复习之高效课堂精讲精练38

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精新课标2014年高考一轮复习之高效课堂精讲精练38一、单项选择题（本大题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得6分，选错或不答的得0分．)1．(2012·合肥模拟)穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图1中①~④所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是（)图1A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中，回路产生的感应电动势先变小后变大【解析】图①中穿过回路的磁通量Φ是一恒定值，所以回路中不产生感应电动势，选项A错;图②中穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t均匀变化，感应电动势是一恒定值，选项B错；图③中穿过回路的磁通量在0~t1时间内的变化率eq\f（ΔΦ,Δt）大于在t1～t2时间内的变化率,所以回路在0～t1时间内产生的感应电动势大于在t1～t2时间内产生的感应电动势，选项C错；图④中穿过回路的磁通量的变化率eq\f(ΔΦ，Δt）先变小后变大，所以回路产生的感应电动势先变小后变大，选项D正确．【答案】D2．如图2所示，A，B为两个闭合金属环挂在光滑的绝缘杆上,其中A环固定．现给A环中分别通以如下图所示的四种电流，其中能使B环在0~t1时间内始终具有向右加速度的是（）图2【解析】A环固定，当A环通以变化的电流，B环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍磁通量的变化,B环有向右的加速度，依据楞次定律得A环中的电流一定是增大的．故C正确．【答案】C3．（2012·枣庄模拟）图3长为a、宽为b的矩形线框有n匝，每匝线圈电阻为R。如图3所示，对称轴MN的左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，第一次将线框从磁场中以速度v匀速拉出,第二次让线框以ω＝2v/b的角速度转过90°角．那么()A．通过导线横截面的电荷量q1∶q2＝1∶nB．通过导线横截面的电荷量q1∶q2＝1∶1C．线框发热功率P1∶P2＝2n∶1D．线框发热功率P1∶P2＝1∶2【解析】首先，在第一、二次运动过程中，磁通量的减少量为ΔΦ1＝ΔΦ2＝B·ab/2。当回路为n匝,总电阻为nR时．由q＝eq\x\to（I)·Δt＝eq\f(\x\to(E）,nR)·Δt＝eq\f(ΔΦ，ΔtR）·Δt＝ΔΦ/R.可得q1∶q2＝1∶1.故知A错B对．两种情况下线框电阻不变，由电（热）功率公式可得eq\f（P1,P2）＝（eq\f(E1，E2）)2 ①E1＝nBav ②E2＝nB·eq\f（ab，2)·eq\f（2v，\r(2）b） ③联立①②③式，即可求出以下结果P1∶P2＝2∶1,故知C、D均错．【答案】B图44．(2012·苏州模拟)如图4所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中．有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点．在运动过程中,导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R，其余电阻不计．则()A．该过程中导体棒做匀减速运动B．该过程中接触电阻产生的热量为eq\f（1,8)mveq\o\al(2，0)C．开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为S＝eq\f（QR，B）D．当导体棒的速度为eq\f(1，2)v0时,回路中感应电流大小为初始时的一半【解析】由eq\f（B2l2v,R)＝ma可知该过程中l、v均在变化，故a变化，A错．由能量守恒可知Q热＝eq\f（1，2)mveq\o\al(2,0),B错．I＝eq\f（ΔΦ，ΔtR),ΔΦ＝BS，Q＝IΔt，联立得S＝eq\f(QR,B），C对．当v＝eq\f（1,2)v0时，l〈l0,由I＝eq\f(E,R）＝eq\f（Blv,R)知，I<eq\f(I0,2），D错．【答案】C二、双项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分．全部选对的得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分．)图55．(2012·丹东模拟)如图5所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1,方向由南向北，竖直分量大小为B2，方向竖直向下；自行车车把为直把、金属材质,两把手间距为L，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列结论正确的是()A．图示位置中辐条A点电势比B点电势低B．图示位置中辐条A点电势比B点电势高C．自行车左车把的电势比右车把的电势高B2LvD．自行车在十字路口左拐改为南北骑向,则自行车车把两端电动势要降低【解析】自行车车把切割磁感线，由右手定则知，自行车左车把的电势比右车把的电势高B2Lv；辐条旋转切割磁感线，由右手定则知，图示位置中辐条A点电势比B点电势低；自行车在十字路口左拐改为南北骑向，地磁场竖直分量始终垂直于自行车车把，则其两端电动势不变．正确答案为A、C两项．【答案】AC图66．如图6所示，在垂直纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框．现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行．已知AB＝BC＝l，线框导线的总电阻为R。则线框离开磁场的过程中（）A．线框中的电动势随时间均匀增大B．通过线框截面的电荷量为eq\f（Bl2,2R)C．线框所受外力的最大值为eq\f（\r(2)B2l2v，R）D．线框中的热功率与时间成正比【解析】三角形线框向外匀速运动的过程中，由于有效切割磁感线的长度L＝vt，所以线框中感应电动势的大小E＝BLv＝Bv2t，故选项A正确;线框离开磁场的运动过程中，通过线圈的电荷量Q＝It＝eq\f(ΔΦ,ΔtR)×Δt＝eq\f（Bl2，2R）,选项B正确;当线框恰好刚要完全离开磁场时，线框有效切割磁感线的长度最大，则F＝BIl＝eq\f（B2l2v，R）,选项C错误；线框的热功率为P＝Fv＝BIvt×v＝eq\f(B2v4t2，R），选项D错误．【答案】AB图77．（2012·宜昌模拟)如图7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．感应电流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eq\x\to（E)＝eq\f(1，2)πBlv【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,所以感应电流先增大后减小，同理可以判断出磁场时的情况，A、B两项正确；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项错误;进入磁场时感应电动势平均值eq\x\to(E）＝eq\f（ΔΦ,Δt）＝eq\f(B·\f(1,4)πl2，\f(l,v))＝eq\f(1,4)πBlv,D项错误．【答案】AB8．(2011·临沂模拟）如图8所示，一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处，使金属环在竖直线OO′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线的方向和水平面垂直．若悬点摩擦力和空气阻力均不计，则(）图8A．金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反B．金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大，而且产生的感应电流越大C．金属环开始摆动后，摆角会越来越小,摆角小到某一值后不再减小D．金属环在摆动过程中，机械能将全部转化为环中的电能【解析】金属环每次进入和离开磁场,通过金属环的磁能量均发生变化，故有感应电流产生，但进入和离开过程中，磁通量变化趋势相反，故感应电流方向相反,A项正确；金属环在进入磁场区域后，磁通量不再发生变化，故无感应电流产生,B项错；当金属环摆角减小到不再离开磁场时,金属环机械能守恒，摆角不再减小，C项正确，D项错．【答案】AC9．（2012·长春模拟)如图9所示，图9一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由图示位置自由下落．当bc边刚进入磁场时,线框恰好做匀速运动，线框边长L小于磁场宽度H，则(）A．线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB．线框离开磁场时，受到的安培力方向竖直向上C．线框bc边刚进入磁场时的感应电流，小于线框bc边刚离开时的感应电流D．线框穿过磁场的过程中机械能守恒【解析】线框进入磁场时，线框的bc边切割磁感线由右手定则可知电流方向为:a→d→c→b→a，A选项错误；由楞次定律的推论“来拒去留”可得线框离开磁场时，安培力竖直向上,B选项正确；线框匀速进入磁场，由于L〈H，故线框完全进入磁场后感应电流消失，线框仅受重力做加速度为g的匀加速运动，当bc边到达磁场下边界时，由于加速运动使线框ad边切割磁感线的速度增大了，电动势增大，感应电流增大，C选项正确;线框穿过磁场的过程中有感应电流产生，机械能部分转化为电能，D选项错误．【答案】BC二、非选择题(本题共3小题,共46分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．）10．（12分）(2011·重庆高考）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图10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．图10【解析】（1）设电动势为ε,橡胶带运动速率为v.由:ε＝BLv，ε＝U得：v＝eq\f（U，BL)。（2)设电功率为P。P＝eq\f(U2，R)。（3）设电流强度为I，安培力为F，克服安培力做的功为W。由:I＝eq\f（U,R），F＝BIL，W＝Fd得:W＝eq\f（BLUd,R).【答案】（1）eq\f(U，BL）(2)eq\f（U2，R)(3）eq\f（BLUd,R）11．(16分）(2012·苏州模拟）如图11所示，正方形线框abcd放在光滑绝缘的水平面上，其质量m＝0。5kg、电阻R＝0.5Ω、边长L＝0。5m．M，N分别为线框ad，bc边的中点．图示两个虚线区域内分别有竖直向下和竖直向上的匀强磁场，磁感应强度均为B＝1T,PQ为其分界线．线框从图示位置以初速度v0＝2m/s向右滑动，当MN与PQ重合时，线框的瞬时速度方向仍然向右，求:(1)线框由图示位置运动到MN与PQ重合的过程中磁通量的变化量；（2）线框运动过程中最大加速度的大小．图11【解析】（1)MN与PQ重合时，穿过线框的磁通量为零，故磁通量的变化量为ΔΦ＝BS＝BL2＝0。25Wb（ΔΦ＝－0。25Wb也可)（2）cd边刚过PQ的瞬间，线框中的感应电动势最大E＝2BLv0＝2×1×0。5×2V＝2V感应电流的大小为I＝eq\f(E,R）＝4A线框所受安培力的大小为F＝2BIL＝2×1×4×0.5N＝4N线框加速度的大小为a＝eq\f（F，m)＝8m/s2。【答案】(1）0。25Wb（2）8m/s212．（18分)如图12所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ,导轨间距离为L,导轨的电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面．质量分别为ma、mb的两根金属杆a、b跨搁在导轨上，接入电路的电阻均为R.轻质弹簧的左端与b杆连接，右端被固定．开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动,当a杆向右的速度为v时,b杆向右的速度达到最大值vm，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨良好接触．求当b杆达到最大速度vm时:图12(1)b杆受到弹簧的弹力；(2）弹簧具有的弹性势能．【解析】(1）设某时刻a、b杆速度分别为v和vm,经过很短的时间Δt，a杆移动距离为vΔt，b杆移动距离为vmΔt，回路面积改变量ΔS＝L（v－vm）Δt。由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势E＝eq\f（BΔS，Δt）[或直接写为E＝BL(v－vm)］回路中的电流I＝eq\f（E,2R)b杆受到的安培力Fb＝BIL当b杆的速度达到最大值vm时,b杆的加速度为0，设此时b杆受到的弹簧弹力为FT，由牛顿第二定律得FT＝Fb，联立以上各式解得FT＝eq\f（B2L2v－vm，2R).(2）以a、b