高三物理复习知能达标训练.docx

高三物理复习知能达标训练.docx

《高三物理复习知能达标训练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理复习知能达标训练.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高三物理复习知能达标训练

第九章第三节

知能达标训练

1．（2012·沈阳模拟）如图9－3－14甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图9－3－14乙所示．t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正．则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是

图9－3－14

图9－3－15

解析　由图乙知0～3s内与3s～6s内，感应电流大小恒定且相等，但方向相反，故B错；由楞次定律知，A对；由左手定则及F＝BIL知，C对、D错．

答案　AC

2．（2012·杭州质检）如图9－3－16所示水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在空间内，质量一定的金属棒PQ垂直于导轨放置．今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va和vb，到位置c时棒刚好静止．设导轨与棒的电阻均不计，a、b与b、c的间距相等，则金属棒在由a→b与b→c的两个过程中下列说法中正确的是

图9－3－16

A．金属棒运动的加速度相等

B．通过金属棒横截面的电量相等

C．回路中产生的电能Eab＜Ebc

D．金属棒通过a、b两位置时的加速度大小关系为aa＞ab

解析　由F＝BIL，I＝，F＝ma可得a＝，由于速度在减小，故加速度在减小，A项错，D项正确；由q＝It，I＝，E＝n可得q＝，由于两个过程磁通量的变化量相同，故通过金属棒横截面的电量相等，B项正确；由克服安培力做的功等于产生的电能，即W＝FL，由于安培力越来越小，故第二个过程克服安培力做的功小于第一个过程，因此C项错误．

答案　BD

3．（2012·南昌模拟）一个闭合回路由两部分组成，如图9－3－17所示，右侧是电阻为r的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场B1中；左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计．磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断正确的是

图9－3－17

A．圆形导线中的磁场，可以方向向上均匀增强，也可以方向向下均匀减弱

B．导体棒ab受到的安培力大小为mgsinθ

C．回路中的感应电流为

D．圆形导线中的电热功率为（r＋R）

解析　根据左手定则，导体棒上的电流从b到a，根据电磁感应定律可得A项正确；根据共点力平衡知识，导体棒ab受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力，即mgsinθ，Β项正确；根据mgsinθ＝B2Id，解得I＝，C项正确；圆形导线的电热功率等于I2r＝r＝r，D项错误．

答案　ABC

4．（2011·全国理综）如图9－3－18，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：

图9－3－18

（1）磁感应强度的大小；

（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率．

解析　设小灯泡的额定电流为I0，有

P＝I02R①

由题意知，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，两小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为

I＝2I0②

此时金属棒MN所受的重力和安培力大小相等，下落的速度达到最大值，有

mg＝BLI③

联立①②③式得

B＝④

（2）设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得

E＝BLv⑤

E＝RI0⑥

联立①②③④⑤⑥式得

v＝.

答案　

（1）　

（2）

[时间45分钟　满分86分]

一、选择题（本题共9小题，每题7分，至少一个答案正确，选不全得4分，共63分）

1．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图9－3－19所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是

图9－3－19

解析　B中a、b两点电势差为BLv，其余均为BLv，故选B.

答案　B

2．（2012·东北师大附中摸底）如图9－3－20所示，xOy平面内有一半径为R的圆形区域，区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，左半圆磁场方向垂直于xOy平面向里，右半圆磁场方向垂直于xOy平面向外．一平行于y轴的长导体棒ab以速度v沿x轴正方向做匀速运动，则导体棒ab两端的感应电动势E（取a→b为电动势的正方向）与导体棒位置x关系的图象是

图9－3－20

图9－3－21

解析　根据右手定则，导体棒ab在左半圆磁场中运动时，产生了a→b方向的电动势，且导体切割磁感线的有效长度逐渐增大，但增加的幅度逐渐减小；导体棒ab在右半圆磁场中运动时，情况则和刚才恰好相反，故本题正确选项为A.

答案　A

3．（2012·潍坊抽检）如图9－3－22甲所示，在金属框abcd平面内有空间分布均匀、大小和方向按图9－3－22乙所示变化的磁场（垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向）．用i表示金属框中的感应电流（图甲中所示的方向为正），用F表示cd边所受的安培力（水平向右为正方向），则i、F随时间变化的图象正确的是

图9－3－22

图9－3－23

解析　由楞次定律可知，0～1s内，原磁场垂直纸面向外并且在均匀减小，金属框内产生大小不变的感应电流，方向为逆时针方向（负方向）；1～2s内，原磁场垂直纸面向里并且在均匀增大，金属框内产生大小不变的感应电流，方向也为逆时针方向（负方向）；同理可得，后2s产生的电流大小与前2s的完全相同，但方向为顺时针方向（正方向），选项A正确；由F＝BIL，再根据磁场大小及方向的变化，选项D正确．

答案　AD

4．如图9－3－24所示，有两根与水平方向成α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

图9－3－24

A．如果B增大，vm将变大

B．如果α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　金属杆运动达到最大速度vm后做匀速直线运动，有mgsinα＝，所以vm＝，可知B、C正确．

答案　BC

5．（2012·广州一模）如图9－3－25所示，金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场垂直导轨所在的平面，ab棒在恒力F作用下向右运动，则

图9－3－25

A．安培力对ab棒做正功

B．安培力对cd棒做正功

C．abdca回路的磁通量先增加后减少

D．F做的功等于回路产生的总热量和动能增量之和

解析　由楞次定律可知，回路中产生逆时针方向的感应电流，由左手定则可知，导体棒ab受到的安培力方向水平向左，是阻力，导体棒cd受到的安培力方向水平向右，是动力，选项A错误而B正确；当ab与cd加速度相同时，以后回路中的磁通量均匀增大，选项C错误；由能量守恒可知，选项D正确．

答案　BD

6．如图9－3－26所示，水平光滑的金属框架的左端连接一个电阻R，有一金属杆在外力F的作用下沿框架向右由静止开始做匀加速直线运动，匀强磁场方向竖直向下，轨道与金属杆的电阻不计并接触良好，则能反映外力F随时间t变化规律的图象是图9－3－27中的

图9－3－26

图9－3－27

解析　由F安＝BIL，I＝，F－F安＝ma，v＝at四式联立，得F＝t＋ma，故选项B正确．

答案　B

7．（2010·四川理综）如图9－3－28所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动．若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能

图9－3－28

A．变为0　　　B．先减小后不变

C．等于FD．先增大再减小

解析　a导轨在恒力F作用下加速运动，闭合回路中产生感应电流，导轨b受到安培力方向应沿斜面向上，且逐渐增大．由力平衡可知，b导轨受到的摩擦力先沿斜面向上逐渐减小到零，然后沿斜面向下逐渐增大，所以选项A、B正确，C、D错误．

答案　AB

8．（2011·福建理综）如图9－3－29所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0＜θ＜90°），其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中

图9－3－29

A．运动的平均速度大小为v

B．下滑的位移大小为

C．产生的焦耳热为qBLv

D．受到的最大安培力大小为sinθ

解析　流过ab棒某一截面的电量q＝·t＝·t＝，ab棒下滑的位移x＝，其平均速度v＝，而棒下滑过程中做加速度减小的加速运动，故平均速度不等于v，A错误B正确；由能量守恒mgxsinθ＝Q＋mv2，产生的焦耳热Q＝mgxsinθ－mv2＝mgsinθ－mv2，C错误；当mgsinθ＝时v最大，安培力最大，即F安m＝mgsinθ或，D错误．

答案　B

9．（2012·宁波模拟）如图9－3－30a所示在光滑水平面上用恒力F拉质量为1kg的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度v0＝3m/s进入匀强磁场时开始计时t＝0，此时线框中感应电动势为1V，在t＝3s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场．此过程中v－t图象如图b所示，那么

图9－3－30

A．t＝0时，线框右侧边MN间电压为0.25V

B．恒力F的大小为0.5N

C．线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为2m/s

D．线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为1m/s

解析　t＝0时，线框中感应电动势为1V，由闭合电路欧姆定律得，MN间电压为UMN＝E＝0.75V，则A错．由图b知，1秒后线框完全进入磁场，不再受安培力作用，则F＝ma，a＝＝0.5m/s2，故F＝0.5N，B正确．根据图b及已知条件可判断，线框进入磁场过程与离开磁场过程受力情况相同，故完全离开磁场时，速度为2m/s，C项正确，D错误．

答案　BC

二、计算题（本大题共2小题，共23分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

10．（10分）（2012·济南调研）如图9－3－31甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1m，上端接有电阻R＝3Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1kg、电阻r＝1Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直于导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图象如图乙所示（取g＝10m/s2）．求：

图9－3－31

（1）磁感应强度B；

（2）杆在磁场中下落0.1s的过程中电阻R产生的热量．

解析　

（1）由图象知，杆自由下落0.1s进入磁场以v＝1.0m/s做匀速运动

产生的电动势E＝BLv

杆中的电流I＝

杆所受安培力F安＝BIL

由平衡条件得mg＝F安

代入数据得B＝2T.

（2）电阻R产生的热量Q＝I2Rt＝0.075J.

答案　

（1）2T　

（2）0.075J

11．（13分）（2012·北京东城区期末）如图9－3－32甲所示，平行金属导轨与水平面的夹