狀元橋·2016高考物理一輪課時訓練：第09章檢測

1、一、選擇題(本大題共10小題,共40分.在每小題給出的四個選項中,有一個或一個以上選項符合題目要求,全部選對的得4分,選不全的得2分,有錯選或不答的得0分)1.多年來物理學家一直設想用實驗證實自然界中存在“磁單極子”.磁單極子是指只有S極或只有N極的磁性物質,其磁感線分布類似于點電荷的電場線分布.如圖所示的實驗就是用于檢測磁單極子的實驗之一,abcd為用超導材料圍成的閉合回路.設想有一個N極磁單極子沿abcd軸線從左向右穿過超導回路,那么在回路中可能發(fā)生的現(xiàn)象是()A.回路中無感應電流B.回路中形成持續(xù)的abcda流向的感應電流C.回路中形成持續(xù)的adcba流向的感應電流D.回路中形成先abc

2、da流向后adcba的感應電流2.(2014·石家莊二檢)法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機法拉第圓盤發(fā)電機.如圖所示，用紫銅做的圓盤水平放置在豎直向下的勻強磁場中，圓盤圓心處固定一個搖柄，邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼，用導線將電刷與電流表連接起來形成回路.轉動搖柄，使圓盤逆時針勻速轉動，電流表的指針發(fā)生偏轉.下列說法正確的是（ ）A.回路中電流的大小變化，方向不變B.回路中電流的大小不變，方向變化C.回路中電流的大小和方向都周期性變化D.回路中電流的方向不變，從b導線流進電流表3. 如圖所示，寬度為d的有界勻強磁場豎直向下穿過光滑的水平桌面，一質量為m的橢圓形導體框平放在桌面上，橢

3、圓的長軸平行磁場邊界，短軸小于d.現(xiàn)給導體框一個初速度v0(v0垂直磁場邊界)，已知導體框全部在磁場中的速度為v，導體框全部出磁場后的速度為v1；導體框進入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q1，導體框離開磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2.下列說法正確的是（ ）A.導體框離開磁場過程中，感應電流的方向為順時針方向B.導體框進出磁場都是做勻變速直線運動CQ1>Q2D.Q1Q24.兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導線與一個n匝線圈相連，線圈電阻為r，線圈中有豎直方向的磁場，電阻R與金屬板連接，如圖所示，兩板間有一個質量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止，則線圈中的磁感應強度B的變化情況和磁通量的變化率

4、分別是（ ）A.磁感應強度B豎直向上且正增強，B.磁感應強度B豎直向下且正增強，C.磁感應強度B豎直向上且正減弱，D.磁感應強度B豎直向下且正減弱，5.如圖所示,在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中,有一質量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質細桿懸掛在O點,并可繞O點擺動.金屬線框從右側某一位置靜止開始釋放,在擺動到左側最高點的過程中,細桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面.則線框中感應電流的方向是()A.abcdaB.dcbadC.先是dcbad,后是abcdaD.先是abcda,后是dcbad6.如圖所示,正方形閉合導線框的質量可以忽略不計,將它從如圖所示

5、的位置勻速拉出勻強磁場.若第一次用0.3s時間拉出,外力所做的功為W1;第二次用0.9s時間拉出,外力所做的功為W2,則()A.W1=W2B.W1=W2C.W1=3W2D.W1=9W27.邊長為a的閉合金屬正三角形框架,完全處于垂直于框架平面的勻強磁場中,現(xiàn)把框架勻速拉出磁場,如圖(1)所示,則圖(2)中圖象規(guī)律與這一過程相符合的是()(1)(2)8.(2014·山東卷)如圖所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內，通有恒定電流的長直絕緣導線垂直并緊靠軌道固定，導體棒與軌道垂直且接觸良好.在向右勻速通過M、N兩區(qū)的過程中，導體棒所受安培力分別用FM、FN表示.不計軌道電阻.

6、以下敘述正確的是（ ）A.FM向右 B.FN向左C.FM逐漸增大 D.FN逐漸減小9.如圖所示,光滑的平行水平金屬導軌MN、PQ相距L,在MP之間接一個阻值為R的電阻,在兩導軌間cdfe矩形區(qū)域內有垂直導軌平面向上、寬為d的勻強磁場,磁感應強度為B.一質量為m、電阻為r、長度也剛好為L的導體棒ab垂直擱在導軌上,與磁場左邊界相距d0.現(xiàn)用一個水平向右的力F拉棒ab,使它由靜止開始運動,棒ab離開磁場前已做勻速直線運動,棒ab與導軌始終保持良好接觸,導軌電阻不計,F隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖所示,F0已知.下列判斷正確的是()A.棒ab在ac之間的運動是勻加速直線運動B.棒ab在ce

7、之間可能先做加速度減小的運動,再做勻速運動C.棒ab在ce之間不可能一直做勻速運動D.棒ab經(jīng)過磁場的過程中,通過電阻R的電荷量為10.(2014·河南鄭州第二次質檢)如圖所示,在光滑絕緣斜面上放置一矩形鋁框abcd,鋁框的質量為m、電阻為R,斜面上ef線與gh線間有垂直斜面向上的勻強磁場,efghpqab,eh>bc.如果鋁框從磁場上方的某一位置由靜止開始運動,則從鋁框開始運動到ab邊到達gh線之前的速度(v)時間(t)圖象可能正確的有()二、填空與實驗題(本大題共2小題,共10分.把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答)11.(6分)如圖所示,直導線ab與固定的電阻器R連

8、成閉合電路,ab長0.40m,在磁感強度是0.60T的勻強磁場中以5.0m/s的速度向右做切割磁感線的運動,運動方向跟ab導線垂直.這時直導線ab產(chǎn)生的感應電動勢的大小是V,直導線ab中感應電流的方向是(填“ab”或“ba”);若電阻R=5,導線ab電阻r=1,則ab兩端的電勢差大小為V. 12.(4分)超導磁懸浮列車(圖甲)推進原理可以簡化為圖乙所示的模型:在水平面上相距為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.金屬框abcd(懸浮在導軌上方)跨在兩導軌間,其長和寬分別為L、l.當所有這些磁場都以速度v向右勻速

9、運動時,金屬框abcd在磁場力作用下將向(填“左”或“右”)運動.若金屬框電阻為R,運動中所受阻力恒為Ff,則金屬框的最大速度為. 三、計算題(本大題共4小題,共50分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.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)如圖甲所示,一個電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路.線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場,磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖乙所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0,導線的電阻不計.求0至t1時間

10、內,(1)通過電阻R1上的電流大小和方向.(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量.14.（12分）(2014·天津卷)如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角30°的斜面上，導軌電阻不計，間距L0.4 m.導軌所在空間被分成區(qū)域和，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN，中的勻強磁場方向垂直斜面向下，中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應強度大小均為B0.5 T.在區(qū)域中，將質量m10.1 kg，電阻R10.1 的金屬條ab放在導軌上，ab剛好不下滑.然后，在區(qū)域中將質量m20.4 kg，電阻R20.1 的光滑導體棒cd置于導軌上，由靜止開始下滑.cd在滑動

11、過程中始終處于區(qū)域的磁場中，ab、cd始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，取g10 m/s2.問：(1)cd下滑的過程中，ab中的電流方向；(2)ab剛要向上滑動時，cd的速度v多大；(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動的距離x3.8 m，此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少.15.(12分)如圖,ab和cd是兩條豎直放置的長直光滑金屬導軌,MN和M'N'是兩根用細線連接的金屬桿,其質量分別為m和2m.豎直向上的外力F作用在桿MN上,使兩桿水平靜止,并剛好與導軌接觸,兩桿的總電阻為R,導軌間距為l.整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向與導軌所在平

12、面垂直.導軌電阻可忽略,重力加速度為g.在t=0時刻將細線燒斷,保持F不變,金屬桿和導軌始終接觸良好.求:(1)細線燒斷后,任意時刻兩桿運動的速度之比.(2)兩桿分別達到的最大速度.16.(16分)如圖所示,一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內,導軌間距l(xiāng)=0.5m,左端接有阻值R=0.3的電阻.一質量m=0.1kg,電阻r=0.1的金屬棒MN放置在導軌上,整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中,磁場的磁感應強度B=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由靜止開始以a=2m/s2的加速度做勻加速運動,當棒的位移x=9m時撤去外力,棒繼續(xù)運動一段距離后停下來,已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q

13、1Q2=21.導軌足夠長且電阻不計,棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸.求 (1)棒在勻加速運動過程中,通過電阻R的電荷量q;(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2;(3)外力做的功WF.參考答案1.解析:N極磁單極子的磁感線分布類似于正點電荷的電場線分布,由楞次定律知,回路中形成方向沿adcba流向的感應電流,由于回路由超導材料做成,電阻為零,故感應電流不會消失.C項正確.答案:C2.解析：圓盤輻向垂直切割磁感線，由可得，電動勢的大小一定，則電流的大小一定；由右手定則可知，電流方向從圓盤邊緣流向圓心，電流從b導線流進電流表，選項D正確.答案：D3.解析：由楞次定律可以判斷，

14、導體框離開磁場的過程中，感應電流的方向為順時針方向，選項A正確；導體框進出磁場時受到的安培力是變力，做非勻變速直線運動，選項B錯誤；安培力一直是阻力，故導體框做減速運動，進入磁場時的速度大于離開磁場時的速度，進入磁場時產(chǎn)生的焦耳熱Q1大于離開磁場時產(chǎn)生的焦耳熱Q2，選項C正確；由能量守恒得Q1Q2，選項D正確.答案：ACD4.解析：由平衡條件知，下金屬板帶正電，故電流應從線圈下端流出，等效電路如圖所示，由楞次定律可以判定磁感應強度B為豎直向上且正減弱或豎直向下且正增強，故A、D錯誤；因mgq，UR，En，聯(lián)立可求得，故只有C項正確.答案：C5.解析:研究對象是線框,外加磁場B原的方向向上.當線

15、圈從右側位置運動到最低位置過程中,穿過線圈的磁通量原減小,線圈中產(chǎn)生的感應電流的磁場B感的方向與B原方向相同,B感方向向上;再根據(jù)環(huán)形電流的安培定則,知線框中的感應電流方向為dcbad;當線圈從最低位置運動到左側最高位置過程中,穿過線圈的磁通量原增加,線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場B感的方向與B原方向相反,B感方向向下;根據(jù)環(huán)形電流的安培定則,知線框中感應電流方向為dcbad.答案:B6.解析:設線框邊長為L,則線框被勻速拉出的過程中感應電動勢為E=BLv,而v=,外力所做的功為W=t,即W=,可見,外力所做的功與時間成反比,C項正確.答案:C7.解析:在框架被勻速拉出磁場的過程中,由幾何關系得,切

16、割磁感線的有效長度Lx,感應電動勢E=BLvx,B項正確;框架在勻速運動中受到拉力F與安培力相等,而安培力F'=BIL=為變力,C項錯誤;根據(jù)P=Fv判斷,D項錯誤.答案:B8.解析：根據(jù)安培定則可判斷出，通電導線在M區(qū)產(chǎn)生豎直向上的磁場，在N區(qū)產(chǎn)生豎直向下的磁場.當導體棒勻速通過M區(qū)時，由楞次定律可知導體棒受到的安培力向左.當導體棒勻速通過N區(qū)時，由楞次定律可知導體棒受到的安培力也向左.選項B正確.設導體棒的電阻為r，軌道的寬度為L，導體棒產(chǎn)生的感應電流為I，則導體棒受到的安培力F安BIL，在導體棒從左到右勻速通過M區(qū)時，磁場由弱到強，所以FM逐漸增大；在導體棒從左到右勻速通過N區(qū)時

17、，磁場由強到弱，所以FN逐漸減小.選項C、D正確.答案：BCD9.解析:棒ab在ac之間運動時,水平方向只受到恒定拉力F0作用,做勻加速直線運動,A項正確;棒ab進入磁場后立即受到安培阻力的作用,若水平拉力大于安培力,則棒ab加速運動,但加速度隨著速度的增大而減小,直到勻速運動,B項正確;若棒ab進入磁場后安培阻力與水平拉力恰好平衡,則棒ab在磁場中可能一直做勻速運動,C項錯誤;棒ab經(jīng)過磁場的過程中,通過電阻R的電荷量為,D項錯誤.答案:AB10.解析:由題意可知,若鋁框剛進磁場時受到安培力和重力沿斜面向下的分力平衡,則勻速進入,出磁場時,做加速度減小的減速運動(速度可能一直大于勻速運動的速

18、度),A項正確;若鋁框剛進磁場時受到安培力小于重力沿斜面向下的分力,則鋁框將繼續(xù)做加速度逐漸減小的加速運動,完全進入磁場后,做勻加速運動,出磁場時開始減速,D項正確.答案:AD11.解析:ab導線切割磁感線,感應電動勢E=BLv=1.2V,由右手定則知,ab中電流方向是“ba”;ab兩端的電勢差U=R=1.0V.答案:1.2ba1.012.解析:磁場向右勻速運動,金屬框中產(chǎn)生的感應電流所受安培力向右,金屬框向右加速運動,當金屬框勻速運動時速度設為vm,感應電動勢為E=2BL(v-vm),感應電流為I=,安培力F=2BLI,安培力與阻力平衡,F=Ff,解得vm=v-.答案:右v-13.解析:(1

19、)穿過閉合線圈的磁場的面積為S=ð由題圖乙可知,磁感應強度B的變化率的大小為根據(jù)法拉第電磁感應定律得:E=n=nS=由閉合電路歐姆定律可知流過電阻R1的電流為I=再根據(jù)楞次定律可以判斷,流過電阻R1的電流方向由b到a.(2)0至t1時間內通過電阻R1的電荷量為q=It1=電阻R1上產(chǎn)生的熱量為Q=I2R1t1=答案:(1) 方向從b到a (2) 14.解析：(1)由右手定則可以直接判斷出電流是由a流向b.(2)開始放置ab剛好不下滑時，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力，設其為Fmax，有Fmaxm1g sin .設ab剛好要上滑時，cd棒的感應電動勢為E，由法拉第電磁感應定律有EBLv.設電路中的感應電流為I，由閉合電路歐姆定律有I.設ab所受安培力為F安，有F安ILB.此時ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有F安m1g sin Fmax.綜合式，代入數(shù)據(jù)解得:v5 m/s.(3)設cd棒的運動過程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總，由能量守恒有m2gx sin Q總.又QQ總.解得Q1.3 J.答