沪科版2014《高考导航》专题突破电子题库9-3.doc

一、选择题(本题共10个小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出设在整个过程中，棒的取向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A越来越大B越来越小C保持不变 D无法判断解析：金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向的速度不变，由EBLv可知，感应电动势也不变C项正确答案：C2(2013深圳检测)如图所示，水平光滑的金属框架上左端连接一个电阻R，有一金属杆在外力F的作用下沿框架向右由静止开始做匀加速直线运动，匀强磁场方向竖直向下，轨道与金属杆的电阻不计并接触良好，则能反映外力F随时间t变化规律的图像是()解析：由F安BIL，I，FF安ma，vat四式联立，得Ftma，故选项B正确答案：B3如图所示，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()A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：棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力根据功能原理可知力F与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量，A正确答案：A4用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是()AUaUbUcUd BUaUbUdUcCUaUbUcUd DUbUaUdUc解析：每个导体线框进入磁场后都是MN切割磁感线，所以每个导体线框的MN边都相当于电源，其余部分相当于电源的外电路，导体线框a、b产生的感应电动势是c、d电动势的一半，而不同的线框的电阻不同设a线框电阻为4r，b、c、d线框的总电阻分别为6r、8r、6r，则由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得：UaBLv，UbBLv，UcB2Lv，UdB2Lv，所以选项B正确答案：B5光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是yx2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是()Amgb B.mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv2解析：金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好飞不出磁场后就往复运动永不停止，由能量守恒可得QEmv2mg(ba)答案：D6如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm，下列说法错误的是()A如果B增大，vm将变大B如果变大，vm将变大C如果R变大，vm将变大D如果m变大，vm将变大解析：金属杆从轨道上由静止滑下，经足够长时间后，速度达最大值vm，此后金属杆做匀速运动，杆受重力、轨道的支持力和安培力作用，受力如图所示安培力FLB，对金属杆列平衡方程mgsin ，则vm，由此式可知，B增大，vm减小；增大，vm增大；R变大，vm变大；m变大，vm变大因此B、C、D选项正确，A错误，选A.答案：A7如图所示，图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l.t0时刻，bc边与磁场区域边界重合(如图)现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域取沿abcda的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是图中的()解析：当线圈进入磁场的过程中，由楞次定律可判断感应电流的方向为adcba，与规定的电流正方向相反，所以电流值为负值，当线圈出磁场的过程中，由楞次定律可判断感应电流的方向为abcda，与规定的电流方向相同，所以电流值为正值，又两种情况下有效切割磁感线的长度均不断增加，则感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，所以B选项正确答案：B8如右图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强磁场过程中发出的焦耳热为()A2mgL B2mgLmgHC2mgLmgH D2mgLmgH解析：设线框刚进入磁场时速度为v1，刚穿出磁场时的速度为v2线框自开始进入到磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L由题意mvmgHmvmg2LmvQ由得Q2mgLmgH.答案：C9(2013西城模拟)一个足够长的竖直放置的磁铁结构如图所示在图甲中磁铁的两个磁极分别为同心的圆形和圆环形在两极之间的缝隙中，存在辐射状的磁场，磁场方向水平向外，某点的磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比用横截面积一定的细金属丝制成的圆形单匝线圈，从某高度被无初速释放，在磁极缝隙间下落的过程中，线圈平面始终水平且保持与磁极共轴线圈被释放后()A线圈中没有感应电流，线圈做自由落体运动B在图甲俯视图中，线圈中感应电流沿逆时针方向C线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越小D线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越大解析：由于线圈上每一小段切割磁感线产生的感应电动势使电流运动的方向都是顺时针方向，故线圈中有顺时针方向的电流，则线圈受竖直向上的安培力作用，故线圈不可能做自由落体运动，A、B皆错误线圈中产生的感应电动势EBlv2Brv，线圈的阻值R、线圈的质量m2rS0，B，I，当线圈速度达到最大时有mgBIl，联立可得vr2，可见C错误、D正确答案：D10如图所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框，线框边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时，若磁场的宽度为b(b3a)，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图像如图(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项正确答案：D二、非选择题(本题共2小题，共30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)11(15分)如图所示，两平行长直金属导轨置于竖直平面内，间距为L，导轨上端有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨放在导轨上，并搁在支架上，导轨和导体棒电阻不计，接触良好，且无摩擦在导轨平面内有一矩形区域的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B.开始时导体棒静止，当磁场以速度v匀速向上运动时，导体棒也随之开始运动，并很快达到恒定的速度，此时导体棒仍处在磁场区域内，试求：(1)导体棒的恒定速度；(2)导体棒以恒定速度运动时，电路中消耗的电功率解析：(1)设棒速为v，有EBL(vv)F安BIL棒受力平衡有：mgF安联立得：vv方向向上(2)P联立得：P.答案：(1)v向上(2)12(15分)(2013银川模拟)在小车上竖直固定着一个高h0.05 m、总电阻R10 、n100匝的闭合矩形线圈，且小车与线圈的水平长度l相同现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动，速度为v11.0 m/s，随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度B1.0 T的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图甲所示已知小车运动(包括线圈)的速度v随车的位移s变化的vs图像如图乙所示求：(1)小车的水平长度l和磁场的宽度d；(2)小车的位移s10 cm时线圈中的电流大小I；(3)小车的位移s35 cm时线圈所受的安培力大小及方向如何？解析：(1)由题图乙可知，从s5 cm开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，受安培力作用，小车做减速运动，速度v随位移s减小，当s15 cm时，线圈完全进入磁场，线圈中无感应电流，小车做匀速运动因此小车的水平长度l10 cm.当s30 cm