高考物理助考练习27.doc

2014高考物理助考练习27 1著名物理学家费曼曾设计过一个实验，如图所示在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是()a圆盘将逆时针转动 b圆盘将顺时针转动c圆盘不会转动 d无法确定圆盘是否会动答案：a解析：瞬间增强的磁场会在周围产生一个顺时针的电场，负电荷受到逆时针方向的电场力，带动圆盘逆时针转动2直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成一个闭合回路长直导线cd和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，发现ab向左滑动关于cd中的电流下列说法正确的是()a电流肯定在增大，不论电流是什么方向b电流肯定在减小，不论电流是什么方向c电流大小恒定，方向由c到dd电流大小恒定，方向由d到c答案：b解析：ab向左滑动，说明通过回路的磁通量在减小，通过回路的磁感应强度在减弱，通过cd的电流在减小，与电流方向无关3如图所示，一根长导线弯曲成如图所示形状，通以直流电i，正中间用绝缘线悬挂一金属环c，环与导线处于同一竖直平面内在电流i增大的过程中，下列叙述正确的是()a金属环中无感应电流产生b金属环中有顺时针方向的感应电流c悬挂金属环c的竖直线中的张力不变d金属环c仍能保持静止状态答案：d解析：导线中的电流在金属环c内产生的合磁通量向里，故电流i增大的过程中，金属环c中的磁通量向里增大，由安培定则及楞次定律知金属环中有逆时针方向的感应电流，故a、b选项错；由对称性及左手定则知金属环受到了竖直向下的安培力的作用且随着电流i增大而增大，金属环c仍能保持静止状态，故c项错，d项正确4如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是()a摩擦力大小不变，方向向右b摩擦力变大，方向向右c摩擦力变大，方向向左d摩擦力变小，方向向左答案：b解析：本题考查电磁感应定律和平衡条件由法拉第电磁感应定律，ab中产生的电流的大小恒定，方向由b到a，由左手定则，ab受到的安培力方向向左下方，fbil，由于b均匀变大，f变大，f的水平分量fx变大，静摩擦力fffx变大，方向向右，b正确，本题难度中等5如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是()a若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动b若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动c从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈d从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈答案：ac解析：若线圈闭合进入磁场时，由于产生电磁感应现象，根据楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动，故a对；若线圈不闭合，进入磁场后，不会产生感应电流，故线圈相对传送带不发生滑动，b错；从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈，c对6如图所示，磁感应强度为b的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形abcd中，在这个正方形的同一平面内，有一电阻为r、边长为l的正方形导体线圈abcd，以速度v匀速通过磁场从bc边进入磁场开始计时，试回答下列问题：(1)穿过线圈的磁通量随时间t如何变化，并作出磁通量随时间变化的图象(2)线圈中有无感应电流，若有，请判断出感应电流的方向答案：(1)如解析图所示(2)线框在第一段时间内的感应电流方向为逆时针；第三阶段的感应电流方向为顺时针；在第二时间段里无感应电流解析：由于本题中线圈的速度不变，可根据题意把整个过程从时间上分成三段即0l/v(bc边进磁场到ad边进磁场)、l/v2l/v(整个线圈都在磁场中)、2l/v3l/v(bc边出磁场到ad边出磁场)三个时间段，根据磁通量的公式bs可知，线圈的磁通量在第一段时间内从零均匀增大到最大值，然后在第二段时间内磁通量保持最大值不变，在第三时间段内均匀减小直到零(如图所示)由法拉第电磁感应定律可以知道只有通过闭合回路的磁通量发生变化才有感应电动势和感应电流，所以在第一时间段和第三时间段才有感应电动势和感应电流，且由楞次定律可知，第一段时间内的感应电流方向为逆时针；第三阶段的感应电流方向为顺时针；在第二时间段里无感应电流7绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示线圈上端与电源正极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起若保持开关闭合，则()a铝环不断升高b铝环停留在某一高度c铝环跳起到某一高度后将回落d如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变答案：cd解析：开关闭合瞬间，铝环中的磁通量增加，产生的感应电流受到安培力作用使铝环运动，运动的效果阻碍磁通量的变化，所以铝环向上跳起，开关闭合后，线圈周围的磁场恒定，则铝环将回落，所以a、b两项错误，c项正确；当电源的正负极对调后现象同上，d项正确8如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻r和r，导体棒pq与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()a流过r的电流为由d到c，流过r的电流为由b到ab流过r的电流为由c到d，流过r的电流为由b到ac流过r的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bd流过r的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b答案：b解析：由楞次定律可知，当磁场开始增强时，线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加，而线圈平面与磁场间的夹角越小时，通过的磁通量越小，所以线圈平面将向使减小的方向转动9如图甲所示，长直导线与闭合线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示在0时间内，长直导线中电流向上，则线框中感应电流的方向与所受安培力情况是()a0t时间内线框中感应电流方向为顺时针方向b0t时间内线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向c0t时间内线框受安培力的合力向左d0时间内线框受安培力的合力向右，t时间内线框受安培力的合力向左答案：a解析：0时间内，电流i在减小，闭合线框内的磁通量必然在减小，由楞次定律可以判断线框中感应电流方向为顺时针方向，而且0时间内线框受安培力的合力应向左；同理，可以判断在t时间内，电流i在反向增大，闭合线框内的磁通量必然在增大，由楞次定律可以判断线框中感应电流方向也为顺时针方向，故a项对b项错；而且t时间内线框受安培力的合力应向右，c、d错误10某研究性学习小组在探究电磁感应现象和楞次定律时，设计并进行了如下实验：如图，矩形金属线圈放置在水平薄玻璃板上，有两块相同的蹄形磁铁，相对固定，四个磁极之间的距离相等当两块磁铁匀速向右通过线圈位置时，线圈静止不动，那么线圈所受摩擦力的方向是()a先向左，后向右b先向左，后向右，再向左c一直向右d一直向左答案：d解析：根据楞次定律的推广意义，线圈中产生的感应电流的磁场会阻碍原来磁通量变化，线圈相对磁铁“来拒去留”，即当磁铁靠近时它们互相排斥，线圈受到向右的斥力，当磁铁远离时，线圈受到向右的引力，线圈静止不动，故线圈受到玻璃板对它的静摩擦力方向始终向左11如图所示，在水平地面下埋着一条沿东西方向通有恒定电流的水平直导线现用一串有灵敏电流计的闭合圆形检测线圈检测此通电直导线的位置若不考虑地磁场的影响，检测线圈在水平面内，从距直导线很远处的北边移至距直导线很远处的南边的过程中，俯视检测线圈下列说法正确的是()a线圈中感应电流的方向先顺时针后逆时针b线圈中感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针c线圈在导线正上方时，穿过线圈的磁通量为零d线圈在导线正上方时，线圈中的电流为零答案：bc解析：由地下通电直导线的电流方向和右手螺旋定则可判断出周围的磁感线分布，左侧水平地面磁场方向向下，右侧水平地面磁场方向向上，则检测线圈从左向右运动过程中，磁通量先增大后减小为零，再增大，最后再减小；由楞次定律知，线圈中感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针，线圈在导线正上方时，穿过线圈的磁通量为零，选项b、c正确122008年9月25日，我国“神舟七号”载人飞船发射成功，在离地面大约200 km的太空运行假设载人舱中有一边长为50 cm的正方形导线框，在宇航员操作下由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度b4105 t，方向如图所示(1)该过程中磁通量的改变量是多少？(2)该过程线框中有无感应电流？设线框电阻为r0.1 ，若有电流则通过线框的电量是多少？(sin 370.6，cos 370.8)答案：(1)1.4105 wb(2)1.4104 c解析：(1)设线框在水平位置时法线n方向竖直向上，穿过线框的磁通量1bscos 536.0106 wb当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角143，穿过线框的磁通量2bscos 1438.0106 wb该过程磁通量的改变量大小121.4105 wb(2)因为该过程穿过闭合线框的磁通量发生了变化，所以一定有感应电流根据电磁感应定律得，通过的电量为qt1.4104 c.13半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示在t0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒则以下说法正确的是()a第2秒内上极板为正极b第3秒内上极板为负极c第2秒末微粒回到了原来位置d第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2r2/d答案：a解析：由bt图象知第2 s内磁感应强度b大小均匀减小，方向向内，第3 s内磁感应强度b大小均匀增大，方向向外，由楞次定律和安培定则知圆环内的电流为顺时针方向，所以下极板为负，上极板为正，a正确，b错；第1 s内b均匀增加，极板间电场方向与第2 s内、第3 s内电场方向相反，第1 s内电荷q从静止做匀加速直线运动，第2 s内做匀减速直线运动，加速度大小不变，所以第2 s末微粒不会回到原来位置，c错；第2 s内感应电动势大小u0.1 r2，电场强度e的大小e，d错14如图所示，在磁感应强度大小为b、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为r的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在o点，并可绕o点摆动金属线