1、高考资源网（） 您身边的高考专家第九章第3讲一、选择题(16题为单选题，710题为多选题)1(2015上海徐汇区)如图所示，正方形线框ABCD位于纸面内，边长为l，匝数为N，线圈内接有电阻值为R的电阻，过AB中点和CD中点的连线OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为B.当线圈转过90时，通过电阻R的电荷量为()A.B.C.D答案：B解析：初状态时，通过线圈的磁通量为1，当线圈转过90时，通过线圈的磁通量为0，由qN可得通过电阻R的电荷量为。2如图所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd，其边长为l、质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为，虚线框abcd
2、内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下。开始时金属线框的ab边与磁场的dc边重合。现使金属线框以初速度v0沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场区域的dc边距离为l。在这个过程中，金属线框产生的焦耳热为()A.mvmglBmvmglC.mv2mglDmv2mgl答案：D解析：依题意知，金属线框移动的位移大小为2l，此过程中克服摩擦力做功为2mgl，由能量守恒定律得金属线框中产生的焦耳热为Qmv2mgl，故选项D正确。3磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其Et关系如下图所示。如果只将刷卡速度改
3、为，线圈中的Et关系图可能是() 答案：D解析：从Et图象可以看出，刷卡速度为v0时，产生感应电动势的最大值为E0，所用时间为t0；当刷卡速度变为时，根据EBlv可知，此时产生感应电动势的最大值E，由于刷卡器及卡的长度未变，故刷卡时间变为2t0，故选项D正确。4.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m，电阻也为R的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒与导轨接触良好，导轨所在的平面与磁感应强度为B的磁场垂直，如图所示，除金属棒和电阻R外，其余电阻不计。现将金属棒从弹簧的原长位置由静止释放，则以下结论错误的是()A金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为baB
4、最终弹簧的弹力与金属棒的重力平衡C金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为B2L2v/RD金属棒的速度为v时，金属棒两端的电势差为BLv/2答案：C解析：金属棒向下运动时，切割磁感线，由右手定则可知：流过电阻R的电流方向为ba，选项A正确；金属棒在切割磁感线过程中，将金属棒的机械能转化为焦耳热，最终停下，处于静止状态，其合力为零，即弹簧的弹力与金属棒的重力平衡，选项B正确；当金属棒的速度为v时，产生的电动势EBLv，I，则金属棒所受到的安培力大小FBIL，选项C错误；由欧姆定律可得：金属棒两端的电势差UIR，选项D正确，故本题错误的选项是C。5如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角(09
5、0)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()A运动的平均速度大小为vB下滑的位移大小为C产生的焦耳热为qBLvD受到的最大安培力大小为sin答案：B解析：由于金属棒做变加速运动，所以，A错，由q可知位移S，B选项正确，由于电动势时刻在改变，因此克服电场力做功WqBLv，故C不正确最大安培力F，D错。6(2013福建理综)如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，
6、用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律()答案：A解析：在0t1时间内，线框做自由落体运动，t2时刻以后，线框全部进入磁场后做匀加速直线运动，这两段时间内的vt图线均为直线。在t1t2时间内，线框进入磁场的过程中，线框的运动状态与进入磁场时的速度v有关。当线框在磁场中匀速运动时，安培力等于重力，即mg。若线框的速度v远大于v0，则进入磁场后减速。由mgma可知，加速度减小；若线框速度vv0
7、，但相差不大，则线框进入磁场后可能先减速再匀速，B项正确；若线框的速度vv0，则线框进入磁场一直匀速至全部进入磁场，D项正确；若线框的速度vv0，但相差不大，则线框进入磁场后可能先加速再匀速；若线框的速度v远小于v0，则线框进入磁场后加速，加速度减小，C项正确。7(2015咸阳模拟)如图所示，两个同心金属环水平放置，半径分别为r和2r，两环间有磁感应强度大小为B、方向垂直环面向里的匀强磁场，在两环间连接有一个电容为C的电容器，a、b是电容器的两个极板。长为r的金属棒AB沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好，并绕圆心以角速度做逆时针方向(从垂直环面向里看)的匀速圆周运动。则下列说法正确的是()
8、A金属棒中有从A到B的电流B电容器a极板带正电C电容器两端电压为D电容器所带电荷量为答案：BC解析：当金属棒沿逆时针方向匀速旋转时，没有感应电流，但会产生感应电动势，由右手定则可判断出金属棒B端电势高于A端，电容器a板带正电，A选项错误，B选项正确；金属棒旋转时产生的感应电动势为EBrBr，则电容器两端电压为，电容器所带电荷量为，C选项正确，D选项错误。8.(2015江苏宿迁第一次调研)用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径。如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率k(k0)。则()A圆环中
9、产生逆时针方向的感应电流B圆环具有扩张的趋势C圆环中感应电流的大小为|D图中a、b两点间的电势差Uab|kr2|答案：BD解析：根据楞次定律和安培定则，圆环中将产生顺时针方向的感应电流，且具有扩张的趋势，A错误、B正确；根据法拉第电磁感应定律，圆环中产生的感应电动势大小为E|kr2|，由电阻定律知R，所以感应电流的大小为I|，C正确；根据闭合电路欧姆定律可得a、b两点间的电势差Uab|kr2|，D错误。9(2016山东淄博模拟)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的
10、匀强磁场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g，则()A金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向abB金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为C金属棒的最大速度为D金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为()2R答案：BD解析：金属棒刚进入磁场的瞬间，向下切割磁感线，由右手定则可知，电阻R的电流方向ba，故A错误；金属棒的速度为v时，由公式EBLv、I、FBIL，得金属棒所受的安培力大小为：F，故B正确；金属棒以恒定的速度下滑时，有mg，解得：v，故C错误；金属棒以恒定的速度v下滑时，电路中电流为：I电阻R的热功率为：PI2R，解得：P()2R，故D正确。10(2016江西上饶
11、模拟)如图所示，电阻不计的平行金属导轨与水平面间的倾角为，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ab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，则()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mv2mgs(sincos)C上滑过程中导体棒克服安培力做的功为mv2D上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2mgssin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FBILBl，故A错误，根据能量守恒，上滑
12、过程中电流做功产生的热量为：Wmv2mgs(sincos)；上滑过程中导体棒克服安培力做的功等于产生的热量是：Qmv2mgs(sincos)，故B正确，C错误；上滑过程中导体棒损失的机械能为：Emv2mgssin，故D正确。二、非选择题11如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒。棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：(1)电容
13、器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。答案：(1)QCBLv(2)vgt解析：(1)设金属棒下滑的速度大小为v，则感应电动势为EBLv平行板电容器两极板之间的电势差为UE设此时电容器极板上积累的电荷量为Q，则有C联立式得QCBLv(2)设金属棒的速度大小为v时经历的时间为t，通过金属棒的电流为i，金属棒受到的磁场的作用力沿导轨向上，大小为f1BLi设在时间间隔(t，tt)内流经金属棒的电荷量为Q，则有iQ也是平行板电容器极板在时间(t，tt)内增加的电荷量。由式得QCBLv式中v为金属棒的速度变化量，由定义有a金属棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小为
14、f2N式中N为金属棒对轨道的压力，其大小为Nmgcos金属棒在时刻t时加速度方向沿斜面向下，大小为a，由牛顿第二定律，有mgsinf1f2ma由到式得ag由式及题设可知，金属棒做初速度为零的匀加速直线运动，t时刻金属棒的速度大小为vgt12如图甲所示，一对足够长的平行光滑轨道固定在水平面上，两轨道间距l0.5m，左侧接一阻值为R1的电阻。有一金属棒静止地放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中。t0时，用一外力F沿轨道方向拉金属棒，使金属棒以加速度a0.2m/s2做匀加速运动，外力F与时间t的关系如图乙所示。 (1)求金属棒的质量m
15、；(2)求磁感应强度B；(3)当力F达到某一值时，保持F不再变化，金属棒继续运动3s，速度达到1.6m/s且不再变化，测得在这3s内金属棒的位移s4.7m，求这段时间内电阻R消耗的电能。答案：(1)0.5kg(2)1T(3)1.6J解析：由图乙知F0.10.05t(N)(1)F合FF安(0.10.05t)ma当t0时，vat0，F合0.1N由牛顿第二定律得：m0.5(kg)(2)金属棒做匀加速运动，则：F合(0.10.05t) 0.1(0.05)t合力恒定不变所以0.050，解得：B1T。(3)F变为恒力后，金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，经过3s后，速度达到最大vm1.6m/s，此后金属棒做匀速运动。vm1.6m/s时，F合0，FF安0.4(N)将F0.4N代入F0.10.05t，求出金属棒做变加速运动的起始时间为：t6s该时刻金属棒的速度为v1at0.261.2(m/s)这段时间内电阻R消耗的电能EWFEkFsm(vv)0.44.70.5(1.621.22)1.6(J)。高考资源网版权所有，侵权必究！（北京，天津，甘肃，内蒙，新疆，陕西，山东，河北）八地区试卷投稿QQ 2355394501
