高考物理助考练习26.doc

2014高考物理助考练习261一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半先后两个变化过程中，线框中感应电动势的比值为()a. b1 c2 d4答案：b解析：e1ss，e22b2b，大小相等，故b正确2用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示在磁场以10 t/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是()auab0.1 vbuab0.1 vcuab0.2 vduab0.2 v答案：b解析：由e100.02 v0.2 v由楞次定律可知uab0.1 v选项b正确3如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为l和2l的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为b的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能，若外力对环做的功分别为wa、wb，则wawb为()a14 b12c11 d不能确定答案：a解析：根据能量守恒可知，外力做的功等于产生的电能，而产生的电能又全部转化为焦耳热waqa，wbqb由电阻定律知rb2ra，故wawb14，a项正确4如图所示的电路中，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻r，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的磁感应强度为b的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力f的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑h高度的过程中，以下说法正确的是()a作用在金属棒上各力的合力做功为零b重力做功将机械能转化为电能c重力与恒力f做功的代数和等于电阻r上产生的焦耳热d金属棒克服安培力做功等于重力与恒力f做的总功与电阻r上产生的焦耳热之和答案：ac解析：由于金属棒匀速下滑，故作用在棒上的各个力的合力做功为零，故a对；克服安培力做功将机械能转化为电能，故b错误；列出动能定理方程wgwfw安0，变形可得wgwfw安，可知c正确，d错误5如图所示，光滑金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒mn与框架接触良好磁感应强度分别为b1、b2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域现从图示位置由静止释放金属棒mn，当金属棒进入磁场b1区域后，恰好做匀速运动以下说法中正确的有()a若b2b1，金属棒进入b2区域后将加速下滑b若b2b1，金属棒进入b2区域后仍将保持匀速下滑c若b2b1，金属棒进入b2区域后可能先减速后匀速下滑答案：bcd解析：若b2b1，金属棒进入b2区域后，磁场反向，回路电流反向，由左手定则知：安培力并没有反向，大小也没有变，故金属棒进入b2区域后，mg0，仍将保持匀速下滑，b对；若b20，金属棒进入b2区域后可能先加速后匀速下滑，故c也对；同理，若b2b1，金属棒进入b2区域后mg0，可能先减速后匀速下滑，故d也对6如图甲所示，两根质量均为0.1 kg完全相同的导体棒a、b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨pq、mn架设的斜面上已知斜面倾角为53，a、b导体棒的间距是pq、mn导轨的间距的一半，导轨间分界线oo以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间的关系图象如图乙所示若a、b导体棒接入电路的电阻均为1 ，其他电阻不计，取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6，试求：(1)pq、mn导轨的间距d；(2)a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数；(3)匀强磁场的磁感应强度b的大小答案：(1)1.2 m(2)0.083(3)0.83 t解析：(1)由图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b和轻杆所组成的系统做匀速运动，当导体棒a进入磁场后才再次做加速运动，因而b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距，依题意可得：d2vt23(0.60.4)m1.2 m(2)设进入磁场前导体棒运动的加速度为a，由图乙得：a7.5 m/s2，因a、b一起运动，故可看作一个整体，其受力分析如图所示由牛顿第二定律得：2mgsin 2mgcos 2ma解得：(gsin a)/(gcos )(100.87.5)/(100.6)0.5/60.083(3)当b导体棒在磁场中做匀速运动时，有：2mgsin 2mgcos bid0i联立解得：b0.83 t7如图甲所示，一矩形金属线圈abcd垂直固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度b随时间t的变化关系图像如图乙所示，则线圈的ab边所受安培力f随时间t变化的图像是图中的(规定向右为安培力f的正方向)()图甲图乙答案：a解析：由i、es和b分段均匀变化知，电流大小在分时间段内恒定由fbilab和左手定则可知在01 s内，ab边受的安培力方向向左，且均匀变小，可知b、d错误；在12 s内，b均匀增大，感应电流方向由a到b，由左手定则可知，ab边受的安培力方向向右，且均匀增大，故c错误，a正确8如图所示，相距为d的两条水平虚线l1、l2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为b，质量为m、电阻为r的正方形线圈abcd边长为l(l3a)，在3t0时刻线框到达2位置，速度又为v0，并开始离开匀强磁场此过程中vt图象如图(b)所示，则()at0时，线框右侧边mn的两端电压为bav0b在t0时刻线框的速度为v0c线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比t0时刻线框的速度大d线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为2fb答案：d解析：t0时，线框右侧边mn的两端电压为外电压，为bav0，a项错误；从t0时刻至3t0时刻线框做匀加速运动，加速度为，故在t0时刻的速度为v02at0v0，b项错误；因为t0时刻和t3t0时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等，c项错误；线框在位置1和位置2时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有fbq，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2fb，d项正确10如右图所示，足够长的光滑平行金属导轨mn、pq竖直放置，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端m与p间连接阻值为r0.40 的电阻，质量为m0.01 kg、电阻为r0.30 的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，试求：时间t(s)00.10.20.30.40.50.60.7下滑距离s(m)00.10.30.71.42.12.83.5(1)当t0.7 s时，重力对金属棒ab做功的功率；(2)金属棒ab在开始运动的0.7 s内，电阻r上产生的热量；(3)从开始运动到t0.4 s的时间内，通过金属棒ab的电量答案：(1)0.7 w(2)0.06 j(3)0.2 c解析：(1)由表格中数据可知：金属棒先做加速度减小的加速运动，最后以7 m/s匀速下落pgmgv0.01107 w0.7 w(2)根据动能定理：wgw安mvt2mv02w安mvt2mv02mgh0.01720.01103.5 j0.105 jqre电0.105 j0.06 j(3)当金属棒匀速下落时，gf安所以mgbil解得：bl0.1，电量qit0.2 c.11如图(a)所示，水平放置的两平行金属导轨，间距l0.3 m，导轨左端连接r0.6 的电阻区域abcd内存在垂直于导轨平面b0.6 t的匀强磁场，磁场区域宽d0.2 m，细金属棒a1和a2用长为2d0.4 m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直每根金属棒在导轨间的电阻均为r0.3 ，导轨电阻不计使金属棒以恒定速度v1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场计算从金属棒a1进入磁场(t0)到a2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻r的电流，并在图(b)中画出答案：00.2 s和0.4 s0.6 s时间内电流为0.12 a，0.2 s0.4 s时间内电流为0.解析：00.2 s时间内a1产生的感应电动势eblv0.60.31.0 v0.18 v电阻r与a2并联阻值r并0.2 所以电阻r两端电压ue0.18 v0.072 v通过电阻r的电流i1 a0.12 a02 s0.4 s时间内e20，i2004 s0.6 s时间内，同理得i30.12 a电流与时间的关系图象如图所示12如图所示，两个端面半径同为r的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2r时铜棒中电动势大小为e1，下落距离为0.8r时电动势大小为e2.忽略涡流损耗和边缘效应关于e1、e2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是()ae1e2，a端为正 be1e2，b端为正ce1e2，a端为正 de1e2，b端为正答案：d解析：根据eblv，e1b2r，e2b2r，可见e1e2.又根据右手定则，判定电流方向从a到b，在电流内部时电流从电源负极流向正极，所以d正确13如图所示，质量m10.1 kg，电阻r10.3 ，长度l0.4 m的导体棒ab横放在u型金属框架上框架质量m20.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数0.2.相距0.4 m的mm、nn相互平行，电阻不计且足够长电阻r20.1 的mn垂直于mm.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b0.5 t垂直于ab施加f2 n的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与mm、nn保持良好接触当ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，mn上产生的热量q0.1 j，求该过程ab位移x的