高中物理 第四章 第5节 课时跟踪训练 选修32.doc

课时跟踪训练(时间30分钟，满分60分)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.如图1所示，边长为l的正方形线圈与匀强磁场垂直，磁感应强度为b。当线圈按图示方向以速度v垂直b运动时，下列判断正确的是()a线圈中无电流，abcd图1b线圈中无电流，abdcc线圈中有电流，abcdd线圈中有电流，abdc解析：线圈在运动过程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中不会产生感应电流，c、d错，但导体两端有电势差，根据右手定则，可知b正确。答案：b2.在匀强磁场中，有一接有电容器的回路，如图2所示，已知电容器电容c30 f，l15 cm，l28 cm，磁场以5102 t/s的变化率增强，则()a电容器上极板带正电，带电荷量为2109 c图2b电容器上极板带正电，带电荷量为6109 cc电容器上极板带负电，带电荷量为4109 cd电容器上极板带负电，带电荷量为6109 c解析：根据楞次定律和安培定则可判断电容器上极板带正电；因为磁感应强度是均匀增大的，故感应电动势大小恒定，由法拉第电磁感应定律es，可得el1l2510251028102 v2104 v，即电容器两板上所加电压u为2104 v，所以电容器带电荷量为qcu301062104 c6109 c，故b正确。答案：b3.如图3所示，质量为m、高为h的矩形导线框自某一高度自由落下后，通过一宽度也为h的匀强磁场，线框通过磁场过程中产生的焦耳热()a可能等于2mgh图3b可能大于2mghc可能小于2mghd可能为零解析：根据能量守恒定律分析：线框进入磁场时，速度大小不同，产生的感应电动势、电流不同，因而受到的安培力大小也不同；由左手定则和右手定则知，感应电流方向先逆时针后顺时针，但不论下边还是上边受安培力，方向总是竖直向上，阻碍线框的运动(因为线框高度与磁场高度相同，上、下边只有一边处于磁场中)。(1)若安培力等于重力大小，线框匀速通过磁场，下落2h高度，重力势能减少2mgh，产生的焦耳热为2mgh，故a选项对。(2)若安培力小于重力大小，线框则加速通过磁场，动能增加，因而产生的焦耳热小于2mgh，故c选项对。(3)若安培力大于重力大小，线框则减速通过磁场，动能减小，减少的重力势能和动能都转化为焦耳热，故产生的焦耳热大于2mgh，b选项对，可见，d选项错误。答案：abc4如图4所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为r(恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是()图4aab杆中的电流与速率v成正比b磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比c电阻r上产生的热功率与速率v成正比d外力对ab杆做功的功率与速率v成正比解析：由eblv和i得，i，所以安培力fbil，电阻上产生的热功率pi2r，外力对ab做功的功率就等于回路产生的热功率。答案：ab5我国处在地球的北半球，飞机在我国上空匀速地巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设左侧机翼末端处的电势为1，右侧机翼末端处的电势为2。则()a若飞机从西向东飞，1比2高b若飞机从东向西飞，2比1高c若飞机从南向北飞，1比2高d若飞机从北向南飞，2比1高解析：在北半球，地磁场有竖直向下的分量，飞机在水平飞行过程中，机翼切割磁感线，产生感应电动势，应用右手定则可以判断两边机翼的电势高低问题。伸开右手，让大拇指与其余四指在同一平面内，并且垂直，让磁感线穿过手心，即手心朝上，大拇指指向飞机的飞行方向，其余四指指的方向就是感应电流的方向，由于不是闭合电路，电路中只存在感应电动势，仍然按照有电流来判断，整个切割磁感线的两边机翼就是电源，在电源内部，电流是从低电势处流向高电势处的。因此不管飞机向哪个方向飞行，都是左边机翼末端电势高，即a、c选项正确。答案：ac6一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定向里为正方向，在磁场中有一金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图5所示。现令磁感应强度b随时间变化，先按如图所示的oa图线变化，后来又按照图线bc、cd变化，令e1、e2、e3分别表示这三段变化过程中的感应电动势的大小，i1、i2、i3分别表示对应的感应电流，则()图5ae1e2，i1沿逆时针方向，i2沿顺时针方向be1e2，i1沿逆时针方向，i2沿顺时针方向ce1e2，i2沿顺时针方向，i3沿顺时针方向de3e2，i2沿顺时针方向，i3沿逆时针方向解析：bc段与cd段磁感应强度的变化率相等，大于ao的磁感应强度变化率。e1e2，由楞次定律及安培定则可以判断b、c正确。答案：bc7如图6所示，用铝板制成“u”形框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在此框的上方，让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度v匀速运动，悬线拉力为ft。则()图6a悬线竖直，ftmgb悬线竖直，ftmgcv选择合适的大小，可使ft0d因条件不足，ft与mg的大小关系无法确定解析：设上、下两板之间距离为d，当框架向左切割磁感线时，由右手定则可知下板电势比上板高，由动生电动势公式可知ubdv，故在两板间产生从下向上的电场，ebv，假若小球带正电，则受到向下的洛伦兹力qvb，向上的电场力qeqvb，故绳的拉力ftmg，同理，若小球带负电，也可得到同样的结论。答案：a8.如图7所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻r，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力f作用下加速上升的一段时间内，力f做的功与安培力做的功的代数和等于() 图7a棒的机械能增加量b棒的动能增加量c棒的重力势能增加量 d电阻r上放出的热量解析：由动能定理有wfw安wgek，则wfw安ekwg，wg0，故ekwg表示机械能的增加量。故选a。答案：a二、非选择题(本题共2小题，每小题10分，共20分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9如图8所示，光滑导轨mn、pq在同一水平面内平行固定放置，其间距d1 m，右端通过导线与阻值r10 的小灯泡l相连，导轨区域内有竖直向下磁感应强度b1 t的匀强磁场，一金属棒在恒力f0.8 n的作用下匀速通过磁场。(不考虑导轨和金属棒的电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触)。求：图8(1)金属棒运动速度的大小；(2)小灯泡的功率。解析：(1)由ebdv，i匀速时fbid得v8 m/s。(2)pi2r6.4 w。答案：(1)8 m/s(2)6.4 w10如图9甲所示，截面积为0.2 m2的100匝圆形线圈a处在变化的磁场中。磁场方向垂直纸面，其磁感应强度b随时间t的变化规律如图乙所示，设向外为b的正方向。r14 ，r26 ，c30 f，线圈的内阻不计，求电容器