物理3-2第四章第五节课时作业.doc
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1、(A) 一、单项选择题1如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强 度均匀增大时,此粒子的动能将( ) A不变 B增大 C减少 D以上情况都有可能 解析:选 B.当磁场增强时,将产生逆时针方向的感生电场,带正电粒子受电场力作用, 动能增大2如图所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域,细金属棒 PQ 沿导轨从 MN 处匀速 运动到 MN的过程中,棒上感应电动势 E 随时间 t 变化的图象正确的是( )解析:选 A.当 PQ 进入磁场后,切割磁感线产生的感应电动势为 EBLv,是一定值; 而刚开始运动和最后一段未切割磁感线,不产生感应电动势,故选 A.3如图所示,金属
2、棒 ab 置于水平放置的光滑框架 cdef 上,棒与框架接触良好,匀强磁 场垂直于 ab 棒斜向下从某时刻开始磁感应强度均匀减小,同时施加一个水平方向上的外 力 F 使金属棒 ab 保持静止,则 F( ) A方向向右,且为恒力 B方向向右,且为变力 C方向向左,且为变力 D方向向左,且为恒力解析:选 C.由 EnS 可知,因磁感应强度均匀减小,感应电动势 E 恒定,由 F安BtBIL,I 可知,ab 棒受到的安培力随 B 的减小均匀变小,由外力 FF安可知,外力 F 也ER 均匀变小,为变力,由左手定则可判断 F安水平方向上的分量向右,所以外力 F 水平向左, C 正确4(2013高考北京卷)
3、如图所示,在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中, 金属杆 MN 在平行金属导轨上以速度 v 向右匀速滑动, MN 中产生的感应电动势为 E1;若磁 感应强度增为 2B,其他条件不变,MN 中产生的感应电动势变为 E2.则通过电阻 R 的电流方 向及 E1与 E2之比 E1E2分别为( ) Aca,21 Bac,21 Cac,12 Dca,12 解析:选 C.根据右手定则可知,电流的方向应该从 N 到 M,即通过电阻的电流为从 a 到 c,由电磁感应定律 EBLv 得 E1E212.5(2013高考新课标全国卷)如图,在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方 形导线框;在导
4、线框右侧有一宽度为 d(dL )的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的 一边平行,磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动t0 时导线框的右边恰与磁 场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域下列 vt 图象中,可能正确描述上述过 程的是( )解析:选 D.t0 线框刚进入磁场时,要做加速度减小的减速运动,全部进入磁场做匀速 直线运动,出来时也要做加速度减小的减速运动,所以 D 正确 6矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直规定磁 场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度 B 随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为 感应电流 i 的正方向,下列 i t 图
5、中正确的是( )解析:选 D.01 s 内 B 垂直纸面向里均匀增大,则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可 得线圈中产生恒定的感应电流,方向为逆时针方向,排除 A、C 选项;2 s3 s 内,B 垂直纸 面向外均匀增大,同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向,排除 B 选项,故选 D. 二、多项选择题7如图所示,磁感应强度为 B 的匀强磁场有理想界面,用力将矩形线圈从磁场中匀速 拉出在其他条件不变的情况下( ) A速度越大时,拉力做功越多 B线圈边长 L1越大时,拉力做功越多 C线圈边长 L2越大时,拉力做功越多 D线圈电阻越大时,拉力做功越多解析:选 ABC.F 匀速拉出线圈过程所做的功
6、为 WFL2,又 FF安IBL1,I,BL1vR所以 W,可知 A、B、C 正确,D 错误B2L2 1L2vR 8如图所示,有两根和水平方向成 角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻 R, 下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为 B.一根质量为 m 的金属杆从 轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度 vm,则( )A如果 B 变大,vm将变大 B如果 变大,vm将变大 C如果 R 变大,vm将变大 D如果 m 变小,vm将变大 解析:选 BC.金属杆从轨道上滑下切割磁感线产生感应电动势 EBlv,在闭合电路中形成电流I,因此金属杆从轨道上滑下
7、的过程中除受重力、轨道的弹力外还受安培力 FA作用,BlvRFABIl,先用右手定则判定感应电流方向,再用左手定则判定出安培力方向,受力B2l2vR分析如图所示,根据牛顿第二定律,得 mgsin ma,当 a0 时,vvm,解得 vmB2l2vR,故选 BC.mgRsin B2l29如图所示,阻值为 R 的金属棒从图示位置 ab 分别以 v1、v2的速度沿光滑导轨(电阻 不计)匀速滑到 ab位置,若 v1v212,则在这两次过程中( ) A回路电流 I1I212 B产生的热量 Q1Q212 C通过任一截面的电荷量 q1q212 D外力的功率 P1P212解析:选 AB.感应电动势为 Blv,感
8、应电流 I ,大小与速度成正比,产生的热量ERBlvRQI2Rt,B、l、l、R 是一样的,两次产生的热量比就是运动速度B2l2v2RlvB2l2lvR比通过任一截面的电荷量 qIt,与速度无关,所以应为 11.金属棒运动BlvRlvBllR 中受磁场力的作用,为使棒匀速运动,外力大小要与磁场力相同,则外力的功率PFvBIlv,其中 B、l、R 相同,外力的功率与速度的平方成正比,应为 14.故B2l2v2R 选 AB.10.如图所示,在磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中,有两根竖直放置的平行金属导轨, 顶端用一电阻 R 相连,两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直一根金属棒 ab 以初速度 v0
9、 沿导轨竖直向上运动,到某一高度后又向下运动返回到原出发点整个过程中金属棒与导轨 保持垂直且接触良好,导轨与金属棒间的摩擦及它们的电阻均可忽略不计则在金属棒整个 上行与整个下行的两个过程中,下列说法正确的是( ) A回到出发点的速度 v 等于初速度 v0 B上行过程中通过 R 的电荷量等于下行过程中通过 R 的电荷量 C上行过程中 R 上产生的热量大于下行过程中 R 上产生的热量 D上行的运动时间小于下行的运动时间解析:选 BCD.金属棒切割磁感线运动,由右手定则和法拉第电磁感应定律、安培力公 式可知金属棒下行和上行时的受力情况,如图所示由能量守恒定律可知,金属棒在运动过 程中,部分机械能转化
10、为系统的焦耳热,故金属棒回到出发点的速度 v 小于初速度 v0,A 错 误;设金属棒上升的最大高度为 h,上升过程中金属棒所受的安培力比下降过程中的要大, R 上产生的热量等于金属棒克服安培力做的功,由 WFh 可知上升过程中产生的热量比下降 过程中产生的热量要大,C 正确;由电荷量的定义、欧姆定律和法拉第电磁感应定律可得,运动过程中产生的电荷量 q可知,上行和下行过程中磁通量变化相等,则 B 正确;由牛R顿第二定律可知 a上a下,由位移公式 x at2可知,上行和下行的位移大小相等,则 t上12 t下,D 正确故选 BCD. 三、非选择题11有一面积为 100 cm2的金属环,电阻为 0.1
11、 ,环中磁场变化规律如图乙所示,且磁 场方向垂直于环面向里,在 t1t2这段时间内: (1)金属环中自由电子定向移动的方向如何? (2)通过金属环的感应电荷量为多少? 解析:(1)由楞次定律知,金属环中感应电流的方向为逆时针方向,故自由电子定向移动 的方向为顺时针方向(2)q tInRnSB2B1RC1102 C.1 100 104 0.20.10.1 答案:(1)顺时针 (2)1102 C12(2014金华高二检测)均匀导线制成的单匝正方形闭合线框 abcd,边长为 L,总电阻 为 R,总质量为 m.将其置于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场上方 h 处,如图所示线框由静 止自由下落,线框平面
12、保持在竖直平面内,且 cd 边始终与水平的磁场边界平行当 cd 边刚 进入磁场时: (1)求线框中产生的感应电动势大小; (2)求 cd 两点间的电势差大小; (3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度 h 所应满足的条件 解析:(1)cd 边刚进入磁场时,线框速度 v2gh线框中产生的感应电动势 EBLvBL.2gh(2)此时线框中电流 I ,cd 两点间的电势差ERUI R BL.34342gh(3)安培力 FBILB2L2 2ghR根据牛顿第二定律 mgFma,由 a0,解得下落高度满足 h.m2gR22B4L4答案:(1)BL (2) BL (3)h2gh342ghm2gR22B
13、4L4 (B) 一、单项选择题1内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上,环内有一带负电的小球,整个装 置处在竖直向下的磁场中,如图所示,当磁场突然增强时小球( ) A沿顺时针方向运动 B沿逆时针方向运动 C在原位置附近往复运动 D仍保持静止状态 解析:选 A.磁场突然增强时,激发出逆时针方向的感生电场,对负电荷的作用力为顺时 针,故小球沿顺时针方向运动2如图,一个半径为 L 的半圆形硬导体 AB 以速度 v 在水平 U 形框架上匀速滑动,匀 强磁场的磁感应强度为 B,回路电阻为 R0,半圆形硬导体 AB 的电阻为 r,其余电阻不计,则 半圆形导体 AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及 A
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- 物理 第四 五节 课时 作业
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