高考物理專項精練精析物理專項精講三十七

1、(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁形式分冊裝訂！)一、選擇題1.如右圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，方向豎直向下，在磁場中有一個邊長為l的正方形剛性金屬框，ab邊的質(zhì)量為m，電阻為r，其他三邊的質(zhì)量和電阻均不計cd邊上裝有固定的水平軸，將金屬框自水平位置由靜止釋放，第一次轉(zhuǎn)到豎直位置時，ab邊的速度為v，不計一切摩擦，重力加速度為g，則在這個過程中，下列說法正確的是()a通過ab邊的電流方向為abbab邊經(jīng)過最低點時的速度vca、b兩點間的電壓逐漸變大d金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為mglmv2解析：本題考查電磁感應(yīng)ab邊向下擺動過程中，磁通量逐漸減小，根據(jù)楞次定律及右手定則可知感應(yīng)電流方向為ba，選

2、項a錯誤；ab邊由水平位置到達(dá)最低點過程中，機(jī)械能不守恒，所以選項b錯誤；金屬框擺動過程中，ab邊同時受安培力作用，故當(dāng)重力與安培力沿其擺動方向分力的合力為零時，a、b兩點間電壓最大，選項c錯誤；根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)等于此過程中機(jī)械能的損失，故選項d正確答案：d2.一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，以一定的初速度v0從一光滑平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行，導(dǎo)軌平面與水平面成30°角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻r相連，如右圖所示，磁場垂直斜面向上，導(dǎo)軌的電阻不計，金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端時的速度大小為v，()a向上滑行的時間大于向下滑行的時間b在向上滑行

3、時電阻r上產(chǎn)生的熱量小于向下滑行時電阻r上產(chǎn)生的熱量c向上滑行時與向下滑行時通過電阻r的電荷量相等d金屬桿從開始上滑至返回出發(fā)點，電阻r上產(chǎn)生的熱量為m(vv2)解析：導(dǎo)體桿沿斜面向上運動時安培力沿斜面向下，沿斜面向下運動時安培力沿斜面向上，所以上升過程的加速度大于下滑過程的加速度，因此向上滑行的時間小于向下滑行的時間，a錯；向上滑行過程的平均速度大，感應(yīng)電流大，安培力做的功多，r上產(chǎn)生的熱量多，b錯；由q知c對；由能量守恒定律知回路中產(chǎn)生的總熱量為m(vv2)，d錯； 本題中等難度答案：c3.矩形線圈abcd，長ab20 cm，寬bc10 cm，匝數(shù)n200，線圈回路總電阻r5 .整個線圈平

4、面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場穿過若勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時間t的變化規(guī)律如右圖所示，則()a線圈回路中感應(yīng)電動勢隨時間均勻變化b線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0.2 ac當(dāng)t0.3 s時，線圈的ab邊所受的安培力大小為0.016 nd在1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為48 j解析：由enns可知，由于線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率 t/s0.5 t/s為常數(shù)，則回路中感應(yīng)電動勢為en2 v，且恒定不變，故選項a錯誤；回路中感應(yīng)電流的大小為i0.4 a，選項b錯誤；當(dāng)t0.3 s時，磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.2 t，則安培力為fnbil200×0.2×0.4×0.2 n3.2

5、n，故選項c錯誤；1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為qi2rt0.42×5×60 j48 j選項d正確答案：d4(2010·揚州模擬)如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在與水平方向夾角60°斜向下的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻r的阻值外，其余電阻不計，導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)規(guī)定ab的方向為電流的正方向，水平向右的方向為外力的正方向，則在0t時間內(nèi)，能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒ab所受水平外力f隨時間t變化的圖象是()解析：由楞次定律可判定回路中

6、的電流始終為ba方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律可判定回路電流大小恒定，故a、b錯；由f安bil可得f安隨b的變化而變化，在0t0時間內(nèi)，f安方向向右，故外力f與f安等值反向，方向向左為負(fù)值；在t0t時間內(nèi)，f安方向改變，故外力f方向也改變?yōu)檎担C上所述，d項正確答案：d5.如右圖所示，光滑金屬導(dǎo)軌ac、ad固定在水平面內(nèi)，并處在方向豎直向下、大小為b的勻強(qiáng)磁場中有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒以初速度v0從某位置開始在導(dǎo)軌上水平向右運動，最終恰好靜止在a點在運動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終構(gòu)成等邊三角形回路，且通過a點的總電荷量為q.已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的接觸電阻阻值為r，其余電阻不計，則()a該過程中導(dǎo)體棒做勻

7、減速運動b該過程中接觸電阻產(chǎn)生的熱量為mvc開始運動時，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成回路的面積為d當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為v0時，回路中感應(yīng)電流大小為初始時的一半解析：產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為eblv，電流為iblv/r，安培力為fbilb2l2v/r，l、v都在減小，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度也在減小，故a錯；該過程中，動能全部轉(zhuǎn)化為接觸電阻產(chǎn)生的熱量為mv；b錯；該過程中，通過的總電荷量為qbs/r，整理后得開始運動時，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成回路的s，c對；由產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為eblv和電流為iblv/r，可知d錯答案：c6.如右圖所示，兩豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌相距0.2 m，其電阻不計，處于水平向里的勻強(qiáng)磁場中，勻

8、強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 t，導(dǎo)體棒ab與cd的電阻均為0.1 ，質(zhì)量均為0.01 kg.現(xiàn)用豎直向上的力拉ab棒，使之勻速向上運動，此時cd棒恰好靜止，已知棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌足夠長，g取10 m/s2，則()aab棒向上運動的速度為1 m/sbab棒受到的拉力大小為0.2 nc在2 s時間內(nèi)，拉力做功為0.4 jd在2 s時間內(nèi)，ab棒上產(chǎn)生的焦耳熱為0.4 j解析：cd棒受到的安培力等于它的重力，blmg，v2 m/s，a錯誤ab棒受到向下的重力g和向下的安培力f，則ab棒受到的拉力ftfg2mg0.2 n，b正確在2 s內(nèi)拉力做的功，wftvt0.2×2×2

9、 j0.8 j，c不正確在2 s內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量qi2rt2rt0.2 j，d不正確答案：b7.如右圖所示，在光滑水平面上方，有兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b、方向相反的水平勻強(qiáng)磁場，如圖所示，pq為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大一個邊長為a，質(zhì)量為m，電阻為r的正方形金屬線框垂直磁場方向，以速度v從圖示位置向右運動，當(dāng)線框中心線ab運動到與pq重合時，線框的速度為，則()a此時線框中的電功率為4b2a2v2/rb此時線框的加速度為4b2a2v/(mr)c此過程通過線框截面的電荷量為ba2/rd此過程回路產(chǎn)生的電能為0.75mv2解析：線框左右兩邊都切割磁感線則e總2ba·，p，a錯誤

10、；線框中電流i，兩邊受安培力f合2·bia，故加速度a，b錯誤；由，.qt得q.從b點到q點ba2，故c正確；而回路中產(chǎn)生的電能emv2m2mv2，故d錯誤答案：c二、非選擇題8(2010·江蘇單科)如右圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為l，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直一質(zhì)量為m、有效電阻為r的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為i.整個運動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計導(dǎo)軌的電阻求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小b；(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運動速度的大小v；(3)流經(jīng)電流表電流的

11、最大值im.解析：(1)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運動bilmg解得b.(2)感應(yīng)電動勢eblv感應(yīng)電流i由式解得v.(3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時的速度最大，設(shè)為vm機(jī)械能守恒mvmgh感應(yīng)電動勢的最大值emblvm感應(yīng)電流的最大值im解得im.答案：(1)b(2)v(3)im9.如右圖所示，兩根相同的勁度系數(shù)為k的金屬輕彈簧用兩根等長的絕緣線懸掛在水平天花板上，彈簧的上端通過導(dǎo)線與阻值為r的電阻相連，彈簧的下端接一質(zhì)量為m、長度為l、電阻為r的金屬棒，金屬棒始終處于寬度為d的垂直紙面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中開始時彈簧處于原長金屬棒從靜止釋放，其下降高度為h時達(dá)到了最大速度已知彈簧始

12、終在彈性限度內(nèi)，且當(dāng)彈簧的形變量為x時，它的彈性勢能為kx2，不計空氣阻力和其他電阻，求：(1)金屬棒的最大速度是多少？(2)這一過程中r消耗的電能是多少？解析：(1)當(dāng)金屬棒有最大速度時，加速度為零，金屬棒受向上的彈力、安培力和向下的重力作用，有2khbidmgivmax.(2)根據(jù)能量關(guān)系得mgh2×mve電又有r、r共同消耗了總電能，erere電整理得r消耗的電能為ere電mghkh2答案：(1)(2)mghkh210如圖所示，在距離水平地面h0.8 m的虛線的上方，有一個方向垂直于紙面水平向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場正方形線框abcd的邊長l0.2 m，質(zhì)量m0.1 kg，電阻r0.08

13、.一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連線框，另一端連一質(zhì)量m0.2 kg的物體a.開始時線框的cd在地面上，各段繩都處于伸直狀態(tài)，從如圖所示的位置由靜止釋放物體a，一段時間后線框進(jìn)入磁場運動，已知線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時線框恰好做勻速運動當(dāng)線框的cd邊進(jìn)入磁場時物體a恰好落地，同時將輕繩剪斷，線框繼續(xù)上升一段時間后開始下落，最后落至地面整個過程線框沒有轉(zhuǎn)動，線框平面始終處于紙面內(nèi)，g取10 m/s2.求：(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b.(2)線框從開始運動到最高點，用了多長時間？(3)線框落地時的速度多大？解析：(1)設(shè)線框到達(dá)磁場邊界時速度大小為v，由機(jī)械能守恒定律可得：mg(hl)mg(hl)(mm)v2代入數(shù)據(jù)解得：v2 m/s線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時，感應(yīng)電流：i線框恰好做勻速運動，有：mgmgibl代入數(shù)據(jù)解得：b1 t(2)設(shè)線框進(jìn)入磁場之前運動時間為t1，有：hlvt1代入數(shù)據(jù)解得：t10.6 s線框進(jìn)入磁場過程做勻速運動，所用時間：t20.1 s此后輕繩拉力消失，線框做豎直上拋運動，到最高點