人教版高中物理必修部分第9讲A.doc

高效作业知能提升一、选择题1如图9321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()图9321A2mgLB2mgLmgHC2mgLmgH D2mgLmgH解析：设刚进入磁场时的速度为v1，刚穿出磁场时的速度v2线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L.由题意得mvmgHmvmg2LmvQ由得Q2mgLmgH.C选项正确答案：C2一个长方形的金属线框放在有界的匀强磁场中，磁场方向与线框所在平面垂直，如图9322所示，线框在水平恒力F作用下由静止开始向左运动，一直到被拉出磁场在此过程中，若线框的速度逐渐增大，线框中的感应电流的大小随时间变化的图像可能是图9323中的()图9322A B C D.图9323解析：线框出磁场前，感应电流为零，拉出磁场的过程中，因线框的速度逐渐增大，线框中的感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，则安培力逐渐增大，合力逐渐减小，速度增加越来越慢，感应电动势增加得越来越慢，电流的增加越来越慢，所以只有A图正确答案：A3(2010高考四川卷)如图9324所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能()图9324A变为0B先减小后不变C等于F D先增大再减小解析：本题考查电磁感应、安培力与物体的平衡，意在考查考生对平衡条件的理解，并能综合磁场知识解答磁场中导体棒的平衡问题对b，由平衡条件可得，未施加恒力F时，有mgsinFfb.当施加恒力F后，因b所受的安培力向上，故有F安Ffbmgsin.对a，在恒力F的作用下，先加速最后匀速运动，故b所受的安培力先增大，然后不变，b所受的摩擦力先减小后不变，B正确；若F安mgsin，则Ffb0，A正确；若FfbF，则对导体棒a、b系统所受的合外力将沿斜面向下，与题意中两棒的运动状态不符，C错误答案：AB4(2011山东卷)如图9325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相对释放点的位移图9326中正确的是()图9325、 A B C D.图9326解析：本题考查牛顿第二定律和动能定理在电磁感应现象中的图像应用，意在考查考生对牛顿第二定律和动能定理的熟练程度及应用图像法处理电磁感应问题的能力c棒在未进入磁场前做自由落体运动，加速度为重力加速度；进入磁场后，d棒开始做自由落体运动，在d棒进入磁场前的这段时间内，c棒运动了2h，此过程c棒做匀速运动，加速度为零；d棒进入磁场后，c、d棒均以相同速度切割磁感线，回路中没有感应电流，它们均只受重力直至c棒出磁场；而且c棒出磁场后不再受安培力，也只受重力故B正确，A错d棒自开始下落到2h的过程中，只受重力，机械能守恒，动能与位移的关系是线性的；在c棒出磁场后，d棒切割磁感线且受到比重力大的安培力，完成在磁场余下的2h的位移，动能减小，安培力也减小，合力也减小，在Ekdxd图像中Ekd的变化趋势越来越慢；在d棒出磁场后，只受重力，机械能守恒，Ekdxd图像中的关系又是线性的，且斜率与最初相同，均等于重力故D正确，C错答案：BD5(2010高考浙江卷)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9327(a)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9327(b)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()图9327A第2 s内上极板为正极B第3 s内上极板为负极C第2 s末微粒回到了原来位置D第2 s末两极板之间的电场强度大小为0.2r2/d解析：本题考查电磁感应定律和楞次定律，考查带电粒子在电场中的运动情况根据楞次定律，结合图像可以判断：在01s内，下极板为正极，上极板为负极；第2 s内上极板为正极，下极板为负极；第3 s内上极板为正极，下极板为负极；第4 s内上极板为负极，下极板为正极，故A选项正确，B选项错误由于磁感应强度均匀变化，故产生的感应电动势大小是恒定的，感应电动势大小ES0.1r2，第2 s末两极板间的电场强度为，D选项错误在第1 s内电荷从静止沿向上或向下的方向开始做匀加速运动，第2 s内电场反向，电荷沿该方向做匀减速运动，第2 s末速度为0，第3 s内电荷做反向匀加速运动，第4 s内电荷沿反向做匀减速运动，第4 s末回到原来位置，故C选项错误答案：A6如图9328所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中，有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值为R，其余电阻不计，则()图9328A该过程中导体棒做匀减速运动B该过程中接触电阻产生的热量为mvC开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为D当导体棒的速度为v0时，回路中感应电流大小为初始时的一半解析：产生的感应电动势为EBlv，电流为IBlv/R，安培力为FBIlB2l2v/R，l、v都在减小，根据牛顿第二定律知，加速度也在减小，故A错；该过程中，动能全部转化为接触电阻产生的热能为mv，B错；该过程中，通过的总电荷量为QBS/R，整理后得，开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的S，C对；由产生的感应电动势EBlv和电流IBlv/R，可知D错答案：C7光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图9329所示，抛物线的方程是yx2，其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(虚线表示)，一个小金属块从抛物线上yb(ba)处以初速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是()图9329Amgb B.mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv2解析：小金属块每次沿抛物线曲面滑入、滑出磁场过程中，由于磁场效应，机械能通过磁场力做功转化为焦耳热，则小金属块滑离磁场的高度越来越小所以，小金属块的运动最终收敛为恰好不能离开磁场，即以上边界直线所在处为最高点的往复运动根据能量守恒，可得：Qmg(ba)mv2，故正确选项为D.答案：D8图9330中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆有均匀磁场垂直于导轨平面若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB()图9330A匀速滑动时，I10，I20 B匀速滑动时，I10，I20C加速滑动时，I10，I20 D加速滑动时，I10，I20解析：当导体横杆匀速滑动时，AB杆因切割磁感线而产生感应电动势，EG两端存在电势差，故I10，由v是恒定的，感应电动势E恒定，电容器两端的电压恒定，电容器不再充电，因此I20，故A、B错误当AB杆加速滑动时，v随时间增大，杆中的感应电动势也随时间增大，电阻R两端和电容器两端的电压增大，对电容器充电，故I20，电阻R中的电流随时间增大，即I10，故C错误，D正确答案：D9如图9331所示，光滑的“”型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()图9331A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区域后仍保持匀速下滑C若B2B1，金属棒进入B2区域后可能先加速后匀速下滑D若B2B1，金属棒进入B2区域后可能先减速后匀速下滑解析：若B2B1，金属棒进入B2区域后受安培力大小方向不变，仍将保持匀速下滑；若B2B1，金属棒进入B2区域后安培力小于重力，棒可能先加速后匀速下滑；若B2B1，金属棒进入B2区域后安培力大于重力，棒可能先减速后匀速下滑答案：BCD10(2011江苏卷)如图9332所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计匀强磁场与导轨平面垂直阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好t0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度图9333中正确的是()图9332 A B C D.图9333解析：本题综合考查右手定则、安培力、电容器以及图像问题，意在考查学生的分析综合能力当开关S由1掷到2时，电容器开始放电，此时电流最大，棒受到的安培力最大，加速度最大，此后棒开始运动，产生感应电动势，棒相当于电源，利用右手定则可判断棒上端为正极，下端为负极，与电容器的极性相同，当棒运动一段时间后，电路中的电流逐渐减小，当电容器极板电压与棒两端电动势相等时，电容器不再放电，电路电流等于零，棒做匀速运动，加速度减为零，所以C错误，B错误，D正确；因电容器两极板间有电压，qCU不等于零，所以A错误答案：D二、非选择题11(2010高考江苏卷)如图9334所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：图9334(1)磁感应强度的大小B；(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；(3)流经电流表电流的最大值Im.解析：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动BILmg解得B.(2)感应电动势EBLv感应电流I由式解得v.(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm机械能守恒mvmgh感应电动势的最大值EmBLvm感应电流的最大值Im解得Im.答案：(1)(2)(3)12(2010高考天津卷)如图9335所示，质量m10.1kg、电阻R10.3、长度l0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上，框架质量m20.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数0.2，相距0.4m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B0.5T.垂直于ab施加F2N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10m/s2.图9335(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Q0.1J.求该过程ab位移x的大小解析：(1)ab对框架的压力F1m1g框架受水平面的支持力FNm2gF1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到的最大静摩擦力F2FNab中的感应电动势EBlvMN中电流IMN受到的安培力F安IlB框架开始运动时F安F2由上述各式代入数据解得v6 m/s.(2)闭合回路中产生的总热量Q总Q由能量守恒定律，得Fxm1v2Q总代入数据解得x1.1m.答案：(1)6m/s(2)1.1m13(2011浙江六校联考)导体棒的电阻R2 ，质量m0.1 kg，长L0.5 m，导体棒MN架在光滑的金属框架上，金属框架与水平面的夹角为30，如图9336所示，它们处于磁感应强度B1 T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直.1 s后导体棒沿斜面向上滑行的距离是3 m时，MN