【优化探究】2013年高三物理一轮复习课时作业 第九章第三单元 沪科版

1 高三物理一轮复习课时作业高三物理一轮复习课时作业 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 7 分 共 70 分 每小题至少有一个选项正确 把 正确选项前的字母填在题后的括号内 1 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 当磁场以 10 T s 的变化率增强时 线框中a b两点间的电势差是 A Uab 0 1 V B Uab 0 1 V C Uab 0 2 V D Uab 0 2 V 解析 题图中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势 从而在线框中有感应电 流 把左半部分线框看成电源 其电动势为E 内电阻为 画出等效电路如图所示 r 2 则a b两点间的电势差即为电源的路端电压 设l是边长 且依题意知 10 T s B t 由E 得 t E 10 V 0 2 V BS t B t l2 2 0 22 2 所以U IR R V 0 1 V E r 2 r 2 0 2 r r 2 由于a点电势低于b点电势 故Uab 0 1 V 即 B 选项正确 答案 B 2 如图所示 一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域 从BC边进入磁 场区开始计时 到A点离开磁场区为止的过程中 线框内感应电流的情况 以逆时针方向为 电流的正方向 是下图中的 解析 BC边刚进入磁场时 产生的感应电动势最大 由右手定则可判定电流方向为逆 2 时针方向 是正值 随线框进入磁场 有效长度l逐渐减小 由E Blv得电动势均匀减小 即电流均匀减小 当线框刚出磁场时 切割磁感线的有效长度l最大 故电流最大 且为 顺时针方向 是负值 此后电流均匀减小 故只有 A 图象符合要求 答案 A 3 如图所示 固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d 其右端接有 阻值为R的电阻 整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中 一质量为 m 质量分布均匀 的导体杆ab垂直于导轨放置 且与两导轨保持良好接触 杆与导轨之间 的动摩擦因数为 现杆在水平向左 垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距 离L时 速度恰好达到最大 运动过程中杆始终与导轨保持垂直 设杆接入电路的电阻为 r 导轨电阻不计 重力加速度大小为g 则此过程 A 杆的速度最大值为 F mg R B2d2 B 流过电阻R的电荷量为 BdL R r C 恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D 恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量 解析 当杆达到最大速度vm时 F mg 0 得 B2d2vm R r vm A 错 由公式q B 对 在棒从开始到达 F mg R r B2d2 R r B S R r BdL R r 到最大速度的过程中由动能定理有 WF Wf W安 Ek 其中Wf mgL W安 Q 恒 力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和 C 错 恒 力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和 D 对 答案 BD 4 如图所示 两个相邻的有界匀强磁场区 方向相反 且垂直纸面 磁感应强度的大 小均为B 以磁场区左边界为y轴建立坐标系 磁场区在y轴方向足够长 在x轴方向宽 度均为a 矩形导线框ABCD的CD边与y轴重合 AD边边长为a 线框从图示位置水平向右 匀速穿过两磁场区域 且线框平面始终保持与磁场垂直 以逆时针方向为电流的正方向 线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是图中的 解析 在线框CD边进入磁场的过程中 线框中磁通量增大 感应电流的磁场方向与原 磁场方向相反 由右手螺旋定则可判断感应电流为逆时针方向 为正 在线框CD边过两磁 场交界线后 线框中磁通量的变化率是前阶段的两倍 而磁通量先增大后减小 感应电流 方向为顺时针方向 为负 故 C 正确 3 答案 C 5 如图所示 垂直纸面的正方形匀强磁场区域内 有一位于磁场区域中心且电阻均匀 的正方形导体框abcd 现将导体框分别朝两个方向以v 3v速度匀速拉出磁场 则导体框 从两个方向移出磁场的两过程中 A 导体框中产生的感应电流方向相同 B 导体框中产生的焦耳热相同 C 导体框ad边两端电势差相同 D 通过导体框截面的电荷量相同 解析 本题考查电磁感应 由右手定则可得两种情况导体框中产生的感应电流方向相 同 A 项正确 热量Q I2Rt 2R 导体框产生的焦耳热与运动速度 BLv R L v B2L2L v R 有关 B 项错误 电荷量Q It 电荷量与速度无关 电荷量相同 D BLv R L v BLL R 项正确 以速度v拉出时 Uad BLv 以速度 3v拉出时 Uad BL 3v BLv C 项错 1 4 3 4 9 4 误 答案 AD 6 如图所示 两根水平放置的相互平行的金属导轨ab cd 表面光滑 处在竖直向上 的匀强磁场中 金属棒PQ垂直于导轨放在上面 以速度v向右匀速运动 欲使棒PQ停下 来 下面的措施可行的是 导轨足够长 棒PQ有电阻 A 在PQ右侧垂直于导轨再放上一根同样的金属棒 B 在PQ右侧垂直于导轨再放上一根质量和电阻均比棒PQ大的金属棒 C 将导轨的a c两端用导线连接起来 D 将导轨的a c两端和b d两端分别用导线连接起来 解析 在PQ棒右侧放金属棒时 回路中会有感应电流 使金属棒加速 PQ棒减速 当获得共同速度时 回路中感应电流为零 两棒都将匀速运动 A B 项错误 当一端或两 端用导线连接时 PQ的动能将转化为内能而最终静止 C D 两选项正确 答案 CD 7 处于竖直向上的匀强磁场中的两根电阻不计的平行金属导轨 下端连一电阻R 导 轨与水平面之间的夹角为 一电阻可忽略的金属棒ab 开始固定在两导轨上某位置 棒 与导轨垂直 如图所示 现释放金属棒让其由静止开始沿轨道平面下滑 对导轨光滑和粗 糙两种情况进行比较 当两次下滑的位移相同时 则有 A 重力势能的减小量相同 B 机械能的变化量相同 C 磁通量的变化量相同 4 D 磁通量的变化率相同 解析 显然重力势能的减小量相同 A 对 磁通量的变化量相同 C 对 光滑时速度大 磁通量的变化率大 D 错 光滑时速度大 动能大 而重力势能相同 故机械能比粗糙时 大 即机械能的变化量小 C 对 答案 AC 8 如图所示 平行导轨与水平地面成 角 沿水平方向横放在平行导轨上的金属棒 ab处于静止状态 现加一个竖直向下的匀强磁场 且使磁场的磁感应强度逐渐增大 直到 ab开始运动 在运动之前金属棒ab受到的静摩擦力可能是 A 逐渐减小 方向不变 B 逐渐增大 方向不变 C 先减小后增大 方向发生变化 D 先增大后减小 方向发生变化 解析 没有加磁场前金属棒ab受力如下图甲 f mgsin 当加磁场后由楞次定律 可以判断回路感应电流的方向为逆时针 磁场会立即对电流施加力的作用 金属棒ab的受 力如图乙 f mgsin F安cos 很显然金属棒ab后来受到的静摩擦力大于开始时 的静摩擦力 故 B 项正确 答案 B 9 如图所示 在垂直纸面向里 磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制 成的单匝直角三角形线框 现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动 运 动中线框的AB边始终与磁场右边界平行 已知AB BC l 线框导线的总电阻为R 则线框 离开磁场的过程中 A 线框中的电动势随时间均匀增大 B 通过线框截面的电荷量为 Bl2 2R C 线框所受外力的最大值为 2B2l2v R D 线框中的热功率与时间成正比 解析 三角形线框向外匀速运动的过程中 由于有效切割磁感线的长度L vt 所以 线框中感应电动势的大小E BLv Bv2t 故选项 A 正确 线框离开磁场的运动过程中 通 过线圈的电荷量Q It t 选项 B 正确 当线框恰好刚要完全离开磁场时 tR Bl2 2R 线框有效切割磁感线的长度最大 则F BIl 选项 C 错误 线框的热功率为 B2l2v R 5 P Fv BIvt v 选项 D 错误 B2v4t2 R 答案 AB 10 如图甲所示 固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁 场中 金属杆ab与金属框架接触良好 在两根导轨的端点d e之间连接一电阻R 其他 部分电阻忽略不计 现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上 使金属杆由静止开始向 右在框架上滑动 运动中杆ab始终垂直于框架 图乙为一段时间内金属杆中的电流I随时 间t的变化关系图象 则下列选项中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是 解析 金属杆由静止开始向右在框架上滑动 金属杆切割磁感线产生感应电动势 E BLv 在回路内产生感应电流I E R BLv R 由题图乙金属杆中的电流I随时间t均匀 增大可知金属杆做初速度为零的匀加速运动 I BLat R 由安培力公式可知金属杆所受安 培力F安 BIL 根据牛顿第二定律F F安 ma可得外力F ma F安 ma BIL ma B2L2at R 所以正确选项是 B 答案 B 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 2012 年南充模拟 如图所示 足够长的两光滑平行导电轨道MN PQ水平 放置在匀强磁场中 间距为L 磁感应强度为B的磁场与导电轨道所在水平面垂直 质量 为m的金属棒ab垂直于导电轨道且可沿导电轨道自由移动 导电轨道左端M P间接一定 值电阻 阻值为R 金属棒ab和导电轨道的电阻均不计 现将金属棒ab沿导电轨道由静 止向右拉使之水平运动 并与导电轨道接触良好 保持拉力F的功率恒定 金属棒ab最终 以速度 3v做匀速直线运动 求 1 金属棒做匀速直线运动时 拉力F的大小 2 拉力F的功率 解析 1 ab以速度 3v做匀速直线运动时 有 F F安 F安 BIL I E R E 3BLv 由上面四式得 金属棒做匀速直线运动时 拉力的大小为 F 3B2L2v R 2 拉力的功率P 3Fv 解得 P 9B2L2v2 R 答案 1 2 3B2L2v R 9B2L2v2 R 6 12 15 分 2012 年镇江模拟 如图所示 一根电阻为R 12 的电阻丝做成一个半径 为r 1 m 的圆形导线框 竖直放置在水平匀强磁场中 线框平面与