(1,2)R棒上電流大小為I＝eq\f(E,R總)＝eq\f(2Bav,\f(1,2)R＋R)＝eq\f(4Bav,3R)電流方向從N流向M.根據(jù)分壓原理，棒兩端的電壓為UMN＝eq\f(R外,R外＋R)·E＝eq\f(2,3)Bav.(2)圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為P＝IE＝eq\f(8B2a2v2,3R).[答案](1)eq\f(4Bav,3R)，從N到Meq\f(2Bav,3)(2)eq\f(8B2a2v2,3R)8.如右圖所示，有一個等腰直角三角形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域．直角邊長為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，一邊長為L、總電阻為R的正方形閉合導(dǎo)線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v垂直磁場勻速穿過磁場區(qū)域．取電流沿a→b→c→d→a的方向?yàn)檎?，則圖中表示線框中感應(yīng)電流i隨bc邊位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是 ()[解析]在進(jìn)入磁場的過程中，線框切割磁感線的有效長度越來越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流越來越大，穿過線圈的磁通量越來越大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流沿順時針方向，即為正值；在出磁場的過程中，線框切割磁感線的有效長度越來越大，則感應(yīng)電流越來越大，穿過線圈的磁通量越來越小，由楞次定律可判斷，感應(yīng)電流為逆時針方向，即為負(fù)值．綜上所述，C正確．[答案]C9.如圖所示，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)有一位于紙面內(nèi)的電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd，現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個方向以v、3v速度勻速拉出磁場，則導(dǎo)體框分別從兩個方向移出磁場的過程中 ()A．導(dǎo)體框所受安培力方向相同B．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同C．導(dǎo)體框ad邊兩端電壓相同D．通過導(dǎo)體框截面的電荷量相同[解析]將線框向左和向右拉出磁場，產(chǎn)生電流方向都為逆時針，由左手定則知，第一次ad邊受安培力向右，第二次bc邊受安培力向左，故A錯誤；兩次產(chǎn)生電動勢之比為1∶3，所以電流之比為1∶3，所用時間之比為3∶1，由Q＝I2Rt，可知兩次產(chǎn)生焦耳熱不同，故B錯誤；第一次Uab＝eq\f(3,4)BLv，第二次Uab＝eq\f(1,4)BL·3v，故C正確；由q＝eq\f(BΔS,R)知，兩次通過截面的電荷量相同，故D正確．[答案]CD10．(2012·鹽城模擬)如圖(a)所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為1kg的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v0＝3m/s進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時開始計時t＝0，此時線框中感應(yīng)電動勢為1V，在t＝3s時刻線框到達(dá)2位置開始離開勻強(qiáng)磁場．此過程中v－t圖象如圖(b)所示，那么 ()A．t＝0時，線框右側(cè)的邊兩端M、N間電壓為0.25VB．恒力F的大小為1.0NC．線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為2m/sD．線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為1m/s[答案]C11．如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d＝0.5m，電阻不計，左端通過導(dǎo)線與阻值R＝2Ω的電阻連接，右端通過導(dǎo)線與阻值RL＝4Ω的小燈泡L連接．在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，CE長l＝2m，有一阻值r＝2Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處．CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化規(guī)律如圖乙所示．在t＝0至t＝4s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t＝4s時使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場區(qū)域并保持勻速運(yùn)動．已知從t＝0開始到金屬棒運(yùn)動到磁場邊界EF處的整個過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化．求：(1)通過小燈泡的電流．(2)金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運(yùn)動的速度大?。甗解析](1)0～4s內(nèi)，電路中的感應(yīng)電動勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S＝eq\f(2,4)×0.5×2V＝0.5V此時燈泡中的電流IL＝eq\f(E,R總)＝eq\f(E,\f(Rr,R＋r)＋RL)＝eq\f(0.5,\f(2×2,2＋2)＋4)A＝0.1A(2)由于燈泡亮度沒有變化，故IL沒變化．根據(jù)E′＝BdvI′＝eq\f(E′,R′總)＝eq\f(E′,r＋\f(RRL,R＋RL))UL＝I′·eq\f(RRL,R＋RL)IL＝eq\f(UL,RL)解得v＝1m/s[答案](1)0.1A(2)1m/s12．在小車上豎直固定著一個高h(yuǎn)＝0.05m、總電阻R＝10Ω、n＝100匝的閉合矩形線圈，且小車與線圈的水平長度l相同．現(xiàn)線圈和小車一起在光滑的水平面上運(yùn)動，速度為v1＝1.0m/s，隨后穿過與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T的水平有界勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里，如下圖甲所示．已知小車運(yùn)動(包括線圈)的速度v隨車的位移x變化的v－x圖象如圖乙所示．求：(1)小車的水平長度l和磁場的寬度d；(2)小車的位移x＝10cm時線圈中的電流大小I；(3)小車的位移x＝35cm時線圈所受的安培力大小及方向如何？[解析](1)由題圖乙可知，從x＝5cm開始，線圈進(jìn)入磁場，線圈中有感應(yīng)電流，受安培力作用，小車做減速運(yùn)動，速度v隨位移x減小，當(dāng)x＝15cm時，線圈完全進(jìn)入磁場，線圈中無感應(yīng)電流，小車做勻速運(yùn)動．因此小車的水平長度l＝10cm.當(dāng)x＝30cm時，線圈開始離開磁場，則d＝(30－5)cm＝25cm.(2)當(dāng)x＝10cm時，由圖象可知線圈右邊切割磁感線的速度v2＝0.8m/s由閉合電路歐姆定律得線圈中的電流I＝