物理精品題庫試題

1、 曲一線科學備考精品題庫試題用戶：paradox生成時間：2016.04.04 11:47:51物理1.(2014課標全國卷，18，6分)如圖(a),線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上。在ab線圈中通以變化的電流。用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示。已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比,則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中,可能正確的是()答案 1.C解析 1.通電線圈中產(chǎn)生的磁場B=kI(k為比例系數(shù));在另一線圈中的磁通量=BS=kIS,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,在另一線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=n,由圖(b)可知,|Ucd|不變,則不變,故不變,故選項C正確。2.（2014重

2、慶楊家坪中學高三下學期第一次月考物理試題，5）如圖，在水平面(紙面) 內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、Ac和MN其中ab、ac在a點接觸，構(gòu)成“v” 字型導軌?？臻g存在垂直于紙面的均勻碰場。用力使MN向右勻速運動，從圖示位置開始計時運動中MN始終與bac的平分線垂直且和導軌保持良好接觸。下列關(guān)于回路中電流i與時間t的關(guān)系圖線可能正確的是（    ）答案 2.5A解析 2.：設(shè)bac=2，單位長度電阻為R0則MN切割產(chǎn)生電動勢E=BLv=Bv2vt×tan=2Bv2ttan回路總電阻為R(2vttan+) R0vtR0(2tan+) 由閉合電路歐姆定律得：I

3、=，i與時間無關(guān)，是一定值，故A正確，BCD錯誤。3.（2014山西忻州一中、康杰中學、臨汾一中、長治二中四校高三第三次聯(lián)考理科綜合試題，21）如圖甲所示，光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成角，M、P兩端接一阻值為R的定值電阻，阻值為r的金屬棒ab垂直導軌放置，其他部分電阻不計。整個裝置處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上。t=0時對棒施一平行于導軌的外力F，棒由靜止開始沿導軌向上運動，通過R的感應(yīng)電流隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。下列關(guān)于穿過回路abPMa的磁通量和磁通量的瞬時變化率以及ab兩端的電勢差Uab和通過棒的電荷量q隨時間變化的圖象中，正確的是（ &#

4、160;）答案 3.21BD解析 3.：由電流圖象得，I=kt，k是比例系數(shù)設(shè)金屬棒長為L。由圖看出，通過R的感應(yīng)電流隨時間t增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得知，穿過回路的磁通量是非均勻變化的，-t應(yīng)是曲線，故A錯誤，由、I=kt、E=得    =kt（R+r），則與t成正比，故B正確；a、b兩端的電圧Uab=kRt，則Uab與t成正比，故C錯；通過導體棒的電量為：Q=It=kt2，故Q-t圖象為拋物線，故D正確。4.（2014山東濰坊高三3月模擬考試理科綜合試題，19）如圖所示，三條平行虛線位于紙面內(nèi)，中間虛線兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度等大反向菱形閉合導線框

5、ABCD位于紙面內(nèi)且對角線AC與虛線垂直，磁場寬度與對角線AC長均為正現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過一磁場，以逆時針方向為感應(yīng)電流的正方向，則從C點進入磁場到A點離開磁場的過程中，線框中電流i隨時間t的變化關(guān)系，以下可能正確的是（  ）答案 4.19D解析 4.：線圈在進磁場的過程中，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向沿逆時針方向，為正值，在通過兩個磁場的分界線時，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向沿順時針方向，為負值，線圈出磁場的過程中，根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的方向為順時針，為負值故AC錯誤；設(shè)BD=L在線圈進入磁場一半的過程中，切割的有效長度均勻增大，感應(yīng)電動勢均勻增大，則感應(yīng)電流均勻

6、增大，當BD剛進入磁場時，感應(yīng)電流最大為 I1=i0；在線圈進入磁場全部過程中，切割的有效長度均勻減小，感應(yīng)電動勢均勻減小，則感應(yīng)電流均勻減小至零；線圈通過兩個磁場的分界線時，切割的有效長度先均勻增大，感應(yīng)電流均勻增大，當BD通過磁場分界線時，感應(yīng)電流最大為 I2=2i0；后均勻減小至零；在線圈出磁場一半的過程中，在線圈全部出磁場的過程中，切割的有效長度先均勻增大后均勻減小，感應(yīng)電流先均勻增大后均勻減小，此過程感應(yīng)電流最大為 I3=i0；故D正確，B錯誤。5.（2014江西重點中學協(xié)作體高三年級第一次聯(lián)考，21）如圖所示，兩根相距為L的平行直導軌水平放置，R為固定電阻，導軌電阻不計。電阻阻值也

7、為R的金屬桿MN垂直于導軌放置，桿與導軌之間有摩擦，整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B。t=0時刻對金屬桿施加一水平外力F作用，使金屬桿從靜止開始做勻加速直線運動。下列關(guān)于外力F、通過R的電流I、摩擦生熱Q（圖C為拋物線）、外力F的功率P隨時間t變化的圖像中正確的是（  ）答案 5.21BC解析 5.：金屬桿從靜止開始做勻加速直線運動中，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，A錯；電路中的電流為，B正確；電路中產(chǎn)生的熱量為，C正確；由牛頓第二定律可得外力F=ma+, D錯。6.（2014吉林實驗中學高三年級第一次模擬，18）如圖所示，兩個垂直紙面的勻強磁場方向相反。磁感應(yīng)強度的

8、大小均為B，磁場區(qū)域的寬度為a，一正三角形（高度為a）導線框ABC從圖示位置沿圖示方向勻速穿過兩磁場區(qū)域，以逆時針方向為電流的正方向，在下圖中感應(yīng)電流I與線框移動距離x的關(guān)系圖線是（  ）答案 6.18C解析 6.：線框從開始進入到全部進入第一個磁場時，磁通量向里增大，則由楞次定律可知，電流方向為逆時針，故B一定錯誤；因切割的有效長度均勻增大，故由E=BLV可知，電動勢也均勻增加；而在全部進入第一部分磁場時，磁通量達最大，該瞬間變化率為零，故電動勢也會零，故A錯誤；當線圈開始進入第二段磁場后，線圈中磁通量向里減小，則可知電流為順時針，故D錯誤，C正確。7.(湖北省八校2014屆高三第

9、二次聯(lián)考) 如圖所示，兩個垂直于紙面的勻強磁場方向相反, 磁感應(yīng)強度的大小均為B，磁場區(qū)域的寬度均為a。高度為a的正三角形導線框ABC從圖示位置沿x軸正向勻速穿過兩磁場區(qū)域，以逆時針方向為電流的正方向，在下列圖形中能正確描述感應(yīng)電流I與線框移動距離x關(guān)系的是答案 7.18B解析 7.x在0-a內(nèi)，由楞次定律可知，電流方向為逆時針，為正方向；有效切割的長度為 L=2×（a-x）=（a-x），感應(yīng)電動勢為 E=BLv，感應(yīng)電流為    I=，隨著x的增大，I均勻減小，當x=a時，I=I0；當x=a時，I=0；x在a-2a內(nèi)，線框的AB邊和其他兩邊都切割磁感線，由楞次定

10、律可知，電流方向為順時針，為負方向；有效切割的長度為 L=（2a-x），感應(yīng)電動勢為 E=BLv，感應(yīng)電流大小為 I=，隨著x的增大，I均勻減小，當x=a時，I=2I0；當x=2a時，I=0；x在2a-3a內(nèi)，由楞次定律可知，電流方向為逆時針，為正方向；有效切割的長度為 L=（3a-x），感應(yīng)電動勢為 E=BLv，感應(yīng)電流為  I=，隨著x的增大，I均勻減小，當x=2a時，I=I0；當x=3a時，I=0；故根據(jù)數(shù)學知識可知B正確。8.(2014年哈爾濱市第三中學第一次高考模擬試卷) 如圖一所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強磁場中，金屬圓環(huán)與金屬框架接觸

11、良好。在兩根導軌的端點d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計。現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬圓環(huán)上，使金屬圓環(huán)由靜止開始向右在框架上滑動。圖二為一段時間內(nèi)金屬圓環(huán)受到的安培力f隨時間t的變化關(guān)系，則圖三中可以表示外力F隨時間t變化關(guān)系的圖象是：答案 8.18B解析 8.由感應(yīng)電動勢E=Blv，電流得到安培力f=BIl=，由圖ft，則vt，說明導體做勻加速運動，那么v=at，根據(jù)牛頓第二定律，得F-f=ma，得到F=f+ma=+ma，故B正確。9.(河北省石家莊市2014屆高中畢業(yè)班教學質(zhì)量檢測（二）) 如圖所示，兩根電阻不計的光滑金屬導軌豎直放置，導軌上端接電阻R，寬度相同的水平條形區(qū)域

12、I和II內(nèi)有方向垂直導軌平面向里的勻強磁場B, I和II之間無磁場。一導體棒兩端套在導軌上，并與兩導軌始終保持良好接觸，導體棒從距區(qū)域I上邊界H處由靜止釋放，在穿過兩段磁場區(qū)域的過程中，流過電阻R上的電流及其變化情況相同。下面四個圖象能定性描述導體棒速度大小與時間關(guān)系的是答案 9.16C解析 9.據(jù)題導體棒從距區(qū)域上邊界H處由靜止釋放，做自由落體運動，做勻加速運動，由于導體棒在穿過兩段磁場區(qū)域的過程中，流過電阻R上的電流及其變化情況相同，說明導體棒穿過磁場的過程必定做減速運動，導體棒所受的安培力大于重力，而速度減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢減小，感應(yīng)電流減小，導體棒所受的安培力減小，合力減小，則導體棒

13、的加速度減小，v-t圖象的斜率逐漸減小，而且根據(jù)兩個過程的相似性可知進磁場和出磁場的速度相同，故C正確，ABD錯誤。10.(山東省濟南市2014屆高三上學期期末考試) 如圖所示，一沿水平方向的勻強磁場分布在寬度為2L的某矩形區(qū)域內(nèi)（長度足夠大），該區(qū)域的上下邊界MN、PS是水平的。有一邊長為L的正方形導線框abcd從距離磁場上邊界MN的某高處由靜止釋放下落而穿過該磁場區(qū)域，已知當線框的ab邊到達PS時線框剛好做勻速直線運動。以線框的ab邊到達MN時開始計時，以MN處為坐標原點，取如圖坐標軸x，并規(guī)定逆時針方向為感應(yīng)電流的正方向，向上為力的正方向。則關(guān)于線框中的感應(yīng)電流I和線框所受到的安培力F與

14、ab邊的位置坐標x的以下圖線中，可能正確的是答案 10.12AD解析 10.若在第一個L內(nèi)，線框勻速運動，電動勢恒定，電流恒定；則在第二個L內(nèi)，線框只在重力作用下加速，速度增大；在第三個L內(nèi)，安培力F安BIL大于重力mg，線框減速運動，電動勢EBlv減小，電流i減小，B 項錯。若在第一個L內(nèi)線框剛進入磁場時受到的安培力小于重力，這個過程加速度a=g逐漸減小，但速度繼續(xù)增大，電動勢EBlv增大，電流i增大；則在第二個L內(nèi)，線框只在重力作用下加速，速度增大；在第三個L內(nèi)，安培力F安BIL，可能與線框重力平衡，線框做勻速運動，電動勢EBlv不變，電流i大小不變但方向相反，A、D兩項正確，C項錯。11

15、.(山東省德州市2014屆高三上學期期末考試) 如右圖所示，MN右側(cè)有一正三角形勻強磁場區(qū)域(邊緣磁場忽略不計) ，上邊界與MN垂直?，F(xiàn)有一與磁場邊界完全相同的三角形導體框，從MN左側(cè)垂直于MN勻速向右運動。導體框穿過磁場過程中所受安培力F的大小隨時間變化的圖象以及感應(yīng)電流i隨時間變化的圖象正確的是(取逆時針電流為正)答案 11.7BC解析 11.開始時進入磁場切割磁感線，根據(jù)右手定則可知，電流方向為逆時針，即為正方向，當開始出磁場時，回路中磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針，方向為負方向，當離開磁場時，切割的有效長度變小，則產(chǎn)生感應(yīng)電流也變小，故D錯誤，C正確；在水平拉力F作用下向右勻速進入

16、磁場過程，因此拉力等于安培力，而安培力的表達式F=，而L=，則有F=t2，因此A錯誤，B正確。12.(山東省德州市2014屆高三上學期期末考試) 如圖所示，將兩塊水平放置的金屬板用導線與一線圈連接，線圈中存在方向豎直向上、大小變化的磁場，兩板間有一帶正電的油滴恰好處于靜止狀態(tài)，則磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象是答案 12.2C解析 12.由題意可知，油滴帶正電，且處于平衡狀態(tài)，即感應(yīng)電動勢恒定，同時可知上極板帶負電，下極板帶正電，根據(jù)楞次定律得知，結(jié)合圖示可知，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則磁場正在均勻減弱，故C正確，ABD錯誤；故選C。13.(江西省七校2014屆高三上學期第一次聯(lián)考) 如

17、圖所示，寬度為d的有界勻強磁場，方向垂直于紙面向里。在紙面所在平面內(nèi)有一對角線長也為d的正方形閉合導線ABCD，沿AC方向垂直磁場邊界，勻速穿過該磁場區(qū)域。規(guī)定逆時針方向為感應(yīng)電流的正方向，t=0時C點恰好進入磁場，則從C點進入磁場開始到A點離開磁場為止，閉合導線中感應(yīng)電流隨時間的變化圖象正確的是（   ）           答案 13.17A 解析 13.線圈在進磁場的過程中，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向為CBADC方向，即為正值，在出磁場的過程中

18、，根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的方向為ABCDA，即為負；在線圈進入磁場一半的過程中，切割的有效長度均勻增大，感應(yīng)電動勢均勻增大，則感應(yīng)電流均勻增大，在線圈進入磁場全部過程中，切割的有效長度均勻減小，感應(yīng)電動勢均勻減小，則感應(yīng)電流均勻減??；在線圈出磁場一半的過程中，切割的有效長度均勻增大，感應(yīng)電流均勻增大，在線圈全部出磁場的過程中，切割的有效長度均勻減小，感應(yīng)電流均勻減小。故A正確，B、C、D錯誤，故選A。14.(河南省鄭州市2014屆高中畢業(yè)班第一次質(zhì)量預測) 矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直。規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示

19、。若規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流i的正方向，下列i-t圖中正確的是答案 14.10D解析 14.由圖可知，0-1s內(nèi)，線圈中磁通量的變化率相同，故0-1s內(nèi)電流的方向相同，由楞次定律可知，電路中電流方向為逆時針，即電流為負方向；同理可知，1-2s內(nèi)電路中的電流為順時針，2-3s內(nèi)，電路中的電流為順時針，3-4s內(nèi)，電路中的電流為逆時針，由E得E可知，電路中電流大小恒定不變故選D15.（2009山東理綜，21，難）如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路. 虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直于回路所在的平面. 回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直. 從D點到達邊界開

20、始到C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是（）A. 感應(yīng)電流方向不變B. CD段直導線始終不受安培力C. 感應(yīng)電動勢最大值Em=BavD. 感應(yīng)電動勢平均值=Bav答案 15. ACD解析 15.本題考查導體切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向不變，A正確. 感應(yīng)電動勢最大值即切割磁感線等效長度最大時的電動勢，故Em=B·a·v，C正確. =B·a2t=得=Bav，D正確. 16.（2009安徽理綜，20，難）如圖甲所示，一個電阻為R、面積為S的矩形導線框abcd，水平放置在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45&#

21、176;角，o、o'分別是ab邊和cd邊的中點. 現(xiàn)將線框右半邊obco'繞oo'逆時針旋轉(zhuǎn)90°到圖乙所示位置. 在這一過程中，導線中通過的電荷量是（）A. B. C. D. 0答案 16. A解析 16.甲圖中，磁通量1=BS，乙圖中穿過線圈的磁通量等于零，根據(jù)公式q=，所以A正確. 17.（2008重慶理綜，18，難）如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈. 當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是（）A. 先小于mg后大于mg，運動趨勢向左B. 先大于m

22、g后小于mg，運動趨勢向左C. 先小于mg后大于mg，運動趨勢向右D. 先大于mg后小于mg，運動趨勢向右答案 17. D解析 17.當條形磁鐵從線圈上方等高快速經(jīng)過時，線圈中的磁通量先增大后減小，由楞次定律可知，當磁鐵靠近線圈時，線圈有向減小磁通量方向運動的趨勢，即向下向右運動；當磁鐵遠離時，線圈有向上向右運動的趨勢；線圈在整個過程中處于靜止狀態(tài). 所以線圈受到的支持力FN先大于mg后小于mg，運動趨勢向右，選D. 18.（2008寧夏理綜，16，難）如圖所示，同一平面內(nèi)的三條平行導線串有兩個電阻R和r，導體棒PQ與三條導線接觸良好；勻強磁場的方向垂直紙面向里. 導體棒的電阻可忽略. 當導體

23、棒向左滑動時，下列說法正確的是（）A. 流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由b到aB. 流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由b到aC. 流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由a到bD. 流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由a到b答案 18. B解析 18. 依據(jù)右手定則可判斷出導體棒PQ中的電流由P到Q，Q處電勢最高，P處電勢最低，由P到Q電勢依次升高. 外電路中的電流方向總是從高電勢流向低電勢，因此流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由b到a，選項B正確. 19.（2010四川理綜，20，難）如圖所示，電阻不計的平行金屬導軌固定在一絕緣斜面上，兩相同的金屬導體棒a、b垂直于導

24、軌靜止放置，且與導軌接觸良好，勻強磁場垂直穿過導軌平面. 現(xiàn)用一平行于導軌的恒力F作用在a的中點，使其向上運動. 若b始終保持靜止，則它所受摩擦力可能（）A. 變?yōu)?B. 先減小后不變C. 等于FD. 先增大再減小答案 19.AB解析 19.甲金屬棒a向上運動時，電路中感應(yīng)電動勢為E=Blv，電路中感應(yīng)電流為I=，金屬棒所受安培力為F安=BIl=，由楞次定律可判斷出a所受安培力方向沿斜面向下，b所受安培力方向沿斜面向上，此時對金屬棒a受力分析如圖甲，由牛頓第二定律得：乙F-f1-mg sin -F安=F-mgcos -mg sin -=ma. 隨著速度v的增大，金屬棒a的加速度逐漸減小，當加速

25、度減小為零后金屬棒a做勻速運動，因而安培力將先增大后保持不變. 對金屬棒b受力分析如圖乙，由平衡條件：F安+f=mg sin ，因而隨著安培力的變化摩擦力f將先減小后保持不變，B項正確，D項錯誤；當金屬棒a勻速運動時，b所受摩擦力可能變?yōu)榱?，但一定小于拉力F，A項正確，C項錯誤. 20.（2010安徽理綜，20，難）如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩個邊長相等的單匝閉合正方形線圈和，分別用相同材料、不同粗細的導線繞制（為細導線）、兩線圈在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落，再進入磁場，最后落到地面. 運動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界

26、. 設(shè)線圈、落地時的速度大小分別為、，在磁場中運動時產(chǎn)生的熱量分別為、. 不計空氣阻力，則（）A.<，<B. =，=C.<，>D. =，<答案 20.D解析 20.兩線圈在未進入磁場時，都做自由落體運動，從距磁場上界面h高處下落，由動能定理知兩線圈在進入磁場時的速度相同，設(shè)為v，線圈所受安培阻力F1'=BI1L=，而R1=電，S1=，故F1'=. 所以此時刻a1=g-，同理可得a2=g-與線圈的質(zhì)量無關(guān)，即兩線圈進入磁場時的加速度相同，當兩線圈進入磁場后雖加速度發(fā)生變化，但兩者加速度是同步變化的，速度也同步變化，因此落地時速度相等即v1=v2；又由

27、于線圈質(zhì)量大，機械能損失多，所以產(chǎn)生的熱量也多，即Q2>Q1，故D項正確. 21.（2009天津理綜，4，難）如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導軌的電阻均不計，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于（）A. 棒的機械能增加量B. 棒的動能增加量C. 棒的重力勢能增加量D. 電阻R上放出的熱量答案 21.A解析 21. 棒加速上升時受到重力，拉力F及安培力. 根據(jù)機械能守恒的條件可知力F與安培力做的功的代數(shù)和等

28、于棒的機械能的增加量，A選項正確. 22.（2012福建理綜，18，難）如圖甲，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為坐標原點，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x變化的關(guān)系圖象是（）答案 22.B解析 22.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)電動勢、環(huán)中的感應(yīng)電流也是非均勻變化的，A錯誤. 在關(guān)于O點對稱的位置上磁場分布對稱，但環(huán)的速率是增大的，則環(huán)在O點下方的電流最大值大于在O點上方電流

29、的最大值，故C錯誤. 由于磁通量在O點上方是向上增大而在O點下方是向上減小的，故環(huán)中電流方向在經(jīng)過O點是要改變的，D錯誤. 可知B選項正確. 23.（2012重慶理綜，21，難）如圖所示，正方形區(qū)域MNPQ內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場. 在外力作用下，一正方形閉合剛性導線框沿QN方向勻速運動，t=0時刻，其四個頂點M'、N'、P'、Q'恰好在磁場邊界中點. 下列圖象中能反映線框所受安培力f的大小隨時間t變化規(guī)律的是（）答案 23. B解析 23.設(shè)正方形導線框電阻為R，邊長為L0，磁感應(yīng)強度為B，勻速運動的速度為v，則在A點由圖中A到N過程，感應(yīng)電動勢E=BLv，

30、由L=2vt tan 45°，I=，f=BIL=，知f增大且斜率增大. 在O點由圖中A到N過程，L不變，故f不變. 在B點由圖中A到N過程，f減小且斜率減小. 初末兩點f等于零，綜合判斷B項正確，A、C、D項錯誤. 24.（2012山東理綜，20，難）如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻R，勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應(yīng)強度為B. 將質(zhì)量為m的導體棒由靜止釋放，當速度達到v時開始勻速運動，此時對導體棒施加一平行于導軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導體棒最終以2v的速度勻速運動. 導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，不計導軌和導體棒的電阻

31、，重力加速度為g. 下列選項正確的是（）A. P=2mgv sin B. P=3mgv sin C. 當導體棒速度達到時加速度大小為sin D. 在速度達到2v以后勻速運動的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功答案 24.AC解析 24.對導體棒受力分析如圖. 當導體棒以v勻速運動時（如圖甲），應(yīng)有：mg sin =F安=BIL=；當加力F后以2v勻速運動時（如圖乙），F(xiàn)+mg sin =，兩式聯(lián)立得F=mg sin ，則P=F·2v=2mgv sin ，A正確B錯誤；由牛頓第二定律，當導體棒的速度為時，a= sin ，C正確；由功能關(guān)系，當導體棒達到2v以后勻速運動的過程中，R

32、上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功與減少的重力勢能之和，D錯誤. 25.（2008山東理綜，22，難）兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為L，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固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直，如圖所示. 除電阻R外其余電阻不計. 現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（）A. 釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB. 金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為abC. 金屬棒的速度為v時，所受的安培力大小為F=D. 電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少答案 25. AC解析 25. 釋放金屬棒的瞬間，金屬

33、棒只受重力，故加速度為重力加速度g，選項A對；金屬棒向下運動時，由右手定則知流過電阻R的電流方向為ba，選項B錯；金屬棒速度為v時，感應(yīng)電動勢E=BLv，感應(yīng)電流為I=，安培力為F=BIL=，選項C對；根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒，電阻R上產(chǎn)生的總熱量應(yīng)等于金屬棒和彈簧組成的系統(tǒng)機械能的減少，選項D錯. 26.(山東濰坊市2013屆高三3月第一次模擬考試，8)如圖所示，間距l(xiāng)0.4m的光滑平行金屬導軌與水平面夾角30°，正方形區(qū)域abcd內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B0.2T，方向垂直于斜面甲乙兩金屬桿電阻R相同、質(zhì)量均為m0.02kg，垂直于導軌放置起初，甲金屬桿處在磁場的上邊界ab上，乙在甲上方

34、距甲也為l處現(xiàn)將兩金屬桿同時由靜止釋放，并同時在甲金屬桿上施加一個沿著導軌的拉力F，使甲金屬桿始終以a5ms2的加速度沿導軌勻加速運動，已知乙金屬桿剛進入磁場時做勻速運動，取g=10m/s2，則A每根金屬桿的電阻 R0.016B甲金屬桿在磁場中運動的時間是0.4sC甲金屬桿在磁場中運動過程中F的功率逐漸增大D乙金屬桿在磁場中運動過程中安培力的功率是0.1W答案 26.BC解析 26.甲乙兩金屬棒釋放后均做加速度為5ms2的勻加速直線運動，甲金屬桿在磁場中運動的時間是，B項正確；當乙金屬棒到達磁場時，甲金屬棒剛好離開磁場區(qū)域，乙金屬桿剛進入磁場時做勻速運動，其速度為，由共點力平衡可得，解得每根金

35、屬桿的電阻R0.064，A項錯；甲金屬桿在磁場中運動過程中F的功率為，故甲金屬桿在磁場中運動過程中F的功率逐漸增大，C項正確；乙金屬桿在磁場中以速度做勻速直線運動，該過程中安培力的功率是0.2W，D項錯。27.（河北省石家莊市2013屆高三一模，8）如圖所示，空間存在水平垂直紙面向里的高度為a的有界勻強磁場，磁場邊界水平，磁 感應(yīng)強度大小為B. 一個邊長為2a、質(zhì)量為m的正方形線框ABCD ，AB邊電阻為R1，CD邊電阻為R2，其它兩邊電阻不計， 從距離磁場上邊界某一高度處自由下落AB邊恰能勻速通過 磁場, 則A.線框勻速運動的速度為B.線框勻速運動時，AB邊消耗的電功率為C.線框通過磁場的整

36、個過程中，電流先沿順時針方向，后沿逆時針方向D.從開始到AB邊剛好進入磁場的過程中，通過線框橫截面的電荷量為答案 27.AB解析 27.線框做勻速運動時，線框受到的重力與安培力平衡，即mg=BIL=, 解得v=, A項正確；線框勻速運動時，AB邊消耗的電功率為，B項正確；線框通過磁場的整個過程中，根據(jù)楞次定律，電路中電流先沿逆時針方向，后沿順時針方向，C項錯；從開始到AB邊剛好進入磁場的過程中，通過線框橫截面的電荷量為q=, D項錯。28.（2013課標I，17，6分）如圖, 在水平面(紙面) 內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN, 其中ab、ac在a點接觸, 構(gòu)成“V” 字型導軌?？臻g存

37、在垂直于紙面的均勻磁場。用力使MN向右勻速運動, 從圖示位置開始計時, 運動中MN始終與bac的平分線垂直且和導軌保持良好接觸。下列關(guān)于回路中電流i與時間t的關(guān)系圖線, 可能正確的是()答案 28. A解析 28.設(shè)金屬棒MN勻速運動的速度為v, t時刻導軌內(nèi)切割磁感線的有效長度L=2vt tan 設(shè)導軌單位長度的電阻為R0, 則組成閉合回路的總電阻R=2(+vt tan ) R0=2vtR0(+tan )電動勢E=BLv=2Bv2t tan i=為恒量故A正確, B、C、D錯誤。29.(2015四川理綜,11,19分)如圖所示,金屬導軌MNC和PQD,MN與PQ平行且間距為L,所在平面與水平

38、面夾角為,N、Q連線與MN垂直,M、P間接有阻值為R的電阻;光滑直導軌NC和QD在同一水平面內(nèi),與NQ的夾角都為銳角,均勻金屬棒ab和ef質(zhì)量均為m,長均為L,ab棒初始位置在水平導軌上與NQ重合;ef棒垂直放在傾斜導軌上,與導軌間的動摩擦因數(shù)為(較小),由導軌上的小立柱1和2阻擋而靜止?？臻g有方向豎直的勻強磁場(圖中未畫出)。兩金屬棒與導軌保持良好接觸。不計所有導軌和ab棒的電阻,ef棒的阻值為R,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場,重力加速度為g。(1)若磁感應(yīng)強度大小為B,給ab棒一個垂直于NQ、水平向右的速度v1,在水平導軌上沿運動方向滑行一段距離后停止,ef棒始

39、終靜止,求此過程ef棒上產(chǎn)生的熱量;(2)在(1)問過程中,ab棒滑行距離為d,求通過ab棒某橫截面的電量;(3)若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平導軌上向右勻速運動,并在NQ位置時取走小立柱1和2,且運動過程中ef棒始終靜止。求此狀態(tài)下最強磁場的磁感應(yīng)強度及此磁場下ab棒運動的最大距離。答案 29.(1)m(2)(3)見解析解析 29.(1)設(shè)ab棒的初動能為Ek,ef棒和電阻R在此過程產(chǎn)生的熱量分別為W和W1有W+W1=Ek且W=W1由題有Ek=m得W=m說明:式各1分。(2)設(shè)在題設(shè)過程中,ab棒滑行時間為t,掃過的導軌間的面積為S,通過S的磁通量為,ab棒產(chǎn)生的電動勢為E,ab棒中的

40、電流為I,通過ab棒某橫截面的電量為q,則E=且=BSI=又有I=由圖所示S=d(L-d cot )聯(lián)立,解得q=說明:式各1分。(3)ab棒滑行距離為x時,ab棒在導軌間的棒長Lx為Lx=L-2x cot 此時,ab棒產(chǎn)生電動勢Ex為Ex=Bv2Lx流過ef棒的電流Ix為Ix=ef棒所受安培力Fx為Fx=BIxL聯(lián)立,解得Fx=(L-2x cot )由式可得,Fx在x=0和B為最大值Bm時有最大值F1。由題知,ab棒所受安培力方向必水平向左,ef棒所受安培力方向必水平向右,使F1為最大值的受力分析如圖所示,圖中fm為最大靜摩擦力,有F1 cos =mg sin +(mg cos +F1 si

41、n )聯(lián)立,得Bm=式就是題目所求最強磁場的磁感應(yīng)強度大小,該磁場方向可豎直向上,也可豎直向下。由式可知,B為Bm時,Fx隨x增大而減小,x為最大xm時,Fx為最小值F2,如圖可知F2 cos +(mg cos +F2 sin )=mg sin 聯(lián)立,得xm=30.(2014江蘇，13，15分)如圖所示,在勻強磁場中有一傾斜的平行金屬導軌,導軌間距為L,長為3d,導軌平面與水平面的夾角為,在導軌的中部刷有一段長為d的薄絕緣涂層。勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向與導軌平面垂直。質(zhì)量為m的導體棒從導軌的頂端由靜止釋放,在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運動,并一直勻速滑到導軌底端。導體棒始終與導軌垂直,且

42、僅與涂層間有摩擦,接在兩導軌間的電阻為R,其他部分的電阻均不計,重力加速度為g。求:(1)導體棒與涂層間的動摩擦因數(shù);(2)導體棒勻速運動的速度大小v;(3)整個運動過程中,電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。答案 30. (1)tan (2)(3)2mgd sin -解析 30.(1)在絕緣涂層上受力平衡mg sin =mg cos 解得=tan (2)在光滑導軌上感應(yīng)電動勢E=BLv感應(yīng)電流I=安培力F安=BIL受力平衡F安=mg sin 解得v=(3)摩擦生熱Q摩=mgd cos 由能量守恒定律得3mgd sin =Q+Q摩+mv2解得Q=2mgd sin -31.(2014福建，22，20分)如圖,某

43、一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道,管道的長為L、寬為d、高為h,上下兩面是絕緣板,前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導體板,兩導體板與開關(guān)S和定值電阻R相連。整個管道置于磁感應(yīng)強度大小為B,方向沿z軸正方向的勻強磁場中。管道內(nèi)始終充滿電阻率為的導電液體(有大量的正、負離子),且開關(guān)閉合前后,液體在管道進、出口兩端壓強差的作用下,均以恒定速率v0沿x軸正向流動,液體所受的摩擦阻力不變。(1)求開關(guān)閉合前,M、N兩板間的電勢差大小U0;(2)求開關(guān)閉合前后,管道兩端壓強差的變化p;(3)調(diào)整矩形管道的寬和高,但保持其它量和矩形管道的橫截面積S=dh不變,求電阻R可獲得的最大功率Pm及相應(yīng)

44、的寬高比d/h的值。答案 31. (1)Bdv0(2)(3)解析 31.(1)設(shè)帶電離子所帶的電量為q,當其所受的洛侖茲力與電場力平衡時,U0保持恒定,有qv0B=q得U0=Bdv0(2)設(shè)開關(guān)閉合前后,管道兩端壓強差分別為p1、p2,液體所受的摩擦阻力均為f,開關(guān)閉合后管道內(nèi)液體受到安培力為F安,有p1hd=fp2hd=f+F安F安=BId根據(jù)歐姆定律,有I=兩導體板間液體的電阻r=由式得p=(3)電阻R獲得的功率為P=I2RP=R當=時電阻R獲得的最大功率Pm=32.(2014安徽，23，16分)如圖1所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B為0.5 T,其方向垂直于傾角為30°的斜面向上。

45、絕緣斜面上固定有“”形狀的光滑金屬導軌MPN(電阻忽略不計),MP和NP長度均為2.5 m,MN連線水平,長為3 m。以MN中點O為原點、OP為x軸建立一維坐標系Ox。一根粗細均勻的金屬桿CD,長度d為3 m、質(zhì)量m為1 kg、電阻R為0.3 ,在拉力F的作用下,從MN處以恒定速度v=1 m/s在導軌上沿x軸正向運動(金屬桿與導軌接觸良好)。g取10 m/s2。(1)求金屬桿CD運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運動到x=0.8 m處電勢差UCD;(2)推導金屬桿CD從MN處運動到P點過程中拉力F與位置坐標x的關(guān)系式,并在圖2中畫出F-x關(guān)系圖象;(3)求金屬桿CD從MN處運動到P點的全過程產(chǎn)生的

46、焦耳熱。答案 32.見解析解析 32.(1)金屬桿CD在勻速運動中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv(l=d),解得E=1.5 V(D點電勢高)當x=0.8 m時,金屬桿在導軌間的電勢差為零。設(shè)此時桿在導軌外的長度為l外,則l外=d-d、OP=,得l外=1.2 m由楞次定律判斷D點電勢高,故CD兩端電勢差UCD=-Bl外v,即UCD=-0.6 V(2)桿在導軌間的長度l與位置x關(guān)系是l=d=3-x對應(yīng)的電阻Rl為Rl=R,電流I=桿受的安培力F安=BIl=7.5-3.75x根據(jù)平衡條件得F=F安+mg sin F=12.5-3.75x(0x2)畫出的F-x圖象如圖所示。(3)外力F所做的功WF等于F-

47、x圖線下所圍的面積,即WF=×2 J=17.5 J而桿的重力勢能增加量Ep=mg sin 故全過程產(chǎn)生的焦耳熱Q=WF-Ep=7.5 J33.(2014浙江，24，20分)某同學設(shè)計一個發(fā)電測速裝置,工作原理如圖所示。一個半徑為R=0.1 m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上,一根長為R的金屬棒OA,A端與導軌接觸良好,O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸的左端有一個半徑為r=R/3的圓盤,圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。圓盤上繞有不可伸長的細線,下端掛著一個質(zhì)量為m=0.5 kg的鋁塊。在金屬導軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.5 T。a點與導軌相連,b點通過電刷與O

48、端相連。測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放,下落h=0.3 m時,測得U=0.15 V。(細線與圓盤間沒有滑動,金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計,重力加速度g=10 m/s2)(1)測U時,與a點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”?(2)求此時鋁塊的速度大小;(3)求此下落過程中鋁塊機械能的損失。第24題圖答案 33.(1)正極(2)2 m/s(3)0.5 J解析 33.(1)由右手定則知,金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向由OA,故A端電勢高于O端電勢,與a點相接的是電壓表的“正極”。(2)由電磁感應(yīng)定律得U=E=BR2U=BR2v=r=R所以v=2 m/s(3)E=m

49、gh-mv2E=0.5 J34.(2014天津，11，18分)如圖所示,兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角=30°的斜面上,導軌電阻不計,間距L=0.4 m。導軌所在空間被分成區(qū)域和,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN,中的勻強磁場方向垂直斜面向下,中的勻強磁場方向垂直斜面向上,兩磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B=0.5 T。在區(qū)域中,將質(zhì)量m1=0.1 kg,電阻R1=0.1 的金屬條ab放在導軌上,ab剛好不下滑。然后,在區(qū)域中將質(zhì)量m2=0.4 kg,電阻R2=0.1 的光滑導體棒cd置于導軌上,由靜止開始下滑。cd在滑動過程中始終處于區(qū)域的磁場中,ab、cd始終與導軌垂直且兩端與導軌保

50、持良好接觸,取g=10 m/s2。問(1)cd下滑的過程中,ab中的電流方向;(2)ab剛要向上滑動時,cd的速度v多大;(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中,cd滑動的距離x=3.8 m,此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少。答案 34.(1)由a流向b(2)5 m/s(3)1.3 J解析 34.(1)由a流向b。(2)開始放置ab剛好不下滑時,ab所受摩擦力為最大靜摩擦力,設(shè)其為Fmax,有Fmax=m1g sin 設(shè)ab剛好要上滑時,cd棒的感應(yīng)電動勢為E,由法拉第電磁感應(yīng)定律有E=BLv設(shè)電路中的感應(yīng)電流為I,由閉合電路歐姆定律有I=設(shè)ab所受安培力為F安,有F安=ILB此時ab

51、受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下,由平衡條件有F安=m1g sin +Fmax綜合式,代入數(shù)據(jù)解得v=5 m/s(3)設(shè)cd棒的運動過程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總,由能量守恒有m2gx sin =Q總+m2v2又Q=Q總解得Q=1.3 J35.(2014北京，24，20分)導體切割磁感線的運動可以從宏觀和微觀兩個角度來認識。如圖所示,固定于水平面的U形導線框處于豎直向下的勻強磁場中,金屬直導線MN在與其垂直的水平恒力F作用下,在導線框上以速度v做勻速運動,速度v與恒力F方向相同;導線MN始終與導線框形成閉合電路。已知導線MN電阻為R,其長度L恰好等于平行軌道間距,磁場的磁感應(yīng)強度為B。忽略摩擦

52、阻力和導線框的電阻。(1)通過公式推導驗證:在t時間內(nèi),F對導線MN所做的功W等于電路獲得的電能W電,也等于導線MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q;(2)若導線MN的質(zhì)量m=8.0 g、長度L=0.10 m,感應(yīng)電流I=1.0 A,假設(shè)一個原子貢獻1個自由電子,計算導線MN中電子沿導線長度方向定向移動的平均速率ve(下表中列出一些你可能會用到的數(shù)據(jù));阿伏加德羅常數(shù)NA6.0×1023 mol-1元電荷e1.6×10-19 C導線MN的摩爾質(zhì)量6.0×10-2 kg/mol(3)經(jīng)典物理學認為,金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞。

53、展開你想象的翅膀,給出一個合理的自由電子的運動模型;在此基礎(chǔ)上,求出導線MN中金屬離子對一個自由電子沿導線長度方向的平均作用力的表達式。答案 35.(1)見解析(2)7.8×10-6 m/s(3)見解析解析 35.(1)電動勢E=BLv導線勻速運動,受力平衡F=F安=BIL在t時間內(nèi),外力F對導線做功W=Fvt=F安vt=BILvt電路獲得的電能W電=qE=IEt=BILvt可見,F對導線MN所做的功等于電路獲得的電能W電;導線MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt=It×IR=qE=W電可見,電路獲得的電能W電等于導線MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q。(2)導線MN中含有的原子數(shù)為N=NA因

54、為一個金屬原子貢獻一個電子,所以導線MN中的自由電子數(shù)也是N。導線MN單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n=其中,S為導線MN的橫截面積。因為電流I=nveSe所以ve=解得ve=7.8×10-6 m/s(3)下述解法的共同假設(shè):所有自由電子(簡稱電子,下同)以同一方式運動。方法一:動量解法設(shè)電子在每一次碰撞結(jié)束至下一次碰撞結(jié)束之間的運動都相同,經(jīng)歷的時間為t,電子的動量變化為零。因為導線MN的運動,電子受到沿導線方向的洛倫茲力f洛的作用f洛=evB沿導線方向,電子只受到金屬離子的作用力和f洛作用,所以f洛t-If=0其中If為金屬離子對電子的作用力的沖量,其平均作用力為,則If=t得=f洛=e

55、vB方法二:能量解法設(shè)電子從導線的一端到達另一端經(jīng)歷的時間為t,在這段時間內(nèi),通過導線一端的電子總數(shù)N=電阻上產(chǎn)生的焦耳熱是由于克服金屬離子對電子的平均作用力做功產(chǎn)生的。在時間t內(nèi)總的焦耳熱Q=NL由能量守恒得Q=W電=EIt=BLvIt所以=evB方法三:動力學解法因為電流不變,所以假設(shè)電子以速度ve相對導線做勻速直線運動。因為導線MN的運動,電子受到沿導線方向的洛倫茲力f洛的作用,f洛=evB沿導線方向,電子只受到金屬離子的平均作用力和f洛作用,二力平衡即=f洛=evB36.(2014課標全國卷，25，19分)半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內(nèi),一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布

56、均勻的直導體棒AB置于圓導軌上面,BA的延長線通過圓導軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示。整個裝置位于一勻強磁場中,磁感應(yīng)強度的大小為B,方向豎直向下。在內(nèi)圓導軌的C點和外圓導軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)。直導體棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導軌保持良好接觸。設(shè)導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為,導體棒和導軌的電阻均可忽略。重力加速度大小為g。求(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大小;(2)外力的功率。答案 36. (1)方向:由C端到D端(2)mgr+解析 36.(1)解法一在t時間內(nèi),導體棒掃過的面積為S=t(2r)2-r2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導體棒上感應(yīng)電動勢的大小為=根據(jù)右手定則,感應(yīng)電流的方向是從B端流向A端。因此,通過電阻R的感應(yīng)電流的方向是從C端流向D端。由歐姆定律可知,通過電阻R的感應(yīng)電流的大小I滿足I=聯(lián)立式得I=解法二=Br=Br=Br2I