高三物理精选精练（16）.doc

2013高三物理精选精练1.(2010高考广东卷)如图9311所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒pq沿导轨从mn处匀速运动到mn的过程中，下列棒上感应电动势e随时间t变化的图示，可能正确的是() 图9311图9312解析：选a.金属棒匀速运动，进入磁场前和经过磁场后感应电动势均为零，经过磁场过程中产生的感应电动势大小恒定，故a正确2(2011高考江苏卷)如图9313所示，固定的水平长直导线中通有电流i，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行线框由静止释放，在下落过程中() 图9313a穿过线框的磁通量保持不变b线框中感应电流方向保持不变c线框所受安培力的合力为零d线框的机械能不断增大解析：选b.当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针方向，且方向不发生变化，a错误，b正确；因线框上下两边所在处的磁感应强度不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，c错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，d错误3(2012苏北四市调研)如图9314所示，两根足够长的平行金属导轨水平放置，导轨的一端接有电阻和开关，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场的方向与导轨平面垂直，金属杆ab置于导轨上当开关s断开时，在金属杆ab上作用一水平向右的恒力f，使金属杆ab向右运动进入磁场一段时间后闭合开关并开始计时，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好下列关于金属杆ab的vt图象不可能的是() 图9314图9315解析：选d.以金属杆为研究对象，有ff安ma，即fma，当闭合开关瞬间，若f，金属杆做匀速运动，a可能；若f，金属杆做加速度减小的加速运动，b可能；本题d图所示是不可能出现的4如图9316所示，位于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直现用一平行于导轨的恒力f拉杆ab，使它由静止开始向右运动杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计用e表示回路中的感应电动势，i表示回路中的感应电流，在i随时间增大的过程中，电阻消耗的功率等于() 图9316af的功率b安培力的功率的绝对值cf与安培力的合力的功率die解析：选bd.由于f作用于静止的杆ab时，杆ab的速度逐渐增大，则拉力f做的功一部分克服安培力转化为电能，b、d正确，一部分转化为杆ab的动能，所以a、c错5(2012泰安模拟)如图9317所示，水平放置的导体框架，宽l0.50 m，接有电阻r0.20 ，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感应强度b0.40 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，框架和导体棒ab的电阻均不计当ab以v4.0 m/s的速度向右匀速滑动时，求：图9317(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；(3)若将外力f突然减小到f，简要论述导体棒ab以后的运动情况解析：(1)ab棒切割磁感线，故eblv0.400.504.0 v0.80 v.(2)回路电流i a4 a故f安bil0.4040.50 n0.80 n因导体棒匀速运动，则ff安0.80 n.(3)当f突然减小为f时，f安f，导体棒ab所受合外力方向向左，导体棒做减速运动；由f合f安ffma知，棒ab做加速度减小的减速运动，当a0时，导体棒做匀速直线运动，速度为v.答案：(1)0.80 v(2)0.80 n(3)见解析一、选择题1粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图9318所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是()图9318解析：选b.在四个图中线框电动势和电流相同，a、c、d图中，ab两端的电压uabe，在b图中，uabe，故b对2如图9319所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为r(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为b的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点a用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒ab，ab由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，b点的线速度为v，则这时ab两端的电压大小为() 图9319a.b.c. dbav解析：选a.摆到竖直位置时，ab切割磁感线的瞬时感应电动势eb2abav.由闭合电路欧姆定律，uabbav，故选a.3(2012合肥模拟)如图9320所示，在一匀强磁场中有一u形导体框bacd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，r为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab、cd上无摩擦地滑动，杆ef及线框中导体的电阻都可不计开始时，给ef一个向右的初速度，则() 图9320aef将减速向右运动，但不是匀减速bef将匀速向右运动cef将加速向右运动def将做往复运动解析：选a.杆ef向右运动，所受安培力fbilbl，方向向左，故杆ef做减速运动；v减小，f减小，杆做加速度逐渐减小的减速运动，a正确4(2012宁夏银川模拟)如图9321所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中() 图9321a导体框中产生的感应电流方向相同b导体框中产生的焦耳热相同c导体框ab边两端电势差相同d通过导体框截面的电荷量相同解析：选ad.由楞次定律可知导体框中产生的感应电流方向相同，a正确；，由电磁感应定律可得q，因此导体框中产生的焦耳热不同，故b错误；两种情况下电源的电动势不相同，导体框ab边两端电势差不同，c错误；由q知通过导体框截面的电荷量与速度无关，d正确5(2012成都模拟)如图9322所示，电阻r1 、半径r10.2 m的单匝圆形导线框p内有一个与p共面的圆形磁场区域q，p、q的圆心相同，q的半径r20.1 mt0时刻，q内存在着垂直于圆面向里的磁场，磁感应强度b随时间t变化的关系是b2t(t)若规定逆时针方向为电流的正方向，则线框p中感应电流i随时间t变化的关系图象应该是下图中的() 图9322图9323解析：选c.由法拉第电磁感应定律可得：圆形导线框p中产生的感应电动势为e|sr0.01 (v)，再由欧姆定律得：圆形导线框p中产生的感应电流i0.01 (a)，由楞次定律可知电流的方向是顺时针方向，c对6(2012海淀区模拟)如图9324所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域直角边长为l，磁感应强度大小为b，方向垂直纸面向外，一边长为l、总电阻为r的正方形闭合导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v垂直磁场匀速穿过磁场区域取电流沿abcda的方向为正，则图9325中表示线框中感应电流i随bc边位置坐标x变化的图象正确的是() 图9324图9325解析：选c.在进入磁场的过程中，线框切割磁感线的有效长度越来越大，产生的感应电动势、感应电流越来越大，穿过线圈的磁通量越来越大，由楞次定律可判断出感应电流沿顺时针方向，即为正值；在出磁场的过程中，线框切割磁感线的有效长度越来越大，则感应电流越来越大，穿过线圈的磁通量越来越小，由楞次定律可判断，感应电流为逆时针方向，即为负值综上所述，c正确7如图9326所示，边长相等的正方形导体框与正方形匀强磁场区，其对角线在同一水平线上，导体框沿水平方向由a到b匀速通过垂直于纸面向外的磁场区，导体框中的电流随时间变化关系正确的是(顺时针方向电流为正)() 图9326图9327解析：选a.设导体框沿水平方向匀速通过磁场区域的速度大小为v，刚进入磁场时，切割磁感线的有效长度为l2vt，所以感应电动势为eblv2bv2t.由楞次定律知电流方向为顺时针方向；当导体框与磁场区域重合时电流最大；导体框再向右运动，电流逐渐减小，方向为逆时针方向，a正确8竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如图9328所示，抛物线方程是yx2，轨道下半部分处在一个水平向外的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中虚线所示)，一个小金属环从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是() 图9328amgb b.mv2cmg(ba) dmg(ba)mv2解析：选d.小金属环进入或离开磁场时，磁通量会发生变化，并产生感应电流，产生焦耳热；当小金属环全部进入磁场后，不产生感应电流，小金属环最终在磁场中做往复运动，由能量守恒可得产生的焦耳热等于减少的机械能，即qmv2mgbmgamg(ba)mv2.9(2011高考江苏卷)如图9329所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计匀强磁场与导轨平面垂直阻值为r的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好t0时，将开关s由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度下列图象正确的是()图9329解析：选d.本题综合考查右手定则、安培力、电容器以及图象问题意在考查学生的分析综合能力当开关s由1掷到2时，电容器开始放电，此时电流最大，棒受到的安培力最大，加速度最大，此后棒开始运动，产生感应电动势，棒相当于电源，利用右手定则可判断棒上端为正极，下端为负极，与电容器的极性相同，当棒运动一段时间后，电路中的电流逐渐减小，当电容器电压与棒两端电动势相等时，电容器不再放电，电路电流等于零，棒做匀速运动，加速度减为零，所以c错误，b错误，d正确；因电容器两极板间有电压，qcu不等于零，所以a错误10(2011高考福建卷)如图9330，足够长的u型光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中mn与pq平行且间距为l，导轨平面与磁感应强度为b的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为r，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()图9330a运动的平均速度大小为vb下滑的位移大小为c产生的焦耳热为qblvd受到的最大安培力大小为sin解析：选b.流过ab棒某一截面的电量qtt，ab棒下滑的位移x，其平均速度v，而棒下滑过程中做加速度减小的加速运动，故平均速度不等于v，a错误b正确；由能量守恒mgxsinqmv2，产生的焦耳热qmgxsinmv2mgsinmv2，c错误；当mgsin时v最大，安培力最大，即f安mmgsin或，d错误二、非选择题11(2011高考大纲全国卷)如图9331，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为l，电阻不计在导轨上端并接两个额定功率均为p、电阻均为r的小灯泡整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒mn从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好已知某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g.求：图9331(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率解析：(1)设小灯泡的额定电流为i0，有pir由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经mn的电流为i2i0此时金属棒mn所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mgbli联立式得b (2)设小灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得eblveri0联立式得v.答案：(1) (2)12(2011高考上海卷改编)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s1.15 m，两导轨间距l0.75 m，导轨倾角为30，导轨上端ab接一阻值r1.5 的电阻，磁感应强度b0.8 t的匀强磁场垂直轨道平面向上阻值r0.5 ，质量m0.2 kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热q10.1 j(取g10 m/s2)求：图9332(1)金属棒在此过程中克服安培力的功w安；(2)金属棒下滑速度v2 m