第九章章末達(dá)標(biāo)驗(yàn)收

1、(教師用書獨(dú)具)(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)但選不全得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分)1如圖1所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強(qiáng)磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時(shí)釋放(各線框下落過程中不翻轉(zhuǎn))，則以下說法正確的是()圖1A三者同時(shí)落地B甲、乙同時(shí)落地，丙后落地C甲、丙同時(shí)落地，乙后落地 D乙、丙同時(shí)落地，甲后落地解析：選D甲是銅線框，在下落過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即銅線框受向上的安培力作用，故甲落地所需的時(shí)

2、間長(zhǎng)；而乙是沒有閉合的回路，丙是塑料線框，兩者都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，它們做自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)落地。綜上所述，選項(xiàng)D正確。2. (2012·北京高考)物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”。如圖，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。圖2某同學(xué)另找來(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)。對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是()A線圈接在了直流電源上B電源電壓過高C所選線圈的匝數(shù)過多D所用套環(huán)的材料與老師的不同解析：選D金屬套環(huán)跳起的原因是開關(guān)S閉

3、合時(shí)，套環(huán)上產(chǎn)生的感應(yīng)電流與通電線圈上的電流相互作用而引起的。無(wú)論實(shí)驗(yàn)用交流電還是直流電，閉合開關(guān)S瞬間，金屬套環(huán)都會(huì)跳起。如果套環(huán)是塑料材料做的，則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就不會(huì)受安培力作用而跳起。所以答案是D。3(2012·河南焦作一模)如圖3所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為l1 m，cd間、de間、cf間分別接著阻值為R10 的電阻。一阻值為R10 的導(dǎo)體棒ab以速度v4 m/s勻速向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好；導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0.5 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列說法中正確的是()圖3A導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛蒪到aBcd兩端的電壓為1 V

4、Cde兩端的電壓為1 VDfe兩端的電壓為1 V解析：選BD由右手定則可知ab中電流方向?yàn)閍b，A錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv，ab為電源，cd間電阻R為外電路負(fù)載，de和cf間電阻中無(wú)電流，de間無(wú)電壓，因此cd和fe兩端電壓相等，即U×R1 V，B、D正確，C錯(cuò)誤。4.圖4中EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻可不計(jì)，R為電阻，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動(dòng)的導(dǎo)體橫桿，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面。若用I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，則當(dāng)橫桿AB()圖4A勻速滑動(dòng)時(shí)，I10，I20B勻速滑動(dòng)時(shí)，I10，I20C加速滑動(dòng)時(shí)，I10，I20D加速滑動(dòng)時(shí)

5、，I10，I20解析：選D當(dāng)橫桿AB勻速滑動(dòng)時(shí)，回路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即回路中I10，I20，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)橫桿AB加速滑動(dòng)時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在持續(xù)增大，電容器不斷充電，I10，I20，C錯(cuò)誤，D正確。5.如圖5所示，ab和cd是位于水平面內(nèi)的平行金屬軌道，軌道間距為l，其電阻可忽略不計(jì)。ac之間連接一阻值為R的電阻，ef為一垂直于ab和cd的金屬桿，它與ab和cd接觸良好并可沿軌道方向無(wú)摩擦地滑動(dòng)，其電阻可忽略。整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于圖中紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。當(dāng)施外力使桿ef以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿ef所受的安培力為()圖5A.B.

6、C. D.解析：選A金屬桿以速度v運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)勢(shì)EBlv，回路電流I，由FBIl得F，A正確。6.(2012·南京二模)在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)。規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖6(a)所示，磁場(chǎng)方向向上為正。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖(b)變化時(shí)，下列能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是()圖6圖7解析：選D在01 s時(shí)間內(nèi)，原磁場(chǎng)方向向下且在均勻減小，根據(jù)楞次定律可判斷，導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是正方向，且大小恒定，同理可判斷在12 s時(shí)間內(nèi)與在01 s時(shí)間內(nèi)情況一致，在24 s時(shí)間內(nèi)與在02 s時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流大小相同，方向相反。結(jié)合上述分析，對(duì)照四個(gè)選項(xiàng)所給的

7、圖象，可知只有D項(xiàng)符合。7.(2011·鄭州模擬)光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖8所示，拋物線的方程是yx2，下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是ya的直線(圖中的虛線所示)，一個(gè)小金屬塊從拋物線上yb(ba)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng)，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是()圖8Amgb B.mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv2解析：選D金屬塊在進(jìn)出磁場(chǎng)的過程中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能要減少，上升的最大高度不斷降低，故由能量守恒可得QEmv2mg(ba)，故選項(xiàng)D正確。8.如圖9所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，若合上或斷開開關(guān)S1和

8、S2時(shí)，可能發(fā)生的情況是()圖9A只閉合S1的瞬間，L1燈逐漸亮起來(lái)B再合上S2穩(wěn)定后，L2燈是暗的C只斷開S1的瞬間，L1燈立即熄滅，L2燈亮一下再熄滅D只斷開S1瞬間，L2和L1燈過一會(huì)兒才熄滅解析：選ABC只閉合S1時(shí)，由于線圈自感作用，流過L1燈的電流將逐漸增大，L1燈逐漸亮起來(lái)，而L2燈是立即變亮；再合上S2穩(wěn)定后，由于RL很小，L2燈幾乎被短路，故L2燈是暗的。斷開S1時(shí)，由于S2閉合，電感線圈L與L2構(gòu)成回路，由于自感的作用，電流將由穩(wěn)定時(shí)L中的值逐漸減小，由ILIL2，所以L2燈將閃亮一下再熄滅；而燈L1與電阻R串聯(lián)后被S2短路，故燈L1立即熄滅。9(2012·長(zhǎng)春四

9、校聯(lián)考)如圖10甲所示，固定在水平面內(nèi)的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab與金屬框架接觸良好。在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d，e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計(jì)，現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿在框架上由靜止開始向右滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中桿ab始終垂直于框架。圖乙為一段時(shí)間內(nèi)金屬桿受到的安培力f隨時(shí)間t的變化關(guān)系，則圖11中可以表示此段時(shí)間內(nèi)外力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是()圖10圖11解析：選B安培力fBIL，安培力線性增大，金屬桿的速度也線性增加，金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以Ff定值，B正確。10(2012·江蘇南通中學(xué)聯(lián)考)如圖12所示，相距為d的兩條

10、水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，正方形線圈abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(Ld)，質(zhì)量為m，電阻為R，將線圈在磁場(chǎng)上方高h(yuǎn)處?kù)o止釋放，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v0，cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)速度也為v0，則下列說法正確的是()圖12A線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向B線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，可能做加速運(yùn)動(dòng)C線圈穿越磁場(chǎng)的過程中，線圈的最小速度可能為D線圈從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊離開磁場(chǎng)的過程，感應(yīng)電流做的功為mgd解析：選ACD線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，由右手定則可判斷出感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，選項(xiàng)A正確；由于cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)速度也為v0，所以線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程，只能是減速運(yùn)動(dòng)，

11、選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的減速過程中，BILmg，而I，EBLv，代入上式得v，選項(xiàng)C正確；因?yàn)閏d邊離開磁場(chǎng)時(shí)的速度與剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小相同，所以線框離開磁場(chǎng)的過程與進(jìn)入磁場(chǎng)的過程完全相同，當(dāng)ab邊離開磁場(chǎng)時(shí)的速度大小等于線圈從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小，對(duì)線框運(yùn)用動(dòng)能定理可知，該過程中感應(yīng)電流做的功等于線框重力做的功，即為mgd，選項(xiàng)D正確。11.如圖13所示，xOy平面內(nèi)有一半徑為R的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左半圓磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里，右半圓磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向外。一平行于y軸的長(zhǎng)導(dǎo)體棒ab以速度v沿x軸正方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)體棒ab兩端的感應(yīng)

12、電動(dòng)勢(shì)E(取ab為電動(dòng)勢(shì)的正方向)與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖象是()圖13圖14解析：選A根據(jù)右手定則，導(dǎo)體棒ab 在左半圓磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生了ab方向的電動(dòng)勢(shì)，且導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸增大，但增加的幅度逐漸減??；導(dǎo)體棒ab在右半圓磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，情況則和剛才恰好相反，故本題正確選項(xiàng)為A。12(2012·武漢起點(diǎn)考試)兩根相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌如圖15所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)

13、磁場(chǎng)中，當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v1沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以速度v2向下勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。以下說法正確的是()圖15Aab桿所受拉力F的大小為mgBcd桿所受摩擦力為零C回路中的電流強(qiáng)度為D與v1大小的關(guān)系為解析：選AD由于兩根金屬細(xì)桿處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab桿的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，cd桿的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，ab桿的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLv1，整個(gè)回路中的感應(yīng)電流為I，C錯(cuò)；由左手定則判斷，ab桿所受安培力方向向左，大小為FBIL，cd桿受到的安培力方向向右，大小也為，cd桿與金屬導(dǎo)軌之間存在壓力，故存在摩擦力，故B錯(cuò)；

14、接下來(lái)可由力學(xué)知識(shí)分別對(duì)兩桿的受力平衡狀態(tài)進(jìn)行分析，ab桿受拉力、摩擦力、安培力作用，合力為0，F(xiàn)FfFmg，A正確；對(duì)cd桿，受到重力和摩擦力，有GFf，即：mg，所以，D項(xiàng)正確。二、非選擇題(本題共4小題，共40分，按題目要求作答，解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13(8分)如圖16甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)1 m，上端接有電阻R3 ，虛線OO下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將質(zhì)量m0.1 kg、電阻r1 的金屬桿ab從OO上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的vt圖象如圖乙所示。(取

15、g10 m/s2)求：圖16(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(2)桿在磁場(chǎng)中下落0.1 s過程中電阻R產(chǎn)生的熱量。解析：(1)由圖象知，桿自由下落0.1 s進(jìn)入磁場(chǎng)后以v1.0 m/s做勻速運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)EBLv桿中的電流I桿所受安培力F安BIL由平衡條件得mgF安解得B2 T(2)電阻R產(chǎn)生的熱量QI2Rt0.075 J答案：(1)2 T(2)0.075 J14. (10分)如圖17所示，abcd為靜止于水平面上寬度為L(zhǎng)而長(zhǎng)度很長(zhǎng)的平行金屬滑軌，bc邊接有電阻R，其他部分電阻不計(jì)。ef為一可在滑軌平面上滑動(dòng)、質(zhì)量為m的均勻金屬棒。今金屬棒以一水平細(xì)繩跨過定滑輪，連接一質(zhì)量為M的重物。一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直

16、滑軌面。重物從靜止開始下落，不考慮滑輪的質(zhì)量，且金屬棒在運(yùn)動(dòng)中均保持與bc邊平行。忽略所有摩擦力。圖17(1)當(dāng)金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速率是多少？(忽略bc邊對(duì)金屬棒的作用力)(2)若重物從靜止開始至勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)下落的總高度為h，求這一過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。解析：(1)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)情況分析可用簡(jiǎn)圖表示如下：棒的速度v棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E通過棒的感應(yīng)電流I棒所受安培力F安棒所受合力F合棒的加速度a，當(dāng)a0時(shí)，有：MgF安0，解得：v。(2)由能量守恒定律有：MghQ解得：QMgh。答案：(1)(2)Mgh15(10分)如圖18(a)所示，平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ光滑且足夠長(zhǎng)，固定在同一水平面上，

17、兩導(dǎo)軌間距L0.25 m，電阻R0.5 ，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m0.1 kg、電阻r0.1 的金屬桿，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下，現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示。圖18(1)分析證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；(2)求金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度；(3)寫出外力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式；(4)求第2.5 s末外力F的瞬時(shí)功率。解析：(1)UE·，Uv，因U隨時(shí)間均勻增大，故v也隨時(shí)間均勻增大，金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(2)由圖象知k·a·則金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度a

18、m/s22.4 m/s2。(3)由牛頓第二定律得：FF安maBILmama(0.04t0.24) N。(4)第2.5 s末外力F的瞬時(shí)功率PFv(0.04 t0.24)at2.04 W。答案：(1)見解析(2)2.4 m/s2(3)F(0.04t0.24) N(4)2.04 W16(12分)(2012·蘇錫常鎮(zhèn)四市一調(diào))如圖19所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為30°，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。兩根電阻都為R2 、質(zhì)量都為m0.2 kg的完全相同的細(xì)金屬棒ab和cd垂直導(dǎo)軌并排靠緊的放置在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)上邊界距離為x1.6 m，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為3x4.8 m。先將金屬棒ab由靜止釋放，金屬棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)就恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)立即由靜止釋放金屬棒cd，金屬棒cd在出磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng)。兩金屬棒在下滑過程中與導(dǎo)軌接觸始終良好(取重力加速度g10 m/s2)