A.线框进入磁场前的加速度为B.线框进入磁场时的速度为
F?mgsin?
m(F?mgsin?)RBl221
C.线框进入磁场时有a→b→c→d方向的感应电流
D.线框进入磁场的过程中产生的热量为(F ? mgsinθ)l1
10.如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L。现有一边长为
2L的正方形线框abcd,在外2力作用下,保持ac垂直磁场边缘,并以沿x轴正方向的速度水平匀速地通过磁场区域,
若以逆时针方向为电流正方向,下图中能反映线框中感应电流变化规律的图是 ( )
11.用均匀导线做成的单匝正方形线框,每边长为0.2米,正方形的一半放在和纸面垂直向
里的匀强磁场中,如图示,当磁场以20T/s的变化率增强时, 线框中点a、b两点电势差是:( )
A.Uab=0.2V B.Uab=-0.2V C.Uab=0.4V D.Uab=-0.4V
12.如图,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路,虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是( )
A.感应电流方向不变
B.CD段直线始终不受安培力 C.感应电动势最大值E=Bav D.感应电动势平均值E?1?Bav 4 参考答案
1 C
2 D
3 B
4 A
5 C
(一)
6
D (二)
1.AD 【解析】
试题分析:自动扶梯上的人随扶梯斜向上做加速运动,人的加速度斜向上,将加速度分解到水平和竖直方向,根据牛顿第二定律即可求解.除重力以外的力对物体做的功,等于物体机械能的变化量,而合外力对人做的功等于人动能的增加量.
解:A、除重力以外的力对物体做的功,等于物体机械能的变化量,所以踏板对人做的功等于人的机械能增加量,故A正确;
B、人的加速度斜向上,将加速度分解到水平和竖直方向得:ax=acosθ,方向水平向右;ay=asinθ,方向竖直向上,
水平方向受静摩擦力作用,f=ma=macosθ,水平向右,竖直方向受重力和支持力,FN﹣mg=masinθ,所以FN>mg,故BC错误;
D、由动能定理可知,人所受合力做的功等于人的动能的增加量,故D正确; 故选:AD.
【点评】解决本题时可以把加速度进行分解,结合牛顿第二定律求解,难度适中.同时学会由运动去受力分析,并掌握功与能的关系.注意重力做功必导致重力势能变化;除重力之外的力做功,必导致系统机械能变化;合力做功必导致动能变化. 2.AB
7 CD
8 ACD
9 AC
10 AC
【解析】
试题分析:由题,物体B对地面恰好无压力时,物体A下落高度为h,则知此时弹簧所受的拉力大小等于B的重力mg,弹簧伸长的长度为h,由胡克定律F=kx求解弹簧的劲度系数.A与弹簧组成的系统机械能守恒,可求解求得弹簧的弹性势能.此时物体B的速度为零.根据牛顿第二定律求出A的加速度.
解:A、A与弹簧组成的系统机械能守恒,则有: mgh=
+Ep,则弹簧的弹性势能:Ep=mgh﹣
.故A正确;
B、由题可知,此时弹簧所受的拉力大小等于B的重力,即F=mg,弹簧伸长的长度为x=h,由F=kx得,k=
,故B正确;
C、根据牛顿第二定律对A有:F﹣mg=ma,得a=0,故C错误; D、物体A落地后B能上升到的最大高度小于h.故D错误. 故选:AB
【点评】本题是含有弹簧的问题,运用胡克定律、机械能守恒和牛顿第二定律进行研究,关键要抓住物体B对地面恰好无压力,确定出弹簧的弹力. 3.C 【解析】
试题分析:根据速度﹣时间图象可知:0﹣6s内有水平推力F的作用,物体做匀加速直线运动;6s﹣10s内,撤去F后只在摩擦力作用下做匀减速直线运动,可根据图象分别求出加速度和位移,再根据匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解力.在v﹣t图象中与时间轴所围面积即为物体运动位移,由P=求的功率 解:A、在外力作用下的加速度为撤去外力后的加速度为
撤去外力后f=ma2=3×(﹣2)N=﹣6N 施加的外力为F+f=ma1
F=﹣f+ma1=﹣(﹣6)+3×1N=9N 0﹣6s内的位移为x=故合力平均功率为
B、在6s﹣10s内,位移为x
=30m
,故AD错误,C正确;
合力做功为W=fx′=﹣6×16J=﹣96J,故B错误; 故选:C
【点评】本题是速度﹣﹣时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度﹣﹣时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,能根据图象读取有用信息,并结合匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解,再根据P=求的功率.属于中档题. 4.C 【解析】
试题分析:知道手拉着弹簧上端P点缓慢向上移动,可以看成物体是处于平衡状态. 根据胡克定律求出弹簧的形变量,再求出物体上升的高度.
解:手拉着弹簧上端P点缓慢向上移动,可以看成物体是处于平衡状态. 根据胡克定律得: 弹簧的伸长量△x=
在这一过程中,P点的位移是h. 所以物体上升的高度为H﹣
所以物体重力势能的增加量为
故选C.
【点评】能够通过问题情境分析找出一些条件,分清P点的位移和物体的位移关系. 5.D 【解析】
试题分析:根据汽车的受力,结合P=Fv,抓住功率不变,判断牵引力的变化.结合物体的受力,通过牛顿第二定律判断加速度的变化,根据W=Pt求解牵引力做功的大小,从而判断阻力做功.
解:A、根据P=Fv知,因为速度增大,则牵引力减小,根据牛顿第二定律得:a=
知,
加速度减小,做加速度减小的加速运动.故AB错误.
C、因为功率不变,则牵引力做功W=Pt,通过动能定理知,牵引力与阻力的合力功等于动能的变化量,阻力做功小于Pt,故D正确,C错误. 故选:D.
【点评】解决本题的关键会根据物体的受力判断物体的运动规律,汽车以恒定功率启动,先做加速度逐渐减小的加速运动,加速度减小到零后,做匀速直线运动. 6.D 【解析】
试题分析:根据货物做匀速上升得出拉力的大小,根据P=Fv判断拉力功率的变化.
解:因为货物做匀速上升,知F=mg,则拉力不变,根据P=Fv知,拉力功率不变.故D正确,A、B、C错误. 故选:D.
【点评】本题考查了功率公式的基本运用,知道P=Fv,结合F和v的变化判断功率的变化. 7.ACD 【解析】
试题分析:溜溜球上下运动中,动能和势能不断的转化,由于摩擦,机械能会损耗,故人要通过做功补充机械能.
解:A、溜溜球一边转动一边向下运动,由于重力做功,溜溜球越转越快,动能不断增大,溜溜球的势能一部分转化为动能,一部分通过克服摩擦转化为内能,故A正确; B、C、溜溜球上下运动中,由于摩擦,机械能会损耗,故B错误,C正确;
D、在溜溜球转到最低点绳子要开始向上缠绕时,轻抖手腕,向上拉一下绳子,给溜溜球提供能量,保证其能够返回最高点,故D正确; 故选:ACD.
【点评】本题关键是明确溜溜球运动过程的受力情况和能量转化情况,明确功能关系,基础题目. 8.B 【解析】
试题分析:解决本题需掌握:小球只受电场力时,小球的动能和电势能之和保持不变;正确判断小球在电场中所受电场力方向以及电场力做功情况.
解:小球自a点运动到b时,电场力做负功:Wab=2eV﹣20eV=﹣18eV ① 由于相邻两等势面的电势差相等,故电势差的大小关系有:Uab=1.5Ubc ② 从b到c电场力做正功,根据动能定理有:Wbc=Ekc﹣Ekb ③ 联立①②③可得Ekc=14eV.
由于只有电场力做功,电势能和动能和保持不变,故在c点:E=Ep+Ek=14eV 即电势能和动能之和为8eV,因此当电势能等于6eV时动能为8eV, 故选B.
【点评】学习电场中的功能关系时可以类比在重力场的功能关系,如只有重力做功,动能和电势能之和保持不变;那么只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变. 9.ABC 【解析】
试题分析:线框进入磁场前,对整体,根据牛顿第二定律得:F-mgsinθ=ma,线框的加速度为a?F?mgsin?.故A正确.设线框匀速运动的速度大小为v,则线框受mBl1vB2l12v(F?mgsin?)RF=B??l?力平衡,F?F,而,解得,v??mgsin?1安安22RRBl1选项B 正确;根据右手定律可知,线框进入磁场时有a→b→c→d方向的感应电流,选项C 正
确; 由能量关系,线框进入磁场的过程中产生的热量为力F 做的功与线圈重力势能增量的差值,即F l2 ? mg l2sinθ,选项D 错误;故选ABC.
考点:牛顿定律、法拉第电磁感应定律及能量守恒定律. 10.C 【解析】
试题分析:线框进磁场过程,磁通量在增大,根据楞次定律,感应电流产生反向的磁场,所以感应电流为逆时针方向,即正方向。线框切割磁感线的有效长度为磁场中的部分线框首尾
L段,有效切割长度是线框与磁场做边界的重合部分长度,此阶段,2L有效切割长度逐渐变长,感应电动势和感应电流逐渐增大,时,有效切割长度达到最大
2L即bd边长L,此时感应电动势达到最大,在?L段,有效长度逐渐减小,感应电动势和
23L感应电流逐渐减小,选项AD错。L?,线框横跨两个磁场,同时切割两个磁场,产生
2L3LL的感应电动势和感应电流是0?的2倍,时感应电流达到负向最大,是时的二倍,
2223LL
?2L电流变化趋势与?L相同,只是大小为二倍关系,2L?3L出磁场过选项B错。
22程与进磁场的0?L变化趋势相同,对照选项C对。
连接的线段,即在0?考点:电磁感应 11.B 【解析】
试题分析:由题得,磁感应强度的变化率为得,E=ΔB=20T/s,由法拉第电磁感应定律Δt1Δφ ΔB=S=20××0.22V=0.4V,由楞次定律判断得,线框中感应电流方2ΔtΔt1E=-0.2V. 2向沿逆时针方向,b相当于电源的正极,a相当于电源的负极,则a的电势低于b的电势,根据欧姆定律得Uab=-考点:本题考查法拉第电磁感应定律。 12.ACD 【解析】 试题分析:在闭合电路进入磁场的过程中,通过闭合电路的磁通量逐渐增大,磁场方向向里,根据楞次定律可知感应电流的方向始终为逆时针方向,保持不变,故A正确;由于CD段导线与磁场垂直同,必定受到安培力作用,根据左手定则判断得知,CD段受安培力向下,故B错误;当切割有效长度最大时,由图可知最大长度为半径a,故感应电动势最大值E=Bav,
???a2B1???aBv,故C正确;由法拉第电磁感应定律可得感应电动势平均值E?n2a?t2?4v故D正确.
考点:本题考查法拉第电磁感应定律、安培力及楞次定律。