高考物理二轮复习 第一部分 专题五 原子结构和原子核 课时作业11 新人教版.doc

课时作业十一一、选择题1(2017江西南昌三校四联)如图所示，有一个矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是()a线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流方向应为正方向，故b、c错误；线框进入磁场的过程，线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由eblv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场后，磁通量不变，没能感应电流产生；线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流方向应为负方向，线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由eblv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；故a正确，d错误2. (2017山东临沂模拟)边长为a的正三角形金属框架的左边竖直且与磁场右边界平行，该框架完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图象与这一过程相符合的是() b该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，根据几何关系有l有x，所以e电动势bl有vbvxx，选项a错误，b正确；f外力x2，选项c错误；p外力功率f外力vx2，选项d错误3(多选)(2017河北石家庄二模)如图甲所示，质量m3.0103kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平细杆cd长l0.20 m，处于磁感应强度大小b11.0 t、方向水平向右的匀强磁场中有一匝数n300匝、面积s0.01 m2的线圈通过开关k与两水银槽相连线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度b2随时间t变化的关系如图乙所示t0.22 s时闭合开关k瞬间细框跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力)，跳起的最大高度h0.20 m不计空气阻力，重力加速度g10 m/s2，下列说法正确的是()a00.10 s内线圈中的感应电动势大小为3 vb开关k闭合瞬间，cd中的电流方向由c到dc磁感应强度b2的方向竖直向下d开关k闭合瞬间，通过细杆cd的电荷量为0.03 cbd00.1 s内线圈中的磁场均匀变化，由法拉第电磁感应定律enns，代入数据得e30 v，a错开关闭合瞬间，细框会跳起，可知细框受向上的安培力，由左手定则可判断电流方向由c到d，b对由于t0.22 s时通过线圈的磁通量正在减少，再对线圈由楞次定律可知感应电流产生的磁场的方向与b2的方向相同，故再由安培定则可知c错误k闭合瞬间，因安培力远大于重力，则由动量定理有b1iltmv，通过细杆的电荷量qit，线框向上跳起的过程中v22gh，解得q0.03 c，d对4(多选)如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为b的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片c、d分别与转动轴和铜盘的边缘接触，g为灵敏电流表现使铜盘按照图示方向以角速度匀速转动，则下列说法中正确的是()ac点电势一定高于d点电势b圆盘中产生的感应电动势大小为br2c电流表中的电流方向为由a到bd若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中可以产生涡旋电流bd把铜盘看作由中心指向边缘的无数条铜棒组合而成，当铜盘开始转动时，每根铜棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，盘边缘为电源正极，中心为电源负极，c点电势低于d点电势，选项a错误；此电源对外电路供电，电流由b经电流表再从a流向铜盘，选项c错误；铜棒转动切割磁感线，相当于电源，回路中感应电动势为ebrvbrrbr2，选项b正确；若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中产生感生环形电场，使铜盘中的自由电荷在电场力的作用下定向移动，形成环形电流，选项d正确5(多选)如图所示，一边长为l2a的正方形区域内分布着方向竖直向下、磁感应强度大小为b的匀强磁场一边长为a、电阻为r的正方形线框置于磁场左侧，且线框右边与磁场左边界平行，距离为a，现给该正方形线框施加一水平向右的拉力，使其沿直线匀速向右运动，则以下关于线框受到的安培力、产生的感应电流随时间变化的图象正确的是(以水平向左的方向为安培力的正方向，以逆时针方向为电流的正方向)() bd由于安培力在整个运动过程中都在阻碍线框向右运动，所以安培力的方向不会发生改变，线框未进入磁场前和线框完全在磁场中时不受安培力作用，所以选项a错误，b正确；当线框经过一段时间进入磁场时，由楞次定律可知，产生的感应电流的方向为逆时针方向，线框完全在磁场中时不产生感应电流，当线框出磁场时，由楞次定律可知，产生的感应电流的方向为顺时针方向，所以选项c错误，选项d正确6(多选)如图甲所示，一单匝圆形闭合导线框半径为r，线框电阻为r，连接一交流电流表(内阻不计)线框内充满匀强磁场，已知该磁场磁感应强度b随时间按正弦规律变化，如图乙所示(规定向下为b的正方向)，则下列说法正确的是() a0.005 s时线框中的感应电流最大b0.01 s时线框中感应电流方向从上往下看为顺时针方向c0.015 s时电流表的示数为零 d00.02 s内闭合导线框上产生的热量为bd线圈中的感应电动势为er2，感应电流为i，在0.005 s时，0，则i0，a项错；由楞次定律知在0.01 s时感应电流方向为顺时针方向(从上往下看)，b项正确；交流电流表测量的是交变电流的有效值，c项错；感应电动势的峰值为embmr2，一个周期导线框上产生的热量为qt，d项正确7(多选)如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为b、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻r.质量为m、电阻为r的金属棒mn置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力f的作用由静止开始运动，外力f与金属棒速度v的关系是ff0kv(f、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为fa，电阻r两端的电压为ur，感应电流的功率为p，它们随时间t变化图象可能正确的有() bc设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势eblv，回路电流iv，即iv；安培力fabilv，方向水平向左，即fav；r两端电压urirv，即urv；感应电流功率peiv2，即pv2.分析金属棒运动情况，由牛顿运动第二定律可得f0kvvma，即f0(k)vma.因为金属棒从静止出发，所以f00 .(1)若k，金属棒水平向右做匀加速直线运动所以在此情况下没有选项符合；(2)若k，f合随v增大而增大，即a随v增大而增大，说明金属棒在做加速度增大的加速运动，根据四个物理量与速度的关系可知b选项符合；(3)若k，f合随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知c选项符合综上所述，选项b、c符合题意二、非选择题8(2017河北冀州3月模拟)如图所示，完全相同的正方形单匝铜质线框货件abcd，通过水平、绝缘且足够长的传送带输送一系列该货件通过某一固定匀强磁场区域进行“安检”程序，以便筛选“次品”(不闭合)与“正品”(闭合)“安检”程序简化为如下物理模型：各货件质量均为m，电阻均为r，边长为l，与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g；传送带以恒定速度v0向右运动，货件在进入磁场前与传送带的速度相同，货件运行中始终保持abaacc.已知磁场边界aa、cc与传送带运动方向垂直，磁场的磁感应强度为b，磁场的宽度为d(ld)现某一货件当其ab边到达cc时又恰好与传送带的速度相同，求(1)上述货件在进入磁场的过程中运动加速度的最大值与速度的最小值；(2)“次品”(不闭合)与“正品”(闭合)因“安检”而延迟时间多大解析(1)货件在进入磁场过程中，受安培力f、摩擦力f共同作用而做减速运动；完全进入磁场后，在摩擦力的作用下做加速运动，当ab边到达cc时速度又恰好等于v0.因此，货件在刚进入磁场时，所受安培力f最大，加速度最大，设为am；货件全部进入磁场的瞬间速度最小，设此时货件的速度为v.货件刚进入磁场时，由牛顿第二定律有：fmgmamfbi0li0eblv0解得：amg在货件完全进入磁场到又加速运动到达边界cc的过程中，根据动能定理，有mg(dl)mvmv2解得v(2)设“正品”货件进入磁场所用时间为t1，取此过程中某较短时间间短t，在t(tt)的t内货件速度变化为v，货件加速度大小为：a设t时间内流经货件的电流为i，货件瞬时速度为vi，货件所受安培力方向向左，大小为：ftbilvi由牛顿第二定律，有：vimgm由力的独立性原理并根据位移大小的“面积法”有：(v1t1v2t2vntn)mgt1mv即：mgt1mv0解得：t1(关于t1另解：对货件，由动量定理和法拉第电磁感应定律有可得：t1设“正品”货件在磁场中匀加速到v0所用时间为t2则t2设“正品”货件从开始进磁场到完全出磁场并达到稳定运行所用时间为t1，由受力与运动对称性可得：t12(t1t2)而“次品”货件运动过程不受“安检”的影响，设其经过上述“正品”货件经过距离所用时间为t2，由匀速直线运动规律有：t2可见因“安检”而延迟时间为：tt1t2答案(1)g(2)9(2017湖南益阳模拟)如图所示，竖直面内的正方形导线框abcd和abcd的边长均为l、电阻均为r，质量分别为2m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的绝缘轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场开始时abcd的下边界与匀强磁场的上边界重合，abcd的上边界到匀强磁场的下边界的距离为l.现将两导线框由静止释放，当abcd全部进入磁场时，两导线框开始做匀速运动不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：(1)两导线框匀速运动的速度大小；(2)两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热；(3)导线框abcd通过磁场的时间解析(1)如图所示，设两导线框刚匀速运动的速度大小为v、此时轻绳上的张力为t，则对abcd有t2mg对abcd有tmgbilieblv则v(2)设两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热为q，当左、右两导线框分别向上、向下运动2l的距离时，两导线框等高，对这一过程，由能量守恒定律有4mgl2mgl3mv2q联立解得q2mgl(3)导线框abcd通过磁场的过程中以速度v匀速运动，设导线框abcd通过磁场的时间为t，则t联立解得t.答案(1)(2)2mgl (3)10如图甲所示，宽为l、倾角为的平行金属导轨，下端垂直于导轨连接一阻值为r的定值电阻，导轨之间加垂直于轨道平面的磁场，其随时间变化规律如图乙所示t0时刻磁感应强度为b0，此时，在导轨上距电阻x1处放一质量为m、电阻为2r的金属杆，t1时刻前金属杆处于静止状态，当磁场即将减小到b1时，金属杆也即将开始下滑(金属杆所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)求0t1时间内通过定值电阻的电荷量；(2)求金属杆与导轨间的最大静摩擦力；(3)若金属杆沿导轨下滑x2后开始做匀速运动