2019年高考物理一輪復習 專題10.8 單導體棒切割磁感線問題千題精練.doc
《2019年高考物理一輪復習 專題10.8 單導體棒切割磁感線問題千題精練.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2019年高考物理一輪復習 專題10.8 單導體棒切割磁感線問題千題精練.doc(14頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
專題10.8 單導體棒切割磁感線問題 一.選擇題 1. (2018石家莊二中檢測)如圖所示是某同學自制的電流表原理圖,質(zhì)量為m的均勻金屬桿MN與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連,彈簧勁度系數(shù)為k,在邊長為ab=L1、bc=L2的矩形區(qū)域abcd內(nèi)均有勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向外。MN的右端連接一絕緣輕指針,可指示出標尺上的刻度,MN的長度大于ab,當MN中沒有電流通過且靜止時,MN與ab邊重合,且指針指在標尺的零刻度;當MN中有電流時,指針示數(shù)可表示電流大小,MN始終在紙面內(nèi)且保持水平,重力加速度為g,則( ) A.要使電流表正常工作,MN中電流方向應從N至M B.當該電流表的示數(shù)為零時,彈簧的伸長量不為零 C.該電流表的量程是Im= D.該電流表的刻度是均勻的 【參考答案】BCD 2.如圖,在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑導軌ab與cd,阻值為R的電阻與導軌的a、c端相連.質(zhì)量為m、電阻不計的導體棒垂直于導軌放置并可沿導軌自由滑動.整個裝置放于勻強磁場中,磁場的方向豎直向上(圖中未畫出),磁感應強度的大小為B.導體棒的中點系一個不可伸長的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一個質(zhì)量也為m的物塊相連,繩處于拉直狀態(tài).現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊,用h表示物塊下落的高度(物塊不會觸地),g表示重力加速度,其他電阻不計,則 ( ) A.電阻R中的感應電流方向由a到c B.物塊下落的最大加速度為g C.若h足夠大,物塊下落的最大速度為 D.通過電阻R的電荷量為 【參考答案】CD 3. (2017蘇州模擬)如圖所示,水平放置的粗糙U形金屬框架上接一個阻值為R0的電阻,放在垂直紙面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場中,一個半徑為l、質(zhì)量為m的半圓形硬導體AC在水平恒力F作用下,由靜止開始運動距離d后速度達到v,半圓形導體AC的電阻為r,其余電阻不計,下列說法正確的是( ) A.UAC=2Blv B.UAC= C.電路中產(chǎn)生的電熱Q=Fd-mv2 D.通過R0的電荷量q= 【參考答案】BD 4.(2018中原名校聯(lián)盟質(zhì)檢)如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為Rl、粗細均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與相距為2r、電阻不計的平行光滑金屬導軌MP、NQ相接,PQ之間接有電阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方有水平方向的勻強磁場,磁感應強度大小為B,MN與PQ相距為r?,F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導體棒ab,從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落,在下落過程中導體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好。已知導體棒下落時的速度大小為v。 A.導體棒在磁場中做加速度增大的加速運動 B.導體棒ab從A下落時的加速度大小為g- C.若撤去導體棒ab,若此時磁場隨時間均勻變化,其變化率為=k,導線框中產(chǎn)生的電動勢為 D.若撤去導體棒ab,若此時磁場隨時間均勻變化,其變化率為=k,則R2上的電功率為 【參考答案】BCD 【名師解析】導體棒在磁場中做加速度減小的加速運動,所以 選項A 錯誤。由幾何關系知:ab 棒下落r /2時在磁場區(qū)域中的長度 L= r ,加速度 a =g –F安/m,F(xiàn)安=BIL,I=E/R總,,E = BLv,R 總=4R,聯(lián)立解得:a =g-,選項 B 正確。若撤去導體棒 ab,若此 時 磁 場 隨 時 間 均 勻 變 化 , 其 變 化 率 為 △B/△t= k, 導 線 框 中 產(chǎn) 生 的 電 動 勢 為E=△Φ/△t=S△B/△t= kS,S=πr2,回 路 中 的 電 流 為I2==E/16R,R2消耗的電功率P2=I22R2, 聯(lián)立得,P2=,所以選項 CD 正確。 5.如圖所示,幾位同學在學校的操場上做“搖繩發(fā)電”實驗:把一條較長電線的兩端連在一個靈敏電流計上的兩個接線柱上,形成閉合回路。兩個同學分別沿東西方向站立,女生站在西側(cè),男生站在東側(cè),他們沿豎直方向迅速上下?lián)u動這根電線。假設圖中所在位置地磁場方向與地面平行,由南指向北。下列說法正確的是 A. 當電線到最高點時,感應電流最大 B. 當電線向下運動時,B點電勢高于A點電勢 C. 當電線向下運動時,通過靈敏電流計的電流是從B流向A D. 兩個同學沿南北方向站立時,電路中能產(chǎn)生更大的感應電流 【參考答案】BC 當兩個同學沿南北方向站立時,電線上下運動時,不切割磁感線,不產(chǎn)生感應電流,故D錯誤。 6.(2017鄭州一模)半徑為a、右端開小口的導體圓環(huán)和長為2a的導體直桿,單位長度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置,整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為B。桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動,桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開始,桿的位置由θ確定,如圖所示。則( ) A.θ=0時,桿產(chǎn)生的電動勢為2Bav B.θ=時,桿產(chǎn)生的電動勢為Bav C.θ=0時,桿受的安培力大小為 D.θ=時,桿受的安培力大小為 【參考答案】A 7.(寧夏銀川市第二中學2016屆高三模擬考試(三)理科綜合試題)如圖所示,無限長光滑平行導軌與地面夾角為,一質(zhì)量為的導體棒ab垂直于導軌水平放置,與導軌構(gòu)成一閉合回路,導軌的寬度為L,空間內(nèi)存在大小為B,方向垂直導軌向上的勻強磁場,已知導體棒電阻為R,導軌電阻不計,現(xiàn)將導體棒由靜止釋放,以下說法正確的是( ) A、導體棒中的電流方向從a到b B、導體棒先加速運動,后勻速下滑 C、導體棒穩(wěn)定時的速率為 D、當導體棒下落高度為h時,速度為,此過程中導體棒上產(chǎn)生的焦耳熱等于 【參考答案】BCD 考點:法拉第電磁感應定律 【名師點睛】解決本題的關鍵會利用共點力平衡求出安培力的大小,以及掌握左手定則判斷磁場方向、電流方向、安培力方向的關系。 8.(西藏日喀則地區(qū)第一高級中學2016屆高三下學期模擬考試(二)理科綜合)如圖所示,MN和PQ是電阻不計的光滑平行金屬導軌,間距為L,導軌彎曲部分與平直部分平滑連接,頂端接一個阻值為R的定值電阻,平直導軌左端,有寬度為d,方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場,一電阻為r,長為L的金屬棒從導軌處由靜止釋放,經(jīng)過磁場右邊界繼續(xù)向右運動并從桌邊水平飛出,已知離桌面高度為h,桌面離地高度為H,金屬棒落地點的水平位移為s,重力加速度為g,由此可求出金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中 A、流過金屬棒的最小電流 B、通過金屬棒的電荷量 C、金屬棒克服安培力所做的功 D、金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱 【參考答案】AB 考點:考查了導體切割磁感線運動 【名師點睛】本題關鍵要熟練推導出感應電荷量的表達式,這是一個經(jīng)驗公式,經(jīng)常用到,要在理解的基礎上記住 9.(黑龍江省大慶實驗中學2016屆高三考前得分訓練(四)理科綜合物理試題)如圖所示,一個閉合三角形導線框位于豎直平面內(nèi),其下方固定一根與線框所在的豎直平面平行且很靠近(但不重疊)的水平直導線,導線中通以圖示方向的恒定電流.線框從實線位置由靜止釋放,在其后的運動過程中( ) A.線框中的磁通量為零時其感應電流也為零 B.線框中感應電流方向為先順時針后逆時針 C.線框受到安培力的合力方向豎直向上 D.線框減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為電能 【參考答案】C 【名師解析】根據(jù)右手定則,通電直導線的磁場在上方向外,下方向里;離導線近的地方磁感應強度大,離導線遠的地方磁感應強度?。€框從上向下靠近導線的過程,向外的磁感應強度增加,根據(jù)楞次定律,線框中產(chǎn)生順時針方向的電流;穿越導線時,上方向外的磁場和下方向里的磁場疊加,先是向外的磁通量減小,之后變成向里的磁通量,并逐漸增大,直至最大;根據(jù)楞次定律,線框中產(chǎn)生逆時針方向的電流.向里的磁通量變成最大后,繼續(xù)向下運動,向里的磁通量又逐漸減小,這時的電流新方向又變成了順時針; 由上分析,穿越導線時,上方向外的磁場和下方向里的磁場疊加,先是向外的磁通量減小,一直減小到0,之后變成向里的磁通量,并逐漸增大.這一過程是連續(xù)的,始終有感應電流存在,故AB錯誤;根據(jù)楞次定律,感應電流始終阻礙線框相對磁場的運動,故受安培力的方向始終向上,不是0,故C正確.根據(jù)能量守恒定律,線框從實線位置由靜止釋放過程中,減小的重力勢能,除增加其動能外,還產(chǎn)生電能,從而轉(zhuǎn)化為熱量,故D錯誤;故選C。 考點:楞次定律 【名師點睛】本題考查通電直導線的磁場的特點和楞次定律的應用,該過程中,要注意穿越導線時,先是向外的磁通量減小,一直減小到0,之后變成向里的磁通量,并逐漸增大.這一過程是連續(xù)的,始終有感應電流存在.屬于基礎題型,易錯題。 10.(湖北省荊門市龍泉中學2016屆高三5月月考理科綜合試題)半徑為a右端開小口的導體圓環(huán)和長為2a的導體直桿,單位長度電阻均為。圓環(huán)水平固定放置,整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為B。桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動,桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開始,桿的位置由確定,如圖所示,則( ) A、時,桿產(chǎn)生的電動勢為 B、時,桿受的安培力大小為 C、時,桿產(chǎn)生的電動勢為 D、時,桿受的安培力大小為 【參考答案】AD 【名師解析】 考點:導體切割磁感線時的感應電動勢;閉合電路的歐姆定律;安培力 【名師點睛】根據(jù)幾何關系求出此時導體棒的有效切割長度,根據(jù)法拉第電磁感應定律求出電動勢. 注意總電阻的求解,進一步求出電流值,即可算出安培力的大小。 二.計算題 9. (2018樂山高三檢測)如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導軌豎直放置,相距為L,電阻R與兩導軌相連,磁感應強度為B的勻強磁場與導軌平面垂直。一質(zhì)量為m、電阻不計的導體棒MN,在豎直向上的恒力F作用下,由靜止開始沿導軌向上運動。整個運動過程中,導體棒與導軌接觸良好,且始終保持水平,不計導軌的電阻。求: (1)初始時刻導體棒的加速度; (2)當流過電阻R的電流恒定時,導體棒的速度大小。 受到的安培力為:F安=BIL 穩(wěn)定時的電流為:I= 由平衡條件得:F-mg-F安=0 解得:v=。 答案:(1) (2) 2.(2018福建省畢業(yè)班質(zhì)量檢查)如圖7,磁感應強度大小為B的勻強磁場中有一固定金屬線框PMNQ,線框平面與磁感線垂直,線框?qū)挾葹長。導體棒CD垂直放置在線框上,并以垂直于棒的速度v向右勻速運動,運動過程中導體棒與金屬線框保持良好接觸。 圖7 (1)根據(jù)法拉第電磁感應定律E=,推導MNCDM回路中的感應電動勢E=BLv; (2)已知B=0.2 T,L=0.4 m,v=5 m/s,導體棒接入電路中的有效電阻R=0.5 Ω,金屬線框電阻不計,求: ①導體棒所受到的安培力大小和方向; ②回路中的電功率。 (2)①MNCDM回路中的感應電動勢E=BLv 回路中的電流強度I= 導體棒受到的安培力F=BIL= 將已知數(shù)據(jù)代入解得F=0.064 N 安培力的方向與速度方向相反 ②回路中的電功率P=EI= 將已知數(shù)據(jù)代入解得P=0.32 W 答案 (1)見解析 (2)①0.064 N 與速度方向相反 ②0.32 W 3.(12分)(2018洛陽一模)如圖所示,光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在豎直平面內(nèi),兩導軌間的距離為L=1 m,導軌間連接的定值電阻R=3 Ω,導軌上放一質(zhì)量為m=0.1 kg的金屬桿ab,金屬桿始終與導軌接觸良好,桿的電阻r=1 Ω,其余電阻不計,整個裝置處于磁感應強度為B=1 T的勻強磁場中,磁場的方向垂直導軌平面向里.重力加速度g取10 m/s2?,F(xiàn)讓金屬桿從AB水平位置由靜止釋放,忽略空氣阻力的影響,求: (1)金屬桿的最大速度; (2)若從金屬桿開始下落到剛好達到最大速度的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.6 J,此時金屬棒下落的高度為多少? (3)達到最大速度后,為使ab棒中不產(chǎn)生感應電流,從該時刻開始,磁感應強度B應怎樣隨時間t變化?推導這種情況下B與t的關系式. 【命題意圖】 本題考查電磁感應、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、能量守恒定律、平衡條件、安培力及其相關的知識點。 【解題思路】 (1)設金屬桿的最大速度為,此時安培力與重力平衡,即: ① …………………………………… (1分) 又由: ② ③ ④ ②③④聯(lián)立解得: ⑤…… … (2分) ①⑤聯(lián)立解得:=4 m/s…………………… (1分) (3)要使ab棒中不產(chǎn)生感應電流,應使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化, 在該時刻,穿過線圈平面的磁通量: …………………………… (1分) 設t時刻的磁感應強度為,此時磁通量為: ……………………… (2分) 由得: 代入得:T ……………………… (1分) 4.(2016河南洛陽模擬)如圖所示,兩完全相同的金屬棒垂直放在水平光滑導軌上,其質(zhì)量均為m=1 kg,導軌間距d=0.5 m,現(xiàn)兩棒并齊,中間夾一長度不計的輕質(zhì)壓縮彈簧,彈簧彈性勢能為Ep=16 J。現(xiàn)釋放彈簧(不拴接),彈簧彈開后,兩棒同時獲得大小相等的速度開始反向運動,ab棒進入一隨時間變化的磁場,已知B=2+0.5t(單位:T),導軌上另有兩個擋塊P、Q,cd棒與之碰撞時無能量損失,開始時擋塊P與cd棒之間的距離為16 m,ab棒與虛線MN之間的距離為16 m,兩棒接入導軌部分的電阻均為R=5 Ω,導軌電阻不計。若從釋放彈簧時開始計時(不考慮彈簧彈開兩棒的時間,即瞬間就彈開兩棒),在ab棒進入磁場邊界的瞬間,對ab棒施加一外力F(大小和方向都可以變化),使之做加速度大小為a=0.5 m/s2的勻減速直線運動,求: (1)ab棒剛進入磁場時的外力F的大小和方向; (2)ab棒速度為零時所受到的安培力。 由牛頓第二定律得F安-F=ma 則所加外力F=F安-ma=1.1 N,方向水平向右。 (2)ab棒進入磁場后,又經(jīng)t2==8 s速度變?yōu)榱?,而cd棒與兩擋塊碰撞后反向運動,恰好在ab棒速度為零時到達磁場邊界MN,故此時的電動勢E=B2dv0 其中B2=2 T+0.512 T(此時時間過去了12 s)=8 T 解得E=16 V,I==1.6 A 所以此時ab棒受到的安培力F安′=B2Id=81.60.5 N=6.4 N,方向水平向右。 答案 (1)1.1 N 方向水平向右 (2)6.4 N 方向水平向右 5. (2018樂山高三檢測)如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導軌豎直放置,相距為L,電阻R與兩導軌相連,磁感應強度為B的勻強磁場與導軌平面垂直。一質(zhì)量為m、電阻不計的導體棒MN,在豎直向上的恒力F作用下,由靜止開始沿導軌向上運動。整個運動過程中,導體棒與導軌接觸良好,且始終保持水平,不計導軌的電阻。求: (1)初始時刻導體棒的加速度; (2)當流過電阻R的電流恒定時,導體棒的速度大小。 穩(wěn)定時的電流為:I= 由平衡條件得:F-mg-F安=0 解得:v=。 答案:(1) (2)- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標,表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關 鍵 詞:
- 2019年高考物理一輪復習 專題10.8 單導體棒切割磁感線問題千題精練 2019 年高 物理 一輪 復習 專題 10.8 導體 切割 磁感線 問題 精練
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學習交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請勿作他用。
鏈接地址:http://m.zhongcaozhi.com.cn/p-6336393.html