2?1??0gR2?12)?⒀( (3)由能量守恒定律mgh?mvm?Q⑿, 解得Q?2??0RS?gh?(222k????考点参考答案
考点一 磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E、感应电流I,右手定则,楞次定律,法拉第电磁感应定律。
考点二、①电源,电动势E,内阻r,电源,外电路,方向,负极,正极。②等效电路图,连接方式,电流大小,安培力;③摩擦,安培;④运动性质;⑤提供,消耗
考点三、安培力,力,a =0,最大值
考点四、能量,安培,安培,电,电,电,电能转化为其它形式能
★三、抢分频道
◇限时基础训练(20分钟)
班级 姓名 成绩 1、(广州2008届第一次六校联考)如图1所示,两根相距为L的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计,MN为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R,整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)现对MN施力使它沿导轨方向以v(如图)做匀速运动,令
M U表示MN两端电压的大小,则( ) b a A、U=vBL/2,流过固定电阻R的感应电流由b到d v R B、U=vBL/2,流过固定电阻R的感应电流由d到b
c d C、U=vBL,流过固定电阻R的感应电流由b到d N 图1 D、U=vBL,流过固定电阻R的感应电流由d到b
1、答案:A。
2.如图2所示,位于一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨,处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在的平面,导轨的一端与一电阻相连;具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直。现用一平行于导轨的恒力F拉ab,使它由静止开始向右运动。杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。用E表示回路中的感应电动势,i表示回路中的感应a 电流,在i随时间增大的过程中,电阻消耗的功率( )
电F A.等于F的功率 B.等于安培力的功率的绝对值 阻b C.等于F与安培力合力的功率 D.小于iE
2.答案:B。解析安培力的功率就是电功率;F和安培力的合力做功增加ab的动能。
3、(北京宣武区2008届期末考)一环形线圈放在匀强磁场中,设第1s内磁感线垂直线
圈平面(即垂直于纸面)向里,如图3所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图4所示,那么第3s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是( )
A.大小恒定,沿顺时针方向与圆相切 B.大小恒定,沿着圆半径指向圆心 C.逐渐增加,沿着圆半径离开圆心 D.逐渐增加,沿逆时针方向与圆相切 3、答案:C 4.(2007江苏模拟)如图5所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3s时间拉出,外力所做的功为W1,通过导线
图2
截面的电量为q1;第二次用0.9s时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电量为q2,则( )
A.W1<W2 ,q1<q2 B.W1<W2 ,q1=q2 C.W1>W2 , q1=q2 D.W1>W2 , q1>q2 4.C [依题意第1次的速度是第2次的3倍.而电荷量取决于??]
5.如图6甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向夹60角斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态。规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0~t时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是( )
?
5、答案:D。
6.(陕西西工大附中2008年高三第四次模拟)如图7所示,当金属棒a在处于磁场中的金属轨道上运动时,金属线圈b向右摆动,则金属棒a ( ) A.向左匀速运动 B.向右减速运动 C.向左减速运动 D.向右加速运动
6、答案:BC。解析:根据楞次定律可知穿过线圈的磁通量在减少,可见金属棒a向左减速运动或向右减速运动。
7、如图12-3-20所示,有两根和水平方向成?角的光滑平行的金属轨道,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,则( )
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变小,vm将变大
7、答案:B、C。解析: 金属杆下滑过程中受力情况如图所示,根据牛顿第二定律得:
mgsin??B2L2v?ma所以金属杆由静止开始做加速度减小的加速运动,当a?0RmgRsin?B2L2v时,即mgsin??,此时达最大速度vm,可得:vm?,故由此式
RB2L2知选项B、C正确.
8、(北京西城区2008年4月抽样)如图9所示,两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°。金属杆ab垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中。当磁场方向垂直导轨平面向上时,金属杆ab刚好处于静止状态。若将磁场方向改为竖直向上,要使金属杆仍保持静止状态,可以采取的措施是( )
A.减小磁感应强度B
B.调节滑动变阻器使电流减小
C.减小导轨平面与水平面间的夹角θ
D.将电源正负极对凋使电流方向改变 8、答案:C。
9.如图9所示,通电导体棒AC静止于水平导轨上,并和导轨垂直,棒的质量为m,有效长度为L,通过的电流为I。整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向和导轨平面的夹角为?。试求:
? AC棒受到的摩擦力的大小和方向 ? 导轨受到AC棒的压力的大小 12。? f = ILBsinθ 水平向右 ? N = mg-ILBcosθ 15.如图所示,在匀强磁场中,与磁感应强度B成30°角放置一矩形线圈,线圈长l1=10cm、宽l2=8cm,共100匝,线圈电阻r=1.0Ω,与它相连的电路中,电阻R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,电容C=50μF,磁感应强度变化如图乙所示,开关S在t0=0时闭合,在t2=1.5s时又断开,求:
(1)t=1.0s时,R2中电流的大小及方向; (2)S断开后,通过R2的电量。
15.(1)E?n???B?B?nS??n?Ssin30?=0.2V; ?t?t?tE=0.02A,电流方向通过R2时向左。
R1?R1?rR2中电流大小为:I?(2)通过R2的电荷量:Q?CU?CIR2=5×10-6C。
◇基础提升训练
1.(2008学年度第一学期宝山区高三物理期末测试)如图12-1-7甲所示,光滑导体框架abcd 水平放置,质量为m的导体棒PQ平行于bc放在ab、cd上,且正好卡在垂直于轨道平面的四枚光滑小钉之间。回路总电阻为R,整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中,磁场的磁感强度B随时间t的变化情况如图乙所示(规定磁感强度方向向上为正),则在间0—t内,关于回路内的感应电流I及小钉对PQ的弹力N,下列说法中正确的是( ) B B A.I的大小是恒定的; P b a B.I的方向是变化的; t 0 C.N的大小是恒定的; t d c D.N的方向是变化的。 图12-1-7 甲 Q 乙 1、答案:AC。解析:图象的斜率没发生变化,因此I的方向和大小都不变,因此A对B错,磁感强度在均匀减小,则杆受的安培力变小,则C错;N开始向右后向左,则D错。
2、某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用.他将一条形磁铁放在转盘上,如图12-1-8甲所示,磁铁可随转盘转动,另将一磁感强度传感器固定在转盘旁边,当转盘(及磁铁)转动时,引起磁感强度测量值周期性地变化,该变化与转盘转动的周期一致.经过操作,该同学在计算机上得到了如图乙所示的图像.
该同学猜测磁感强度传感器内有一线圈,当测得磁感强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时.按照这种猜测( )
A、在t = 0.1s 时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化. B、在t = 0.15s 时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化. C、在t = 0.1s 时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值. D、在t = 0.15s 时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值.
2、答案:A C。解析:在t = 0.1s 时刻,图象的斜率方向发生了变化,因此线圈内产生的感应电流的方向发生了变化,A对;从0.1s到0.15s时间内曲线上各点的斜率方向趋向相同,线圈内产生的感应电流的方向不发生了变化.因此B错;在t = 0.1s 时刻,曲线的斜率斜率最大,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值.因此C对,在t = 0.15s 时刻,曲线的斜率最小,线圈内产生的感应电流的大小为0,所以D错。]
3.(豫南七校2008-2009学年度上期期末联考)如图12-1-9所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域,在下图中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离x的关系图象正确的是( )
3、答案:D 4.(2006上海物理)如图12-1-10所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为V时,受到安培力的大小为F。此时( )
A.电阻R1消耗的热功率为Fv/3 B.电阻 R1消耗的热功率为Fv/6
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ D.整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v
4、答案。BCD。解析:由法拉第电磁感应定律得E?BLv,回路总电流I?2安培力F?BIL,所以电阻R1的功率P1?(I)R?E,3R/212Fv,B选项正确。由于摩擦力6F???mgcos?,故因摩擦而消耗的热功率为?mgvcos?,整个装置消耗的机械功率为
(F??mgcos?)v,故CD两项也正确。即本题应选BCD。
5、(上海青浦区08-09学年上学期高三期末质量抽查考试物理试卷)如图12-1-11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,恰好作匀速运动。以下说法中正确的有( )
A.若B2=B1,金属棒进入B2区域后将加速下滑;
B.若B2=B1,金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑; C.若B2
◇能力提升训练
1.在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图12-1-13所示PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个半径为a,质量为m,电阻为R的金属圆环垂直磁场方向,以速度v从如图所示位置运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为v/2,则下列说法正确的是( )
222A.此时圆环中的电功率为4Bav
R22B.此时圆环的加速度为4Bav
mRC.此过程中通过圆环截面的电量为?Ba/R
D.此过程中回路产生的电能为0.75m v2
1、答案:AC。解析:当圆环直径刚好与边界线PQ重合时,回路中的感应电动势为:E=2B2av/2=2Bav。回路中的电流大小为:I=2Bav/R,此时圆环中的电功率为P=EI=4(Bav)2/R,则A对;圆环受的安培力为F=8B2a2v/R,此时圆环的加速度为a=F/m=8B2a2v/Rm,则B错;当圆环直径刚好与边界线PQ重合时,回路中变化的磁通量为ΔΦ=BS/2-(- BS/2)=πBa2,根据感应电量q=ΔΦ/R可得此过程中通过圆环截面的电量为πBa2/R,则C对;此时回路中产生的电能为:Q=0.375 m v2,则D错。
2、两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ斜角上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力作用
a 下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示。在这过程中( )
B F A、作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于零; B、作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻R上发
b 出的焦耳热之和; R θ C、金属棒克服安培力做的功等于电阻R上发出的焦耳热; 图12-1-15 D、恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热
2、答案:ACD。解析:由力的平衡知答案A对;由安培力做功的特点知金属棒克服安培力做的功等于电阻R上发出的焦耳热,则C对;由力的合成可知恒力F与重力的合力大小等于安培力的大小,因此D对。
3.(2007山东济南)如图12-1-16所示,水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab.导轨地一端连接电阻R,其他电阻均不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下,金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止起向右运动.则( )
A.随着ab运动速度的增大,其加速度也增大 B.外力F对ab做的功等于电路中产生的电能
图12-1-16
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