高考物理一轮复习 第九章 磁场 课时作业34.doc

课时作业 34 双基过关练1在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环规定如图甲所示的电流i及磁场b的方向为正方向当用磁场传感器测得磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示时，能正确反映导体环中感应电流随时间变化情况的是()解析：如题图甲所示，在0至2 s磁感应强度不变，所以回路内的磁通量bs不变，根据楞次定律知，回路内没有感应电流产生；在2 s至4 s磁场的方向为正，且磁感应强度逐渐减小，根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，所以感应电流的磁场方向向上，根据右手螺旋定则知，感应电流方向为正且感应电流的大小i保持不变，选项c正确答案：c2(多选)一环形线圈放在匀强磁场中，设第1 s内磁感线垂直线圈平面(即垂直于纸面)向里，如图甲所示若磁感应强度b随时间t变化的关系如图乙所示，则第4 s内()a线圈中有顺时针方向、大小恒定的感应电流b线圈中有逆时针方向、大小恒定的感应电流c线圈有向外膨胀的趋势d线圈所受安培力沿逆时针方向且与圆相切解析：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量变化率成正比，线圈面积不变，且线圈平面与磁场方向垂直，故磁通量变化率与磁感应强度变化率成正比，由bt图象可知，第4 s内，图象斜率一定，故线圈的感应电动势大小一定，方向不变，则感应电流大小一定，方向不变，由楞次定律可知，第4 s内感应电流方向为逆时针方向，a项错误，b项正确；由楞次定律可知，第4 s内线圈具有向外膨胀的趋势，c项正确，d项错误答案：bc3(2018江苏苏北四市联考)(多选)如图甲所示，一个刚性圆形线圈与电阻r构成闭合回路，线圈平面与所在处的匀强磁场方向垂直，磁场的磁感应强度b随时间t的变化规律如图乙所示下列关于线圈中产生的感应电动势e、电阻r消耗的功率p随时间t变化的图象，可能正确的有()解析：线圈的面积不变，磁场均匀变化，由ens得感应电动势为定值，且磁场增强和磁场减弱导致产生的感应电动势的方向相反，选项a错误、b正确；对于电阻r，流过的电流大小不变，消耗的功率恒定，选项c错误、d正确答案：bd4(2018唐山模拟)(多选)如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器c和电阻r，导体棒mn放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度b的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，mn始终保持静止，则0t2时间内()a电容器c的电荷量大小始终不变b电容器c的a板先带正电后带负电cmn所受安培力的大小始终不变dmn所受安培力的方向先向右后向左解析：磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电容器c的电荷量大小始终没变，选项a正确、b错误；由于磁感应强度变化，根据楞次定律和左手定则可知，mn所受安培力的方向先向右后向左，大小先减小后增大，选项c错误、d正确答案：ad5如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为r，边长是l，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a向右运动，自线框从左边界进入磁场时开始计时，t1时刻线框全部进入磁场规定顺时针方向为感应电流i的正方向外力大小为f，线框中电功率的瞬时值为p，通过导体横截面的电荷量为q.则这些量随时间变化的关系正确的是()解析：线框速度vat，产生的感应电动势随时间均匀增大，感应电流均匀增大，安培力随时间均匀增大，外力f随时间变化关系是一次函数，但不是成正比，功率pei随时间变化关系是二次函数，其图象是抛物线，所以c正确，a、b错误通过导体横截面的电荷量qit，随时间变化关系是二次函数，其图象是抛物线，选项d错误答案：c6(多选)如图甲所示，光滑平行金属导轨mn、pq所在平面与水平面成角，m、p之间接一阻值为r的定值电阻，阻值为r的金属棒bc垂直导轨放置，其他电阻不计整个装置处在磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上t0时对棒施加一平行于导轨向上的外力f，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过r的感应电荷量q随t2的变化关系如图乙所示下列关于金属棒bc的加速度a、通过棒的电流i、金属棒受到的外力f、穿过回路cbpm的磁通量随时间t变化的图象中正确的是()解析：由题意可得qittt2，结合图乙可知金属棒的加速度a恒定，选项a错误，b正确；由牛顿第二定律可得fmgsinbilma，故有fatm(gsina)，选项c正确；由bl可知选项d错误答案：bc能力提升练7(多选)如图所示，一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2l的某矩形区域内(长度足够大)，该区域的上下边界mn、ps是水平的，有一边长为l的正方形导线框abcd从距离磁场上边界mn的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域，已知当线框的ab边到达ps时线框刚好做匀速直线运动以线框的ab边到达mn时开始计时，以mn上o点为坐标原点，取如图坐标轴x，并规定逆时针方向为感应电流的正方向，向上为力的正方向，则下列关于线框中的感应电流i和线框所受到的安培力f与ab边的位置坐标x的关系中，可能正确的是()解析：线框的ab边到达ps时线框刚好做匀速直线运动，此时线框所受的安培力与重力大小相等，即fmg，而线框完全在磁场中运动时做匀加速运动，所以可知线框进入磁场过程，安培力应小于重力，即fmg，线框只能做加速运动，不能做匀速运动或减速运动线框进入磁场的过程中，随着速度增大，产生的感应电动势和感应电流i逐渐增大，安培力逐渐增大，线框所受的合力减小，加速度减小，所以线框做加速度减小的变加速运动感应电流i，所以感应电流i的变化率也应逐渐减小，安培力f的变化率也逐渐减小由楞次定律可知，线框进入磁场和穿出磁场过程，所受的安培力方向都向上，为正方向故a、d正确，b、c错误答案：ad8(2018北京顺义高三一模)如图，在竖直向下的磁感应强度为b1.0 t的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道mn、pq固定在水平面内，相距为l0.4 m一质量为m0.2 kg、电阻r00.5 的导体棒ab垂直于mn、pq放在轨道上，与轨道接触良好若轨道左端p点接一电动势为e1.5 v、内阻为r0.1 的电源和一阻值r0.3 的电阻轨道左端m点接一单刀双掷开关k，轨道的电阻不计求：(1)单刀双掷开关k与1闭合瞬间导体棒受到的磁场力f；(2)单刀双掷开关k与1闭合后导体棒运动稳定时的最大速度vm；(3)导体棒运动稳定后，单刀双掷开关k与1断开，然后与2闭合，求此后在电阻r上产生的电热qr和导体棒前冲的距离x.解析：(1)i2.5 afbil1 n.(2)导体棒运动稳定后产生的感应电动势eblvm1.5 v，解得vm3.75 m/s.(3)单刀双掷开关k与2闭合后，导体棒在向左的安培力作用下最后停止，设电路中产生的总电热为q，由能量守恒可得qmv1.4 j，在电阻r上产生的电热qrq0.53 j.在此过程中由动量定理可得安t0mvm，又安bl，bsblx，整理可得mvm，解得x3.75 m.答案：(1)1 n(2)3.75 m/s(3)0.53 j3.75 m9如图甲所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd倾斜放置，两导轨之间的距离为l0.5 m，导轨平面与水平面的夹角30，导轨上端a、c之间连接有一阻值为r14 的电阻，下端b、d之间接有一阻值为r24 的小灯泡有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上，虚线ef为磁场的上边界，ij为磁场的下边界，此区域内的磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示，现将一质量为m0.2 kg的金属棒mn从距离磁场上边界ef一定距离处从t0时刻开始由静止释放，金属棒mn从开始运动到经过磁场，其余部分电阻忽略不计，ef、ij边界均垂直于两导轨，重力加速度g10 m/s2.求：(1)小灯泡的实际功率(2)金属棒mn穿出磁场前的最大速率(3)整个过程中小灯泡产生的热量解析：(1)由于灯泡亮度始终不变，可知mn棒在t1时刻进入磁场以后做匀速直线运动，受力平衡，受力如图丙所示，列平衡方程mgsinf安f安bil联立解得i1 amn切割磁感线，相当于电源，等效电路如图丁所示由电路的串并联关系得i灯i0.5 a所以p灯ir21 w.(2)由法拉第电磁感应定律可知eblvei(rr并)，代入得v3 m/s.(3)灯泡亮度始终不变，在mn进入磁场前的等效电路如