2018高考物理复习专题训练十一第11单元交变电流传感器.docx

专题训练（十一）第11单元 交变电流 传感器 基础巩固1如图Z111所示，用横截面积之比为41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被拉到磁场外，若外力对线框做的功分别为Wa、Wb，则WaWb为()图Z111A14 B12 C11 D不能确定2(多选)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻质量为m、电阻为r的金属棒在磁场上边界上方某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图Z112所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g，则()图Z112A金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为abB金属棒在磁场中运动的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为C金属棒的最大速度为D金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为R3一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图Z113所示，则()图Z113A若线圈进入磁场的过程是加速运动，则离开磁场的过程是减速运动B若线圈进入磁场的过程是加速运动，则离开磁场的过程也是加速运动C若线圈进入磁场的过程是减速运动，则离开磁场的过程也是减速运动D若线圈进入磁场的过程是减速运动，则离开磁场的过程是加速运动42016北京东城期末 如图Z114所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在倾角37的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R3 的定值电阻，下端开口，导轨间距L1 m整个装置处于磁感应强度B2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上质量m1 kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r1 ，电路中其余电阻不计金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好不计空气阻力的影响已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数0.5，sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2.(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5 J，求流过电阻R的总电荷量q.图Z114 能力提升5(多选)2016皖南八校联考 如图Z115所示，两根电阻不计的平行光滑金属导轨在同一水平面内放置，左端与定值电阻R相连，导轨间在坐标轴x0一侧存在着沿x方向均匀增大的磁场，磁感应强度与x的关系是B0.50.5x(T)，在外力F作用下一阻值为r的金属棒从A1运动到A3，此过程中电路中的电功率保持不变A1的横坐标x11 m，A2的横坐标x22 m，A3的横坐标x33 m，下列说法正确的是()图Z115A回路中的电流沿顺时针方向B在A1与A3处的速度比为21CA1到A2与A2到A3的过程中通过金属棒横截面的电荷量之比为34DA1到A2与A2到A3的过程中产生的焦耳热之比为576(多选)2016贵州黔南州三校联考 如图Z116所示，竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R，C1和C2是半径都为a的两圆形磁场区域，两区域内的磁场方向均垂直于导轨平面向外，区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1bkt(k0)变化，C2中磁场的磁感应强度恒为B2，一质量为m、电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过区域C2的圆心垂直地跨放在两导轨上，且与导轨接触良好，并恰能保持静止则()图Z116A通过金属杆的电流大小为B通过金属杆的电流方向为从B到AC定值电阻的阻值为RrD整个电路中产生的热功率P72016上海松江期末 如图Z117所示，两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L，电阻均为R，质量分别为3m和m，用两根等长、质量和电阻均不计、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，悬跨在绝缘、水平、光滑的圆棒两侧，AB和CD处于水平在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向与回路平面垂直，此时CD处于磁场中现从静止开始释放金属杆AB，经过一段时间(AB、CD始终水平)，在AB即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时金属杆CD还处于磁场中，在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q.重力加速度为g.(1)求金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1；(2)求在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电荷量q；(3)设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2，通过计算说明v2大小的可能范围图Z117 挑战自我8如图Z118所示，宽度为L的平行光滑的金属轨道，左端为半径为r1的四分之一圆弧轨道，右端为半径为r2的半圆轨道，中部为与它们相切的水平轨道水平轨道所在的区域有磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场一根质量为m的金属杆a置于水平轨道上，另一根质量为M的金属杆b由静止开始自左端轨道最高点滑下，当b滑入水平轨道某位置时，a就滑上了右端半圆轨道最高点(b始终运动且a、b未相撞)，并且a在最高点对轨道的压力大小为mg，此过程中通过a的电荷量为q，a、b杆的电阻分别为R1、R2，其余部分电阻不计在b由静止释放到a运动到右端半圆轨道最高点过程中：(1)在水平轨道上运动时b的最大加速度是多大？(2)系统产生的焦耳热是多少？(3)a刚到达右端半圆轨道最低点时b的速度是多大？图Z118专题训练(十一)1C解析 根据能量守恒定律，外力做的功等于电路中产生的电能，设铜丝切割磁感线的有效长度为l，则外力对线框做的功W，R，联立得W，分别代入数据得选项C正确2BD解析 金属棒在磁场中向下运动时，由楞次定律可知，流过电阻R的电流方向为ba，选项A错误；金属棒在磁场中运动的速度为v时，金属棒中感应电动势EBLv，感应电流I，所受的安培力大小为FBIL，选项B正确；当安培力Fmg时，金属棒下落速度最大，金属棒的最大速度v，选项C错误；金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率PI2RR，选项D正确3C解析 从线圈全部进入磁场至线圈开始离开磁场，线圈做加速度为g的匀加速运动，离开磁场的过程与进入磁场的过程相比，受到的重力不变，安培力变大若线圈进入磁场的过程中，重力大于安培力，做加速运动，线圈离开磁场的过程中受的安培力可能大于或等于重力，做减速或匀速运动，故A、B错误；若线圈进入磁场的过程中，安培力大于重力，做减速运动，离开磁场的过程中将继续做减速运动，故C正确，D错误4(1)2 m/s(2)3 W(3)1.0 C解析 (1)金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度vm.由牛顿第二定律有mgsin mgcos F安0其中F安BILIEBLvm解得vm2.0 m/s. (2)金属棒以最大速度vm匀速运动时，电阻R上的电功率最大，此时PRI2R解得：PR3 W.(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为x.由能量守恒定律有mgxsin mgxcos QRQrmv根据焦耳定律有解得x2.0 m根据qItIEBLx解得q1.0 C.5BD解析 由右手定则可知此过程中回路中的电流沿逆时针方向，故选项A错误；A1的磁感应强度B11 T，A2处B22 T，又因功率不变，故电流不变，又因为EBLv，I，可以得到，故选项B正确；由Bx图像可以得到，两个过程中的面积之比就是电荷量之比，故，选项C错误；由Fx图像可以得到，两个过程中的面积之比，就是焦耳热之比，故，选项D正确6BCD解析 根据题述金属杆恰能保持静止，由平衡条件可得mgB2I2a，通过金属杆的电流大小为I，选项A错误由楞次定律可知，通过金属杆的电流方向为从B到A，选项B正确根据区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1bkt(k0)变化，可知k，C1中磁场变化产生的感应电动势Ea2ka2，由闭合电路欧姆定律，有EI(rR)，联立解得定值电阻的阻值为Rr，选项C正确整个电路中产生的热功率PEIka2，选项D正确7(1)(2) (3)v2解析 (1)AB杆即将进入磁场边界时，加速度为零，系统处于平衡状态对AB杆：3mg2T1对CD杆：2TT1mgBI1L又ET1BLv1I1FT1BI1L解得v1(2)以AB、CD棒组成的系统为研究对象，在此过程中，根据能量守恒定律有(3mm)gh2Q4mvhqIt(3)AB杆与CD杆都在磁场中运动，直到都达到匀速，此时系统处于平衡状态，设达到匀速时的速度为v对AB杆：3mg2TBIL对CD杆：2TmgBIL又FBIL解得v所以v28(1)(2)BLq3mgr2(3)解析 (1)由机械能守恒定律，有MvMgr1解得vb1b刚滑到水平轨道时加速度最大，EBLvb1，I由