最新高三物理复习题 14Word文档下载推荐.docx
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答案 AC
解析 由楞次定律可知,正方形导线框中的感应电流方向为逆时针方向,所以电容器b极板带正电,选项B错误.根据法拉第电磁感应定律,正方形导线框中的感应电动势E=kπr2,选项D错误.R2与的并联阻值R并==,根据串联分压的特点可知:
UR2=×
R0=U,选项A正确.由P=得:
PR2==,PR=+=,所以PR=5PR2选项C正确.
2.如图2所示,一轨道的倾斜部分和水平部分都处于磁感应强度为B的匀强磁场中,且磁场方向都与轨道平面垂直,水平轨道足够长.一质量为m的水平金属棒ab,从静止开始沿轨道下滑,运动过程中金属棒ab始终保持与轨道垂直且接触良好.金属棒从倾斜轨道转入水平轨道时无机械能损失.则ab棒运动的v-t图象,可能正确的是( )
图2
答案 CD
解析 金属棒沿倾斜轨道下滑时,开始时重力沿斜面向下的分力大于安培力和摩擦力,金属棒向下加速,随着速度的增大,安培力增大,故导体棒做加速度减小的加速运动,可能在倾斜轨道上加速度减为零,做一段匀速运动,也可能加速度没减为零,导体棒到达水平轨道上时,受安培力和摩擦力的作用,速度越来越小,安培力越来越小,导体棒减速运动的加速度越来越小,最后静止在轨道上,故C、D正确,A、B错误.
3.如图3所示,边长为L的正方形金属框ABCD在水平恒力F作用下,穿过宽度为d的有界匀强磁场.已知d<
L,AB边始终与磁场边界平行.若线框AB边进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动.则线框AB边穿过磁场的过程和CD边穿过磁场的过程相比较( )
图3
A.线框中感应电流的方向相反
B.线框均做匀速直线运动
C.水平恒力F做的功相等
D.线框中产生的电能相等
解析 根据右手定则,线框AB边穿过磁场的过程中,感应电流方向是逆时针的,线框CD边穿过磁场的过程中,感应电流方向是顺时针的,电流方向相反,选项A正确;
在线框AB边已经穿出磁场而CD边还没有进入磁场时,线框不受安培力,做加速运动,当线框CD边进入磁场后,线框受到的安培力会大于F,线框做减速运动,选项B错误;
水平恒力做的功等于水平恒力乘位移,两个过程位移相等,所以两个过程恒力F做的功相等,选项C正确;
两个过程中产生的电能等于线框克服安培力做的功,由于安培力不相等,所以线框克服安培力做的功也不相等,选项D错误.
4.如图4甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.下列说法中正确的是( )
图4
A.线圈中的感应电流方向为顺时针方向
B.电阻R两端的电压随时间均匀增大
C.线圈电阻r消耗的功率为4×
10-4W
D.前4s内通过R的电荷量为4×
10-4C
答案 C
解析 由楞次定律可知,线圈中的感应电流方向为逆时针方向,选项A错误;
由法拉第电磁感应定律可知,产生的感应电动势为E==0.1V,电阻R两端的电压不随时间变化,选项B错误;
回路中电流I==0.02A,线圈电阻r消耗的功率为P=I2r=4×
10-4W,选项C正确;
前4s内通过R的电荷量为q=It=0.08C,选项D错误.
5.如图5,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,右端接一个阻值为R的定值电阻.平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场.质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放,到达磁场右边界处恰好停止.已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好.则金属棒穿过磁场区域的过程中( )
图5
A.流过金属棒的最大电流为
B.通过金属棒的电荷量为
C.克服安培力所做的功为mgh
D.金属棒产生的焦耳热为mg(h-μd)
答案 D
解析 金属棒滑下过程中,根据动能定理有mgh=mv,根据法拉第电磁感应定律有E=BLvm,根据闭合电路欧姆定律有I=,联立得Im=,A错误;
根据q=可知,通过金属棒的电荷量为,B错误;
全过程根据动能定理得mgh+Wf+W安=0,故C错误;
由Wf=-μmgd,金属棒克服安培力做的功完全转化成电热,由题意可知金属棒与电阻R上产生的焦耳热相同,设金属棒上产生的焦耳热为Q,故2Q=-W安,联立得Q=mg(h-μd),D正确.
6.如图6所示,相距为L的平行金属导轨ab、cd与水平面成θ角放置,导轨与阻值均为R的两定值电阻R1、R2相连,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一质量为m、阻值也为R的导体棒MN,以速度v沿导轨匀速下滑,它与导轨之间的动摩擦因数为μ,忽略感应电流之间的相互作用,则( )
图6
A.导体棒下滑的速度大小为
B.电阻R1消耗的热功率为mgv(sinθ-μcosθ)
C.导体棒两端电压为
D.t时间内通过导体棒的电荷量为
解析 由导体棒受力平衡可得mgsinθ=BIL+Ff=+μmgcosθ,整理可得v=,A错误;
重力的功率等于摩擦力产生的热功率和电功率之和,即mgvsinθ=μmgvcosθ+P电,由电路的知识可知,电阻R1消耗的热功率P1=P电,整理可得P1=mgv(sinθ-μcosθ),B错误;
导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv,导体棒两端电压U=E,结合A项分析得到的v值可得U=,C正确;
t时间内通过导体棒的电荷量q=,ΔΦ=BLvt,代入v值整理可得q=,D正确.
7.如图7甲所示,垂直纸面向里的有界匀强磁场磁感应强度B=1.0T,质量为m=0.04kg、高h=0.05m、总电阻R=5Ω、n=100匝的矩形线圈竖直固定在质量为M=0.08kg的小车上,小车与线圈的水平长度l相同.当线圈和小车一起沿光滑水平面运动,并以初速度v1=10m/s进入磁场,线圈平面和磁场方向始终垂直.若小车运动的速度v随车的位移s变化的v-s图象如图乙所示,则根据以上信息可知( )
图7
A.小车的水平长度l=15cm
B.磁场的宽度d=35cm
C.小车的位移s=10cm时线圈中的电流I=7A
D.线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q=1.92J
解析 从s=5cm开始,线圈进入磁场,线圈中有感应电流,在安培力作用下小车做减速运动,速度v随位移s增大而减小,当s=15cm时,线圈完全进入磁场,小车做匀速
运动.小车的水平长度l=10cm,A项错;
当s=30cm时,线圈开始离开磁场,则d=
30cm-5cm=25cm,B项错;
当s=10cm时,由题图乙知,线圈速度v2=7m/s,感应
电流I===7A,C项对;
线圈左边离开磁场时,小车的速度为v3=2m/s,线
圈上产生的电热为Q=(M+m)(v-v)=5.76J,D项错.
8.如图8所示,电阻不计的平行金属导轨与水平面间的倾角为θ,下端与阻值为R的定值电阻相连,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一质量为m、长度为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面的、大小为v的初速度向上运动,最远到达a′b′的位置,滑行的距离为s.已知导体棒的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ,则( )
图8
A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为
B.上滑过程中电流做功产生的热量为mv2-mgs(sinθ+μcosθ)
C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为mv2
D.上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2-mgssinθ
答案 BD
解析 上滑过程中开始时导体棒的速度最大,受到的安培力最大为;
根据能量守恒,上滑过程中电流做功产生的热量为mv2-mgs(sinθ+μcosθ);
上滑过程中导体棒克服安培力做的功等于电流做功产生的热量,即mv2-mgs(sinθ+μcosθ);
上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2-mgssinθ;
所以选项B、D正确.
9.一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框平面与磁场垂直,线框的右边紧贴着磁场边界,如图9甲所示.t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F,让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场.外力F随时间t变化的图线如图乙所示.已知线框质量m=1kg、电阻R=1Ω.以下说法正确的是( )
图9
A.做匀加速直线运动的加速度为1m/s2
B.匀强磁场的磁感应强度为2T
C.线框穿过磁场过程中,通过线框的电荷量为C
D.线框穿过磁场的过程中,线框上产生的焦耳热为1.5J
答案 ABC
解析 本题考查的是电磁感应定律相关问题,开始时,a==m/s2=1m/s2,由题图乙可知t=1.0s时安培力消失,线框刚好离开磁场区域,则线框边长:
l=at2=×
1×
1.02m=0.5m;
当t=1.0s时,F=3N,由牛顿第二定律得F-=3N-N=1kg·
1m/s2,得到B=2T,q=t=t=×
1.0C=C;
Q=2Rt=()2×
1.0J=0.5J,故D错,A、B、C正确.
10.如图10所示,在光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大.一边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框,以速度v垂直磁场方向从左边磁场区域向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置时,线框的速度为,则下列说法正确的是( )
图10
A.位置Ⅱ时线框中的电功率为
B.此过程中回路产生的电能为mv2
C.位置Ⅱ时线框的加速度为
D.此过程中通过线框截面的电量为
答案 AB
解析 在位置Ⅱ时线框中的电功率为P===,选项A正确;
根据功能关系,此过程中回路产生的电能为mv2-m()2=mv2,选项B正确;
根据牛顿第二定律,在位置Ⅱ时线框的加速度为a线框==,选项C错误;
此过程中通过线框截面的电量为Q==,选项D错误.
11.如图11为一测量磁场磁感应强度大小的装置原理示意图.长度为L、质量为m的均质细铝棒MN的中点与竖直悬挂的、劲度系数为k的绝缘轻弹簧相连,与MN的右端连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的刻度.在矩形区域abcd内有匀强磁场,方向垂直纸面向外,当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,指针恰好指在零刻度;
当在MN中通有由M向N大小为I的恒定电流时,MN始终在磁场中运动,在向下运动到最低点时,指针的最大示数为sm.不考虑MN中电流产生的磁场及空气阻力,则在通电后MN棒第一次向下运动到sm的过程中,以下说法正确的是( )
图11
A.MN棒的加速度一直增大
B.MN棒及弹簧、地球组成的系统机械能守恒
C.在最低点弹簧具有的弹性势能为(mg+BIL)sm
D.该磁场的磁感应强度B=
解析 通电后安培力恒定,随着铝棒向下运动,弹簧弹力逐渐增大,铝棒所受的竖直向下的合力先减小后反向增大,加速度先向下减小,后反向增大,A错误;
运动过程中,由于安培力做功,系统机械能不守恒,B错误;
由功能关系可知,在最低点,铝棒速度为
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