20192020學(xué)年高中物理重難強(qiáng)化訓(xùn)練二含解析粵教版選修3

重難加強(qiáng)訓(xùn)練(二)(時(shí)間：40分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]一、選擇題(此題共6小題，每題6分)穿過(guò)某線圈的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖，在以下幾段時(shí)間內(nèi)，線圈中感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)最小的是( )A．0～2s

B．2～4sC．4～5s

D．5～10sD[圖線斜率的絕對(duì)值越小，表示磁通量的變化率越小，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)也就越?。?/p>

]2．如圖甲所示，平面上的圓滑平行導(dǎo)軌

MN、PQ上放著圓滑導(dǎo)體棒

ab、cd，兩棒用細(xì)線系住，細(xì)線拉直但沒(méi)有張力．開(kāi)始時(shí)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向如圖甲所示，而磁感覺(jué)強(qiáng)度

B隨時(shí)間

t的變化如圖乙所示，不計(jì)ab、cd間電流的互相作用，則細(xì)線中的張力大小隨時(shí)間變化的狀況為選項(xiàng)圖中的( )甲乙ABCD[0到t0時(shí)間內(nèi)，依據(jù)法拉第電磁感覺(jué)定律可知感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)恒定，感覺(jué)電流恒定，但因磁場(chǎng)平均變?nèi)?，故兩?dǎo)體棒上的安培力平均變小，依據(jù)左手定章和均衡知識(shí)知細(xì)線上有拉力，大小等于每個(gè)棒遇到的安培力，當(dāng)

t0時(shí)刻磁場(chǎng)為零，安培力為零．大于

t0時(shí)刻后，磁場(chǎng)反向變強(qiáng)，兩棒間距變小，線上無(wú)力．故只有

D圖正確．

]3．[多項(xiàng)選擇]矩形線圈abcd，長(zhǎng)ab＝20cm，寬bc＝10cm，匝數(shù)n＝200，線圈回路總電阻R＝5Ω.整個(gè)線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)．若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如下圖，則( )A．線圈回路中感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間平均變化B．線圈回路中產(chǎn)生的感覺(jué)電流為0.4AC．當(dāng)t＝0.3s時(shí)，線圈的ab邊所受的安培力大小為0.016ND．在1min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為48JΦBB20－5×10－2BD[由E＝nt＝nSt可知，因?yàn)榫€圈中磁感覺(jué)強(qiáng)度的變化率t＝0.3BT/s＝0.5T/s

為常量，則回路中感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)

E＝nS

t＝2V，且恒定不變，應(yīng)選項(xiàng)

A錯(cuò)誤；E回路中感覺(jué)電流的大小

I＝R＝0.4A

，選項(xiàng)

B正確；當(dāng)

t＝0.3s

時(shí)，磁感覺(jué)強(qiáng)度

B＝0.2T

，則安培力F＝nBIl＝200×0.2×0.4×0.2N＝3.2N，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；1min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱Q＝I2Rt＝0.42×5×60J＝48J，選項(xiàng)D正確．]4．(多項(xiàng)選擇)如下圖，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌固定在一絕緣斜面上，兩同樣的金屬導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止擱置，且與導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F作用在a的中點(diǎn)，使其向上運(yùn)動(dòng)．若b一直保持靜止，則它所受摩擦力可能()A．為0B．先減小后不變C．等于FD．先增大再減小AB[導(dǎo)體棒a在恒力F作用下加快運(yùn)動(dòng)，最后勻速運(yùn)動(dòng)，閉合回路中產(chǎn)生感覺(jué)電流，導(dǎo)體棒b遇到安培力方向應(yīng)沿斜面向上，且漸漸增大，最后不變．由均衡條件可知，導(dǎo)體棒b遇到的摩擦力先沿斜面向上漸漸減小，最后不變，因此選項(xiàng)A、B正確，C、D錯(cuò)誤．]5．(多項(xiàng)選擇)在運(yùn)動(dòng)會(huì)上的100m賽跑跑道雙側(cè)設(shè)有追蹤儀，其原理如圖甲所示，水平面上兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌平行固定擱置，間距為L(zhǎng)＝0.5m，一端經(jīng)過(guò)導(dǎo)線與阻值為＝0.5ΩR的電阻連結(jié)；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m＝0.5kg的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽視不計(jì)；勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下．用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上，使桿運(yùn)動(dòng)．當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的速度v也會(huì)變化，從而使追蹤儀一直與運(yùn)動(dòng)員保持一致．已知v和F的關(guān)系如圖乙所示．(取g＝10m/s2)則()甲乙A．金屬桿遇到的拉力與速度成正比B．該磁場(chǎng)磁感覺(jué)強(qiáng)度為1TC．圖線在橫軸的截距表示金屬桿與導(dǎo)軌間的阻力大小D．導(dǎo)軌與金屬桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.4BCD[由圖象可知拉力與速度是一次函數(shù)，但不可正比，故A錯(cuò)誤；圖線在橫軸的截距是速度為零時(shí)的F，此時(shí)金屬桿將要運(yùn)動(dòng)，此時(shí)阻力——最大靜摩擦力等于F，也等于運(yùn)動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)摩擦力，C正確；由－BIL－＝0及I＝BLvB2L2v－＝0，從圖象上可得：－FμmgRFRμmg分別讀出兩組F、v數(shù)據(jù)代入上式即可求得B＝1T，μ＝0.4，因此選項(xiàng)B、D正確．]6．(多項(xiàng)選擇)如下圖，電阻不計(jì)、間距為l的圓滑平行金屬導(dǎo)軌水平擱置于磁感覺(jué)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌左端接必定值電阻R.質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，遇到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是＝0＋(0、k是常量)，金屬棒與導(dǎo)軌一直垂直且接FFkvF觸優(yōu)秀．金屬棒中感覺(jué)電流為i，遇到的安培力大小為F，電阻R兩頭的電壓為U，感覺(jué)電流AR的功率為P，它們隨時(shí)間t變化規(guī)律的圖象可能正確的有()ABCDBC[當(dāng)金屬棒的速度為v時(shí)，遇到的安培力A＝BIl＝B2l2v，依據(jù)牛頓第二定律MNMNFR－AB2l20k－RBlv22v222FFFBlBl得金屬棒MN的加快度a＝m＝m＋mv，且i＝R，UR＝Blv，P＝R.若k＝R，金屬棒做勻加快直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，i-t圖象為直線，F(xiàn)A-t圖象為直線，UR-t圖象為直線，P-tB2l2圖象為拋物線．若k>R，則金屬棒做加快度增大的加快運(yùn)動(dòng)．則i-t圖象、FA-t圖象、UR-tB2l2圖象、P-t圖象為曲線，斜率愈來(lái)愈大，此時(shí)選項(xiàng)B正確；若k<R，則金屬棒做加快度減小的加快運(yùn)動(dòng)，加快度減為零后做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)i-t圖象、FA-t圖象、UR-t圖象、P-t圖象為曲線，斜率愈來(lái)愈小，此時(shí)選項(xiàng)C正確．]二、非選擇題(14分)7．在傾角θ＝30°的斜面上，沿下滑方向鋪兩條平行的圓滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)軌的間距為＝0.1m，二者的底端a和b用＝0.04Ω的電LR阻相連，如下圖．在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌放有一根金屬桿cd，其質(zhì)量m＝0.005kg.今垂直于斜面加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，當(dāng)金屬桿以v＝10m/s的速率勻速下滑時(shí)，R中感覺(jué)電流的方向?yàn)閺腶到b，設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿cd的電阻都忽視不計(jì)，g取10m/s2，求：勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的大小和方向；電流的功率P電．[分析](1)當(dāng)金屬桿勻速下滑時(shí)，重力所做的功完整用來(lái)戰(zhàn)勝安培力做功并從而轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合電路的電能．在t時(shí)間內(nèi)W重＝mgsinθ·vtEB2L2vF安＝ILB＝·L·B＝RRW安＝F安·vB2L2v2tt＝R依據(jù)重＝安，解得磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為WWB＝mgRsinθ0.005×10×0.04×0.5T＝0.1TL2v＝0.12×10又因?yàn)榘才嗔Ψ较蜓匦泵嫦蛏?，依?jù)左手定章可知磁感覺(jué)強(qiáng)度B方向垂直于斜面向上．依據(jù)能量守恒，電流的功率P電與機(jī)械功率相等，故P電＝sinθ·v＝0.005×10×0.5×10W＝0.25W.mg[答案](1)0.1T，垂直于斜面向上(2)0.25W[能力提高練]一、選擇題(此題共3小題，每題6分)1．(多項(xiàng)選擇)如下圖，圓滑平行的金屬導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，與水平方向成θ角傾斜固定，導(dǎo)軌之間充滿了垂直于導(dǎo)軌平面的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度為(未畫(huà)出)，在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌擱置著質(zhì)量均為、電阻均為R的金B(yǎng)m屬棒a、b，二者都被垂直于導(dǎo)軌的擋板(未畫(huà)出)擋住保持靜止，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，現(xiàn)對(duì)b棒施加一垂直于棒且平行于導(dǎo)軌平面向上的牽引力F，并在極短的時(shí)間內(nèi)將牽引力的功率從零調(diào)為恒定的P.為了使a棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，P的取值可能為(重力加快度為g)()22222mgR23mgR2A.B2L2·sinθB.B2L2·sinθ22227mgR25mgR2C.B2L2·sinθD.B2L2·sinθCD[以b棒為研究對(duì)象，由牛頓第二定律可知－sinθ－BLv＝，以a棒為研Fmg2RBLmaBLv2Rmgsinθ究對(duì)象，由牛頓第二定律可知2R·BL－mgsinθ＝ma′，則F>2mgsinθ，v>B2L2，4222mgR故P＝Fv>B2L2·sinθ，由此可得選項(xiàng)C、D正確．]2．(2019·全國(guó)卷Ⅰ)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其界限如圖(a)中虛線所示．一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為，將該導(dǎo)線做成半徑為rMNS的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上．t＝0時(shí)磁感覺(jué)強(qiáng)度的方向如圖(a)所示；磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(b)所示．則在t＝0到t＝t1的時(shí)間間隔內(nèi)()圖(a)圖(b)A．圓環(huán)所受安培力的方向一直不變B．圓環(huán)中的感覺(jué)電流一直沿順時(shí)針?lè)较駽．圓環(huán)中的感覺(jué)電流大小為

B0rS4t0ρB0πr2D．圓環(huán)中的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)大小為4t0[答案]BC3．如圖甲所示，電阻不計(jì)且間距為L(zhǎng)＝1m的圓滑平行金屬導(dǎo)軌豎直擱置，上端連結(jié)阻值為＝1Ω的電阻，虛線′下方有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)將質(zhì)量為＝0.3kg、ROOm電阻Rab＝1Ω的金屬桿ab從OO′上方某處以必定初速度開(kāi)釋?zhuān)溥^(guò)程中與導(dǎo)軌保持優(yōu)秀接觸且一直水平．在金屬桿ab著落0.3m的過(guò)程中，其加快度a與著落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示．已知ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0＝3.0m/s，取＝10m/s2.則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()g甲乙A．進(jìn)入磁場(chǎng)后，金屬桿ab中電流的方向由b到aB．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度為1.0TC．金屬桿ab著落0.3m的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)R的電荷量0.24CD．金屬桿ab著落0.3m的過(guò)程中，R上產(chǎn)生的熱量為0.45JC[進(jìn)入磁場(chǎng)后棒ab切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，依據(jù)右手定章判斷可知金屬桿ab中電流的方向由a到b，故A錯(cuò)誤．由乙圖知，剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，金屬桿的加快度大小a0＝10m/s2，方向豎直向上，由牛頓第二定律得：BI0L－mg＝ma0.設(shè)桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，則有I0＝0＝022v0EBLv，聯(lián)立得BL－mg＝ma0.代入數(shù)據(jù)解得B＝2.0T，故B錯(cuò)誤．由圖象可知金屬＋ab＋ab＋abRRRRRR桿在磁場(chǎng)外著落的高度為0.06m，則在磁場(chǎng)中降落的高度′＝－1＝0.3m－0.06m＝0.24hhhBLh′2×1×0.24m，則經(jīng)過(guò)R的電荷量q＝R＋R＝R＋R＝C＝0.24C，故C正確．由圖線可知，ababB2L2v著落0.3m時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，依據(jù)均衡條件有mg＝R＋Rab，解得金屬桿的速度v＝1.5m/s；根據(jù)能量守恒得′＝(12－102)＋，而兩電阻串連，熱量關(guān)系為R＝R，聯(lián)立解得RRabQ＝0.86625J，故D錯(cuò)誤．]R二、非選擇題(此題共2小題，共32分)4．(14分)如下圖，有一垂直于紙面向里、磁感覺(jué)強(qiáng)度B＝0.1T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)擱置一足夠長(zhǎng)的U型金屬框架，框架上有一導(dǎo)體ab保持與框架垂直接觸，且由靜止開(kāi)始下滑．已知ab長(zhǎng)1m，質(zhì)量為0.1kg，電阻為0.1Ω，框架圓滑且電阻不計(jì)，取g＝10m/s2，求：導(dǎo)體ab著落的最大加快度大??；導(dǎo)體ab著落的最大速度大?。粚?dǎo)體ab達(dá)到最大速度時(shí)產(chǎn)生的電功率．[分析](1)對(duì)導(dǎo)體ab受力剖析可知，其開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的協(xié)力最大，即為重力．由牛頓第二定律可知，最大加快度為a＝＝10m/s2.g導(dǎo)體ab著落的速度最大時(shí)，加快度為零，此時(shí)有mg＝F安F安＝BILE＝RE＝BLvmax聯(lián)立以上各式得：mgR0.1×10×0.1vmax＝22＝0.122m/s＝10m/s.BL×1(3)導(dǎo)體ab達(dá)到最大速度時(shí)其電功率為＝PIEBLvmax20.1×1×102由以上各式得＝＝W＝10W.PR0.1[答案](1)10m/s2(2)10m/s(3)10W5．(18分)如圖甲所示，水平面上的兩圓滑金屬導(dǎo)軌平行固定擱置，間距d＝0.5m，電阻不計(jì)，左端經(jīng)過(guò)導(dǎo)線與阻值R＝2Ω的電阻連結(jié)，右端經(jīng)過(guò)導(dǎo)線與阻值R＝4Ω的小燈泡LL連結(jié)．在矩形地區(qū)內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，長(zhǎng)＝2m，有一阻值r＝2Ω的金屬CDFECEl棒PQ擱置在湊近磁場(chǎng)界限CD處．CDFE地區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示．在t＝0至t＝4s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t＝4s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)地區(qū)并保持勻速運(yùn)動(dòng)．已知從t＝0開(kāi)始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)界限EF