安徽省2014屆高考物理一輪 小題精練39 新人教版

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1、【安徽省，人教版】2014屆物理一輪小題精練（39，含答案） 一、選擇題(本題共10小題,共40分.在每小題給出的四個選項中,有的只有一個選項正確,有的有多個選項正確.全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分 1.如圖12-1所示，金屬桿ab、cd可以在光滑導軌PQ和RS上滑動，勻強磁場方向垂直紙面向里，當ab、cd分別以速度v1、v2滑動時，發(fā)現(xiàn)回路感生電流方向為逆時針方向，則v1和v2的大小、方向可能是(　　) 圖12-1 A.v1＞v2,v1向右，v2向左 B.v1＞v2,v1和v2都向左 C.v1=v2,v1和v2都向右 D.v1=v2,v1和v2都向左

2、 解析:因回路abdc中產生逆時針方向的感生電流，由題意可知回路abdc的面積應增大，選項A、C、D錯誤，B正確. 答案:B 2.(2013·河北唐山高三模擬)如圖12-2所示，把一個閉合線圈放在蹄形磁鐵兩磁極之間(兩磁極間磁場可視為勻強磁場)，蹄形磁鐵和閉合線圈都可以繞OO′軸轉動.當蹄形磁鐵勻速轉動時，線圈也開始轉動，當線圈的轉動穩(wěn)定后，有(　　) 圖12-2 A.線圈與蹄形磁鐵的轉動方向相同 B.線圈與蹄形磁鐵的轉動方向相反 C.線圈中產生交流電 D.線圈中產生為大小改變、方向不變的電流 解析:本題考查法拉第電磁感應定律、楞次定律等考點.根據(jù)楞次定律的推廣含義可知A正

3、確、B錯誤；最終達到穩(wěn)定狀態(tài)時磁鐵比線圈的轉速大，則磁鐵相對線圈中心軸做勻速圓周運動，所以產生的電流為交流電. 答案:AC 3.如圖12-3 所示,線圈M和線圈P繞在同一鐵芯上.設兩個線圈中的電流方向與圖中所標的電流方向相同時為正.當M中通入下列哪種電流時,在線圈P中能產生正方向的恒定感應電流(　　) 圖12-3 圖12-4 解析:據(jù)楞次定律，P中產生正方向的恒定感應電流說明M中通入的電流是均勻變化的，且方向為正方向時應均勻減弱，故D正確. 答案:D 4.如圖12-5所示，邊長為L的正方形導線框質量為m，由距磁場H高處自由下落，其下邊ab進入勻強磁場后，線圈開始做減速運動

4、，直到其上邊cd剛剛穿出磁場時，速度減為ab邊進入磁場時的一半，磁場的寬度也為L，則線框穿越勻強磁場過程中產生的焦耳熱為(　) 圖12-5 A.2mgL B.2mgL+mgH C. D. 解析:設剛進入磁場時的速度為v1,剛穿出磁場時的速度① 線框自開始進入磁場到完全穿出磁場共下落高度為2L.由題意得② ③ 由①②③得.C選項正確. 答案:C 5.如圖12-6(a)所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛一相同線圈Q,P和Q共軸,Q中通有變化電流,電流隨時間變化的規(guī)律如圖12-6(b)所示,P所受的重力為G,桌面對P的支持力為FN,則(　　) 圖12-6

5、 A.t1時刻FN＞G B.t2時刻FN＞G C.t3時刻FN＜G D.t4時刻FN=G 6.用相同導線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導體線框，以相同的速度勻速進入右側勻強磁場，如圖12-7所示.在每個線框進入磁場的過程中，M、N兩點間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是(　　) 圖12-7 A.Ua＜Ub＜Uc＜Ud B.Ua＜Ub＜Ud＜Uc C.Ua=Ub＜Ud=Uc D.Ub＜Ua＜Ud＜Uc 解析:線框進入磁場后切割磁感線,a、b產生的感應電動勢是c、d電動勢的一半.而不同的線框的電阻不同.設a線框電阻為4r,b、c、d線框的電阻分別為6

6、r、8r、6r,則, 所以B正確. 答案:B 7.(2013·安徽皖南模擬)如圖12-8所示，用一塊金屬板折成橫截面為“”形的金屬槽放置在磁感應強度為B的勻強磁場中，并以速度v1向右勻速運動，從槽口右側射入的帶電微粒的速度是v2，如果微粒進入槽后恰能做勻速圓周運動，則微粒做勻速圓周運動的軌道半徑r和周期T分別為(　　) 圖12-8 A. B. C. D. 解析:金屬板折成“”形的金屬槽放在磁感應強度為B的勻強磁場中，并以速度v1向右勻速運動時，左板將切割磁感線，上、下兩板間產生電勢差，由右手定則可知上板為正，下板為負，，微粒做勻速圓周運動，則重力等于電場力，方向相反，

7、故有向心力由洛倫茲力提供，所以得，周期，故B項正確. 答案:B 8.超導磁懸浮列車是利用超導體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時通過周期性地變換磁極方向而獲得推進動力的新型交通工具.其推進原理可以簡化為如圖12-9所示的模型:在水平面上相距L的兩根平行直導軌間，有豎直方向等距離分布的勻強磁場B1和B2，且B1=B2=B，每個磁場的寬度都是l，相間排列，所有這些磁場都以相同的速度向右勻速運動，這時跨在兩導軌間的長為L、寬為l的金屬框abcd(懸浮在導軌上方)在磁場力作用下也將會向右運動.設金屬框的總電阻為R，運動中所受到的阻力恒為Ff，金屬框的最大速度為vm，則磁場向右勻速運動的速度v可表示

8、為(　　) 圖12-9 A.v=(B2L2vm－FfR)/B2L2 B.v=(4B2L2vm+FfR)/4B2L2 C.v=(4B2L2vm－FfR)/4B2L2 D.v=(2B2L2vm+FfR)/2B2L2 解析:導體棒ad和bc各以相對磁場的速度(v－vm)切割磁感線運動，由右手定則可知回路中產生的電流方向為abcda,回路中產生的電動勢為E=2BL(v－vm),回路中電流為I=2BL(v－vm)/R,由于左右兩邊ad和bc均受到安培力，則合安培力為F合=2×BLI=4B2L2(v－vm)/R，依題意金屬框達到最大速度時受到的阻力與安培力平衡，則Ff=F合，解得

9、磁場向右勻速運動的速度v=(4B2L2vm+FfR)/4B2L2,B對. 答案:B 9.矩形導線框abcd放在勻強磁場中,磁感線方向與線圈平面垂直,磁感應強度B隨時間變化的圖象如圖12-10甲所示,t=0時刻,磁感應強度的方向垂直紙面向里.在0～4 s時間內,線框中的感應電流(規(guī)定順時針方向為正方向)、ab邊所受安培力(規(guī)定向上為正方向)隨時間變化的圖象分別為圖乙中的(　　) 甲 乙 圖12-0 解析:在0～1 s內,穿過線框中的磁通量為向里的減少,由楞次定律,感應電流的磁場垂直紙面向里,由安培定則,線框中感應電流的方向為順時針方向.由法拉第電磁感應定律,,E一定,由故I一

10、定.由左手定則,ab邊受的安培力向上.由于磁場變弱,故安培力變小.同理可判出在1～2 s內,線框中感應電流的方向為順時針方向,ab邊受的安培力為向下的變強.2～3 s內,線框中感應電流的方向為逆時針方向,ab邊受的安培力為向上的變弱,因此選項AD對. 答案:AD 10.如圖12-11甲所示,用裸導體做成U形框架abcd,ad與bc相距L=0.2 m,其平面與水平面成θ=30°角.質量為m=1 kg的導體棒PQ與ad、bc接觸良好,回路的總電阻為R=1 Ω.整個裝置放在垂直于框架平面的變化磁場中,磁場的磁感應強度B隨時間t的變化情況如圖乙所示(設圖甲中B的方向為正方向).t=0時,B0=10

11、 T、導體棒PQ與cd的距離x0=0.5 m.若PQ始終靜止,關于PQ與框架間的摩擦力大小在0～t1=0.2 s時間內的變化情況,下面判斷正確的是(　　) 圖12-11 A.一直增大 B.一直減小 C.先減小后增大 D.先增大后減小 解析:由圖乙,,t=0時,回路所圍面積S=Lx0=0.1 m2,產生的感應電動勢,,安培力F=B0IL=10 N,方向沿斜面向上.而下滑力mgsin30°=5 N,小于安培力,故剛開始摩擦力沿斜面向下.隨著安培力減小,沿斜面向下的摩擦力也減小,當安培力等于下滑力時,摩擦力為零.安培力再減小,摩擦力變?yōu)檠匦泵嫦蛏锨以龃?故選項C對. 答案:C

12、 二、填空題(共2小題，共12分) 11.(6分)如圖12-12所示,有一彎成θ角的光滑金屬導軌POQ,水平放置在磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向與導軌平面垂直.有一金屬棒MN與導軌的OQ邊垂直放置,金屬棒從O點開始以加速度a向右運動,求t秒末時,棒與導軌所構成的回路中的感應電動勢是____________________. 圖12-12 解析:該題求的是t秒末感應電動勢的瞬時值,可利用公式E=Blv求解,而上面錯誤解法求的是平均值.開始運動t秒末時,金屬棒切割磁感線的有效長度為 根據(jù)運動學公式,這時金屬棒切割磁感線的速度為v=at. 由題知B、L、v三者互相垂直,有,即金

13、屬棒運動t秒末時,棒與導軌所構成的回路中的感應電動勢是 答案: 12.(6分)如圖12-13所示,有一閉合的矩形導體框,框上M、N兩點間連有一電壓表,整個裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中,且框面與磁場方向垂直.當整個裝置以速度v向右勻速平動時,M、N之間有無電勢差?__________(填“有”或“無”)，電壓表的示數(shù)為__________. 圖12-13 解析:當矩形導線框向右平動切割磁感線時,AB、CD、MN均產生感應電動勢,其大小均為BLv,根據(jù)右手定則可知,方向均向上.由于三個邊切割產生的感應電動勢大小相等,方向相同,相當于三個相同的電源并聯(lián),回路中沒有電流.而電壓表是由

14、電流表改裝而成的,當電壓表中有電流通過時,其指針才會偏轉.既然電壓表中沒有電流通過,其示數(shù)應為零.也就是說,M、N之間雖有電勢差BLv,但電壓表示數(shù)為零. 答案:有　0 三、計算、論述題(共4個題,共48分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13.(10分)如圖12-14所示是一種測量通電線圈中磁場的磁感應強度B的裝置,把一個很小的測量線圈A放在待測處,線圈與測量電荷量的沖擊電流計G串聯(lián),當用雙刀雙擲開關S使螺線管的電流反向時,測量線圈中就產生感應電動勢,從而引起電荷的遷移,由表G測出電荷量Q,就可以

15、算出線圈所在處的磁感應強度B.已知測量線圈的匝數(shù)為N,直徑為d,它和表G串聯(lián)電路的總電阻為R,則被測出的磁感應強度B為多大? 圖12-14 解析:當雙刀雙擲開關S使螺線管的電流反向時,測量線圈中就產生感應電動勢,根據(jù)法拉第電磁感應定律可得: 由歐姆定律和電流的定義得: 即 聯(lián)立可解得: 答案: 14.(12分)如圖12-15所示,線圈內有理想邊界的磁場,開始時磁場的磁感應強度為B0.當磁場均勻增加時,有一帶電微粒靜止于平行板(兩板水平放置)電容器中間,若線圈的匝數(shù)為n,平行板電容器的板間距離為d,粒子的質量為m,帶電荷量為q.(設線圈的面積為S)求: 圖12-15 (

16、1)開始時穿過線圈平面的磁通量的大小. (2)處于平行板電容器間的粒子的帶電性質. (3)磁感應強度的變化率. 解析:(1)Φ=B0S. (2)由楞次定律,可判出上板帶正電,故推出粒子應帶負電. (3),ΔΦ=ΔB·S, ,聯(lián)立解得: 答案:(1)B0S　(2)負電　(3) 15.(12分)兩根光滑的長直金屬導軌MN、M′N′平行置于同一水平面內，導軌間距為l，電阻不計，M、M′處接有如圖12-16所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C.長度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導軌放置，導軌處于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中.ab在外力作用下向右勻速運

17、動且與導軌保持良好接觸，在ab運動距離為s的過程中，整個回路中產生的焦耳熱為Q.求: 圖12-16 (1)ab運動速度v的大小； (2)電容器所帶的電荷量q. 解析:本題是電磁感應中的電路問題,ab切割磁感線產生感應電動勢為電源.電動勢可由E=Blv計算.其中v為所求,再結合閉合(或部分)電路歐姆定律、焦耳定律、電容器及運動學知識列方程可解得. (1)設ab上產生的感應電動勢為E，回路中的電流為I,ab運動距離s所用時間為t,三個電阻R與電源串聯(lián),總電阻為4R,則 E=Blv 由閉合電路歐姆定律有 由焦耳定律有Q=I2(4R)t 由上述方程得 (2)設電容器兩極板間

18、的電勢差為U,則有U=IR 電容器所帶電荷量q=CU 解得 答案:(1)　(2) 16.(14分)如圖12-17所示,水平地面上方的H高區(qū)域內有勻強磁場,水平界面PP′是磁場的上邊界,磁感應強度為B,方向是水平的,垂直于紙面向里.在磁場的正上方,有一個位于豎直平面內的閉合的矩形平面導線框abcd,ab長為l1,bc長為l2,H＞l2,線框的質量為m,電阻為R.使線框abcd從高處自由落下,ab邊下落的過程中始終保持水平,已知線框進入磁場的過程中的運動情況是:cd邊進入磁場以后,線框先做加速運動,然后做勻速運動,直到ab邊到達邊界PP′為止.從線框開始下落到cd邊剛好到達水平地面的過程中

19、,線框中產生的焦耳熱為Q.求: 圖12-17 (1)線框abcd在進入磁場的過程中,通過導線的某一橫截面的電荷量是多少? (2)線框是從cd邊距邊界PP′多高處開始下落的? (3)線框的cd邊到達地面時線框的速度大小是多少? 解析:(1)設線框abcd進入磁場的過程所用時間為t,通過線框的平均電流為I,平均感應電動勢為,則,ΔΦ=Bl1l2 通過導線的某一橫截面的電荷量解得 (2)設線框從cd邊距邊界PP′上方h高處開始下落,cd邊進入磁場后,切割磁感線,產生感應電流,在安培力作用下做加速度逐漸減小的加速運動,直到安培力等于重力后勻速下落,速度設為v,勻速過程一直持續(xù)到ab邊進入磁場時結束,有 ε=Bl1v,FA=BIl1,FA=mg 解得 線框的ab邊進入磁場后,線框中沒有感應電流.只有在線框進入磁場的過程中有焦耳熱Q.線框從開始下落到ab邊剛進入磁場的過程中,線框的重力勢能轉化為線框的動能和電路中的焦耳熱.則有 解得 (3)線框的ab邊進入磁場后,只有重力作用下,加速下落,有 cd邊到達地面時線框的速度 答案:(1) (2) (3)