11.
(2013高考天津理综物理第3题)如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd.ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1:第二次bc边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则
A.Q1>Q2 ,q1=q2 B.Q1>Q2 ,q1>q2 C.Q1=Q2 ,q1=q2 D.Q1=Q2 ,q1>q2
答案:A
解析:根据功能关系,线框上产生的热量等于克服安培力做功.由F=BIL,I=E/R,E=BLv,第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1=W1=F1L2=
L2=
L1.
第二次bc边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q2=W2=F2L1=
L1=
L2.由于L1> L2,所以Q1>Q2。由I=q/△t,E=△Φ/△t,E=IR,联立解得:q=△Φ/R。两次磁通量变化△Φ相同,所以q1=q2,选项A正确。
10. (2013高考福建理综第18题)如图,矩形闭合线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界OO’平行,线框平面与磁场方向垂直。设OO’下方磁场区域足够大,不计空气影响,则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律
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答案:A
解析:矩形闭合线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,先做自由落体运动。进入磁场后,若所受安培力大于重力,线框做加速度逐渐减小的减速运动,反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律可能是图象B。若所受安培力等于重力,线框做匀速运动,反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律可能是图象D。若所受安培力小于重力,线框做加速度逐渐减小的加速运动,到线框完全进入磁场区域,线框做自由落体运动,反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律可能是图象C。不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律是图象A。
9.(2013全国高考大纲版理综第17题)纸面内两个半径均为R的圆相切于O点,两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反,且不随时间变化。一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω,t=0时,OA恰好位于两圆的公切线上,如图所示。若选取从O指向A的电动势为正,下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是( )
.答案:C 解析:导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,在转过180°的过程中,切割磁感线的导体棒长度先不均匀增大后减小,由右手定则可判断出感应电动势的方向为由O指向A为正,所以下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是C。
8.
(2013高考山东理综第14题)将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是
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答案:B
解析:在0到T/4时间内,磁感应强度均匀减小,回路中产生的感应电流恒定,由楞次定律可判断出为顺时针方向。由左手定则可判断出ab边受到的安培力方向为水平向左。同理可判断出其它时间段的安培力方向,能正确反映F随时间t变化的图像是B。
7. (2013高考北京理综第17题)如图,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动, MN中产生的感应电动势为El;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比El∶ E2分别为
A.c→a,2∶1 B.a→c,2∶1 C.a→c,1∶2 D.c→a,1∶2
答案:C解析:由右手定则可判断出MN中电流方向为从N到M,通过电阻R的电流方向为a→c。根据法拉第电磁感应定律。E=BLv,若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为原来的2倍,El∶ E2=1∶2,选项C正确。
6.
AC解析:滑动片P位于滑动变阻器中央,回路总电阻R=
R0+![]()
R0+R0=
R0.设R2两端的电压为U’,由
=
,解得U’=
U,选项A正确。由楞次定律可知,正方形导体框内产生的感应电流方向为逆时针方向,电容器的a极板带负电,选项B错误。滑动变阻器R的热功率为(
U)2÷(
R0)+
×(
R0)=![]()
, 电阻R2的热功率为(
U)2÷(
R0)
=![]()
,由![]()
÷![]()
=5可知,滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍,选项C正确。由法拉第电磁感应定律,正方形导体框内产生的感应电动势E=kπr2。选项D错误。
6.
(2013高考四川理综第7题)如图所示,边长为L、不可形变的正方形导体框内有半径为r的圆形区域,其磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt(常量k>0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0,滑动片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0、R
2=
R0。闭合开关S,电压表的示数为U,不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势。则
A.R2两端的电压为![]()
B.电容器的a极板带正电
C.滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍
D.正方形导线框中的感应电动势为kL2
5.(2013高考安徽理综第16题)如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1Ω。一导体棒MV垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为1Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8T。将导体
棒MV由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6)
A.2.5m/s,1W B.5m/s,1W
C.7.5m/s,9W D.15m/s,9W
[答案] B
[ 解析]导体棒匀速下滑,由平衡条件,mgsinθ=F+μmgcosθ。又F=BIL I=E/(R+r),E=BLv,联立解得:v=5m/s;电路的总功率P=Fv,小灯泡的功率PL=PR/(R+r),联立解得:PL=1W。选项B正确。
4.(2013高考上海物理第11题)如图,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时
,线圈所受安培力的合力方向
(A)向左 (B)向右
(C)垂直纸面向外 (D)垂直纸面向里
答案:B 解析:当MN中电流突然减小时,单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小,根据楞次定律,单匝矩形线圈abcd中产生的感应电流方向顺时针方向,由左手定则可知,线圈所受安培力的合力方向向右,选项B正确。
3.(2013高考浙江理综第15题)磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈,当以速度v0刷卡时,在线圈中产生感应电动势。其E-t关系如右图所示。如果只将刷卡速度改为v0/2,线圈中的E-t关系可能是
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答案:D解析:如果只将刷卡速度改为v0/2,产生的感应电动势减小为原来的1/2,刷卡时间增大为原来的2倍,线圈中的E-t关系可能是D。
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