【学海导航】高考物理二轮总复习 限时训练(15)新人教版.DOC

限时训练(十五)班级：_姓名：_学号：_图11.(2012北京卷)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图1，她把一个带铁芯的线圈l、开关s和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈l上，且使铁芯穿过套环闭合开关s的瞬间，套环立刻跳起，某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()a线圈接在了直流电源上b电源电压过高c所选线圈的匝数过多d所用套环的材料与老师的不同图22.(2012新课标卷)如图2，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为b0.使该线框从静止开始绕过圆心o、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为()a. b.c. d.图33.(2011上海卷)如图3，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕o点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()a顺时针加速旋转 b顺时针减速旋转c逆时针加速旋转 d逆时针减速旋转图44.(2012江苏卷)某同学设计的家庭电路保护装置如图4所示，铁芯左侧线圈l1由火线和零线并行绕成当右侧线圈l2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关s，从而切断家庭电路仅考虑l1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()a家庭电路正常工作时，l2中的磁通量为零b家庭电路中使用的电器增多时，l2中的磁通量不变c家庭电路发生短路时，开关s将被电磁铁吸起d地面上的人接触火线发生触电时，开关s将被电磁铁吸起图55.(2011山东卷)如图5所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触用ac表示c的加速度，ekd表示d的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移下图中正确的是()6.(2012福建卷)如图6甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下，磁感应强度大小为b的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心o在区域中心一质量为m、带电量为q(q0)的小球，在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动已知磁感应强度大小b随时间t的变化关系如图乙所示，其中t0.设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略,图6)(1)在t0到tt0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等，试求tt0到t1.5t0这段时间内：细管内涡旋电场的场强大小e；电场力对小球做的功w.图77.(2012浙江卷)为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置如图7所示，自行车后轮由半径r15.0102m的金属内圈、半径r20.40m的金属外圈和绝缘辐条构成后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为r的小灯泡在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度b0.10t、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1，外半径为r2、张角，后轮以角速度2rad/s相对于转轴转动若不计其他电阻，忽略磁场的边缘效应(1)当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势e，并指出ab上的电流方向；(2)当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；(3)从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差uab随时间t变化的uabt图象；(4)若选择的是“1.5v、0.3a”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度b、后轮外圈半径r2、角速度和张角等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价8.如图8(a)所示，一个电阻值为r，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻r1连接成闭合回路线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度b随时间t变化的关系图线如图8(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和b0.导线的电阻不计求0至t1时间内图8(1)通过电阻r1上的电流大小和方向；(2)通过电阻r1上的电荷量q及电阻r1上产生的热量限时训练(十五)1d解析：套环能跳起是由于闭合开关瞬间线圈产生磁场，使穿过套环的磁通量发生了变化，在套环中产生感应电流，感应电流在磁场中受安培力作用线圈接在直流电源上，可达到上述的效果电源电压高，产生的磁场强，效果应更明显线圈的匝数多，产生的磁场强，效果应更明显套环的材料不同，若用非导体材料则不会产生感应电流，套环不会跳起所以d正确2c解析：由于线框旋转切割磁感线所以ebr2若线圈不动，则e.欲使ee，即b0r2.故选c.3b解析：本题考查法拉第电磁感应由题意知：圆环a、b电流方向相同，在安培力作用下体现出相互吸引的效果，且根据“增反减同”原则，a环在减速旋转4abd解析：家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流产生的磁场相互抵消，铁芯中的磁场为零，所以线圈l2的磁通量为零，故a正确家庭电路中使用的电器增多时，火线和零线的电流增大，但还是相等，产生的磁场还抵消，所以线圈l2的磁通量仍为零不变，故b正确家庭电路发生短路时，火线和零线的电流瞬间增大，但还是相等，所以线圈l2的磁通量仍为零不变，线圈l2不会产生感应电流，在电磁铁中不会产生磁场，开关不会被吸起，故c错当地面上的人接触火线发生触电时，零线的电流为零与火线的电流不相等，在铁芯中产生磁场，使线圈l2的磁通量发生变化，从而在线圈l2中产生感应电流，所以电磁铁中产生磁场，则开关将被吸起，故d正确5bd解析：当c自由下落h高度时，匀速进入磁场，所以加速度先等于g，后为0，当d开始进入磁场时，c应该匀速下落2h高度，此时由于回路磁通量不变，感应电流为0，c、d都只受重力，匀加速下落，当又下落h高度时，c离开磁场，以后一直ag，a错b对；d下落02h高度过程，一直只受重力作用，根据动能定理，合外力做功等于动能增量，因此动能与位移的图象的斜率不变当c离开磁场时，d速度一定大于刚进入磁场时的速度，所以受到方向向上的磁场力会大于重力，因此做加速度减小的减速运动，动能要逐渐减少，因此下落2h4h过程动能与位移的图象的斜率应该表示变小，当d出磁场后加速度等于g时，动能与位移图象的斜率应该等于重力，为定值，d对6解析：(1)小球运动时不受细管侧壁的作用力，因而小球所受洛伦兹力提供向心力qv0b0mv/r由式解得vqb0r/m(2)在t0到1.5t0这段时间内，细管内一周的感应电动势e感r2b/t由图乙可知bt2b0/t0由于同一条电场线上各点的场强大小相等，所以ee感/2r由式及t0得eqbr/2m在t0到1.5t0时间内，小球沿切线方向的加速度大小恒为aqe/m小球运动的末速度大小vv0at由图乙t0.5t0，并由得v1.5v01.5qb0r/m由动能定理，电场力做功为wmv2/2mv/2由式解得w5mv/85q2br2/8m7解析：(1)金属条ab在磁场中切割磁感线时，所构成的回路的磁通量变化，设经过时间t，磁通量变化量为，由法拉第电磁感应定律ebsb(rr)由式并代入数值得：eb(rr)4.9102v根据右手定则(或楞次定律)，可得感应电流方向ba.(2)通过分析，可得电路图为(3)设电路中的总电阻为r总，根据电路图可知，r总rrrab两端电势差u总eirere1.2102v设ab离开磁场区域的时刻为t1，下一根金属条进入磁场区域的时刻为t2，t1st2s设轮子转一圈的时间为t，t1s在t1s内，金属条有四次进出，后三次与第一次相同由、可画出如下uabt图象(4)“闪烁”装置不能正常工作(金属条的感应电动势只有4.9102v，远小于小灯泡的额定电压，因此无法工作)b增大