高考理科綜合物理第10章第3講

1、第十章第 3 講一、選擇題 (在題中給出的選項(xiàng)中，第14 題只有一項(xiàng)符合題目要求，第57 題有多項(xiàng)符合題目要求) 1(2017 屆海淀模擬 )利用所學(xué)物理知識(shí)可以初步了解安檢中常用的一種手持金屬探測(cè)器的工作原理及相關(guān)問(wèn)題這種手持金屬探測(cè)器工作時(shí)，因其內(nèi)部的探測(cè)器線圈內(nèi)通有一定頻率 (該頻率可在固定的頻率范圍內(nèi)調(diào)節(jié))的正弦交變電流，產(chǎn)生迅速變化的磁場(chǎng)如果該種探測(cè)器附近有金屬物品，在金屬物品中會(huì)感應(yīng)出渦流，渦流的磁場(chǎng)反過(guò)來(lái)會(huì)影響探測(cè)器線圈中的電流， 引發(fā)探測(cè)器蜂鳴報(bào)警金屬物品中感應(yīng)出的渦流越大對(duì)探測(cè)器線圈中的電流的影響就越大金屬物品中感應(yīng)出渦流的大小與正弦交變電流的頻率以及被檢測(cè)金屬物品的尺寸和導(dǎo)

2、電的性能有關(guān)關(guān)于該種金屬探測(cè)器，下列說(shuō)法正確的是() a金屬物品中產(chǎn)生的渦流的變化頻率與探測(cè)器線圈中的交變電流的頻率可能不同b當(dāng)探測(cè)器中通有的交變電流頻率不在工作頻率范圍內(nèi)時(shí)，被檢測(cè)金屬物品中就不產(chǎn)生感應(yīng)電流c探測(cè)器線圈中通低頻率的正弦交變電流更容易檢測(cè)出尺寸小、電阻率大的金屬物品d該種金屬探測(cè)器能檢測(cè)出有無(wú)金屬物品，但不能準(zhǔn)確區(qū)分金屬的種類(lèi)【答案】 d 2(2017 屆唐山一模 )如圖甲所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為 a，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，以速度 v 進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙變化的磁場(chǎng)中，t0時(shí)刻剛好有一半進(jìn)入到磁場(chǎng)中此時(shí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為() anb0a22t0bnb0a22t0

3、2nb0avcnb0a22t02b0avdnb0a2t0b0av【答案】 b 【解析】 根據(jù)楞次定律可知，兩種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 en tn b tsnblvnb0t012a2 nb02a vnb0a22t02nb0av， 故 b 正確，a、 c、d 錯(cuò)誤3(2016 年浙江卷 )如圖所示， a、 b兩個(gè)閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10 匝，邊長(zhǎng)la3lb.圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大不考慮線圈之間的相互影響，則() a兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流ba、b 線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為91 ca、b 線圈中感應(yīng)電流之比

4、為3 4 da、b 線圈中電功率之比為31 【答案】 b 【解析】 根據(jù)楞次定律可知，兩線圈內(nèi)均產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，a 錯(cuò)誤因磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，則 b tk，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得en b tl2，則 el2，所以eaeb91，則 b 正確根據(jù) iern b tl24nlsl， 故 a、b 線圈中的感應(yīng)電流之比為31，選項(xiàng) c 錯(cuò)電功率 piel3，則電功率之比為271，選項(xiàng) d 錯(cuò)，故選 b4(2017 屆太原校級(jí)模擬)電磁爐熱效率高達(dá)90%，爐面無(wú)明火， 無(wú)煙無(wú)廢氣， “火力”強(qiáng)勁，安全可靠如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖下列說(shuō)法正確的是() a當(dāng)恒定電流通過(guò)線圈時(shí)會(huì)產(chǎn)

5、生恒定磁場(chǎng)，恒定磁場(chǎng)越強(qiáng)，電磁爐加熱效果越好b在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐不能起到加熱作用c電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些材料的導(dǎo)熱性能較差d電磁爐通電線圈加交流電后在鍋底產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作【答案】 d 【解析】 鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的，所加的電流是交流，不是直流，故a錯(cuò)誤， d 正確在鍋和電磁爐中間放一紙板不會(huì)影響電磁爐的加熱作用，故b 錯(cuò)誤金屬鍋?zhàn)陨懋a(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流而直接加熱于鍋的，陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋屬于絕緣材料，里面不會(huì)產(chǎn)生渦流，故c 錯(cuò)誤故選d5(2017 屆江西二模 )如圖甲所示，打開(kāi)電流和電壓傳感器，將磁鐵置于螺線管正上方距海綿墊高為h 處?kù)o止

6、釋放， 磁鐵穿過(guò)螺線管后掉落到海綿墊上并靜止若磁鐵下落過(guò)程中受到的磁阻力遠(yuǎn)小于磁鐵重力，且不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 不計(jì)線圈電阻 圖乙是計(jì)算機(jī)熒屏上顯示的ui t 曲線，其中的兩個(gè)峰值是磁鐵剛進(jìn)入螺線管內(nèi)部和剛從內(nèi)部出來(lái)時(shí)產(chǎn)生的下列說(shuō)法正確的是 () a若僅增大h，兩個(gè)峰值間的時(shí)間間隔會(huì)增大b若僅減小h，兩個(gè)峰值都會(huì)減小c若僅減小h，兩個(gè)峰值可能會(huì)相等d若僅減小滑動(dòng)變阻器的值，兩個(gè)峰值都會(huì)增大【答案】 bd 6(2017 屆長(zhǎng)春模擬 )由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，若穿過(guò)某截面的磁通量為msin t，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為emcos t.如圖所示，豎直面內(nèi)有一個(gè)閉合導(dǎo)線框acd(由細(xì)軟電阻絲制成)，端點(diǎn) a、d

7、固定 在以水平線段ad 為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 b 方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)導(dǎo)線框的電阻恒為r，圓的半徑為r.用兩種方式使導(dǎo)線框上產(chǎn)生感應(yīng)電流：方式一， 將導(dǎo)線上的c 點(diǎn)以恒定角速度1(相對(duì)圓心o)從 a點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)至d 點(diǎn)；方式二，以ad 為軸，保持 adc45 ，將導(dǎo)線框以恒定的角速度2轉(zhuǎn) 90 .則下列說(shuō)法正確的是() a方式一中，在c 點(diǎn)從 a 點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到圖中adc30 位置的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線截面的電量為3br22rb方式一中，在c 沿圓弧移動(dòng)到圓心o 的正上方時(shí)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大c若兩種方式電阻絲上產(chǎn)生的熱量相等，則1212d若兩種方式電阻絲上產(chǎn)生

8、的熱量相等，則1214【答案】 ac 7如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線l1、l2、 l3、l4，在 l1l2、l3l4之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小均為1 t，方向垂直于虛線所在平面現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度 cdl0.5 m，質(zhì)量為 0.1 kg，電阻為2 . 將其從圖示位置靜止釋放(cd 邊與 l1重合 )，速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻 cd 邊與 l2重合， t2時(shí)刻 ab 邊與 l3重合， t3時(shí)刻ab 邊與 l4重合已知t1t2的時(shí)間間隔為0.6 s，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面始終處于豎直方向重力加速度g 取 10 m/s2.則() a在 0t1時(shí)間內(nèi)，通過(guò)線圈的

9、電荷量為0.25 c b線圈勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為8 m/s c線圈的長(zhǎng)度為1 m d0t3時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2 j 【答案】 ab 【解析】 t2t3時(shí)間 ab 在 l3l4內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而eblv2，fberl，fmg，解得 v2mgrb2l28 m/s，選項(xiàng) b 正確從 cd 邊出 l2到 ab 邊剛進(jìn)入l3一直是勻加速運(yùn)動(dòng)，因而ab 剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)， cd 也應(yīng)剛進(jìn)磁場(chǎng)設(shè)磁場(chǎng)寬度是d，有 3d v2t12gt2，得 d1 m，有 ad2d 2 m，故選項(xiàng) c 錯(cuò)誤 在 0t3時(shí)間內(nèi)由能量守恒得qmg 5d12mv221.8 j，選項(xiàng) d 錯(cuò)誤.0t1時(shí)間內(nèi)，通過(guò)線圈的電荷量為q

10、 rbdlr0.25 c，選項(xiàng) a 正確二、非選擇題8如圖所示，寬度為l 的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一個(gè)電子元件，其阻值與其兩端所加的電壓成正比，即rku，式中 k 為已知常數(shù)框架上有一質(zhì)量為 m 離地高為h 的金屬棒，金屬棒與框架始終接觸良好無(wú)摩擦，且保持水平磁感應(yīng)強(qiáng)度為 b 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向里將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運(yùn)動(dòng)不計(jì)金屬棒及導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為g.求：(1)金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，流過(guò)棒的電流的大小和方向；(2)金屬棒落到地面時(shí)的速度大??；(3)金屬棒從釋放到落地過(guò)程中通過(guò)電子元件的電荷量【答案】 (1)1k水平向右 (或從 ab)(2) 2

11、h gblmk(3)1k2hkmmgkbl【解析】 (1)流過(guò)電子元件的電流大小為iur1k，由串聯(lián)電路特點(diǎn)知流過(guò)棒的電流大小也為1k.由右手定則判定流過(guò)棒的電流方向?yàn)樗较蛴?或從 ab)(2)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒受到的安培力為f安bil blk對(duì)金屬棒運(yùn)用牛頓第二定律有mgf安ma得 agblmk恒定，故金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù)v22ax，得 v2h gblmk. (3)設(shè)金屬棒經(jīng)過(guò)時(shí)間t 落地，有h12at2解得 t2ha2hkmmgk bl故有 qi t1k2hkmmgkbl. 9如圖所示，電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)s1.15 m，兩導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.75 m，導(dǎo)軌傾角為30 .導(dǎo)軌上

12、端ab 接一阻值 r1.5 的電阻磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.8 t 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向上阻值r 0.5 ，質(zhì)量 m0.2 kg 的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端 ab處由靜止開(kāi)始下滑至底端，在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱q上0.1 j 取 g10 m/s2.求：(1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力做的功w安；(2)金屬棒下滑速度v2 m/s 時(shí)的加速度a；(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm， 有同學(xué)解答如下： 由動(dòng)能定理， w重w安12mv2m， .由此所得的結(jié)果是否正確？若正確，說(shuō)明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答【答案】 (1)0.4 j(2)3.2 m/s2(3)見(jiàn)解析【解析】 (1)下滑過(guò)程中安培力做的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱由于r3r，因此qr3qr 0.3 j，故 w安qqr qr0.4 j. (2)金屬棒下滑時(shí)受重力和安培力作用，f安bil b2l2rrv由牛頓第二定律mgsin 30b2l2r rvma所以 agsin 30b2l2m rrv10120.820.75220.2 1.50.5m/s23.2