高三物理知识点突破训练题3.doc
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4、导线中的电流( )A、切断i1; B、切断i2; C、切断i3; D、切断i4【解析】产生的的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里;产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里;产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里;产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向外;所以四根导线产生的磁场叠加后在导线所围的面积内的磁场方向向里故要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加,只要将磁场方向相反的去除就可以了【答案】D2、磁悬浮列车是在车辆底部安装电磁铁,在轨道两旁铺设一系列的铝环当列车运行时,电磁铁产生的磁场相对铝环运动,列车凌空浮起,使
5、车与轨道间的摩擦减小到很小,从而提高列车的速度以下说法正确的是( )A、当列车通过铝环时,铝环中有感应电流,感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同B、当列车通过铝环时,铝环中有感应电流,感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反C、当列车通过铝环时,铝环中通有电流,铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同D、当列车通过铝环时,铝环中通有电流,铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反【解析】列车通过铝环时,铝环中磁通量增大,铝环中产生感应电流,由楞次定律可知,铝环中感应电流的磁场方向与电磁铁的磁场方向相反,从而使电磁铁受到向上的力,使列车悬浮【
6、答案】B3、如图12110所示,一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落,空气阻力不计,则在圆环运动过程中,下列说法正确的是( )A、圆环在磁铁的上方时,圆环的加速度小于g,在下方时大于gB、圆环在磁铁的上方时,圆环的加速度小于g,在下方时也小于gC、圆环在磁铁的上方时,圆环的加速度小于g,在下方时等于gD、圆环在磁铁的上方时,圆环的加速度大于g,在下方时小于g【解析】一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁的过程中,闭合金属环的磁通量先增大,而后减小,根据楞次定律它增大时,不让它增大即阻碍它增大;它要减小时,不让它减小即阻碍它减小,所以下落时圆环在磁铁的上方和下方,圆环
7、所受的安培力都向上,故加速度都小于g【答案】B4、如图12111所示,螺线管CD的导线绕法不明当磁铁AB插入螺线管时,电路中有图示方向的感应电流产生下列关于螺线管极性的判断正确的是( )A、C端一定是N极 B、C端的极性一定与磁铁B端的极性相同C、C端一定是S极 D、无法判断,因螺线管的绕法不明确【解析】磁铁AB插入螺线管时,在螺线管中产生感应电流,感应电流的磁场必定阻碍AB插入,故螺线管的C端和磁铁的B端极性相同【答案】B5、如图12112所示,平行导体滑轨MM/、NN/水平放置,固定在匀强磁场中磁场的方向与水平面垂直向下滑线AB、CD横放其上静止,形成一个闭合电路当AB向右滑动时,电路中感
8、应电流的方向及滑线CD受到的磁场力的方向分别为( )A、电流方向沿ABCDA,受力方向向右;B、电流方向沿ABCDA,受力方向向左;C、电流方向沿ADCBA,受力方向向右;D、电流方向沿ADCBA,受力方向向左【解析】本题用右手定则和楞次定律都可以解决,但用楞次定律比较快捷由于AB滑线向右运动,ABCD所构成的回路面积将要增大,磁通量将增大,根据楞次定律要阻碍它增大,所以产生的感应电流方向沿ADCBA,CD滑线将向右滑动,故受力方向向右【答案】C6、如图12113所示,在绝缘圆筒上绕两个线圈P和Q,分别与电池E和电阻R构成闭合回路,然后将软铁棒迅速插入线圈P中,则在插入的过程中( )A、电阻R
9、上有方向向左的电流 B、电阻R上没有电流 C、电阻R上有方向向右的电流 D、条件不足,无法确定【解析】软铁棒被磁化,相当于插入一根跟P的磁场同向的条形磁铁,使P、Q线圈中的磁通量增加由楞次定律得,在Q中产生的感应电流向右通过电阻R【答案】C7、如图12114所示,一有限范围的匀强磁场,宽度为d,将一个边长为L的正方形导线框以速度匀速地通过磁场区域,若dL,则在线框中不产生感应电流的时间应等于( )A、d/; B、L/; C、(dL)/; D、(d2L)/;【解析】线框中不产生感应电流,则要求线框所组成的闭合回路内的磁通量不发生变化,即线框全部在磁场中匀速运动时没有感应电流所以线框从左边框进入磁
10、场时开始到线框的右边框将要离开磁场时止,这个过程中回路中将没有感应电流【答案】C8、如图12115所示,边长为h的正方形金属导线框,从图示的位置由静止开始下落,通过一匀强磁场区域,磁场方向水平,且垂直于线框平面,磁场区域宽度为H,上下边界如图中虚线所示,从线框开始下落到完全穿过磁场区域的全过程中,以下判断正确的是( )线框中总有感应电流存在线框受到磁场力的合力方向有时向上有时向下线框运动方向始终是向下的线框速度的大小不一定总是在增加A、 B、 C、 D、【解析】因,故可以分为三个过程:从下边开始进入磁场到全部进入磁场;从全部开始进入磁场到下边开始离开磁场;下边开始离开磁场到全部离开磁场再由楞次
11、定律和左手定则可以判断知道可能会使线框离开磁场时线框所受的安培力大于线框的重力,从而使线框的速度减小【答案】B9、如图12116所示,A、B是两个相互垂直的线框,两线框相交点恰是两线框的中点,两线框互相绝缘,A线框中有电流,当线框A的电流强度增大时,线框B中_感应电流(填“有”、“无”)【解析】A线框中虽然有电流,并且产生了磁场,但磁感应强度的方向与A线框的平面相垂直,即与B线框平行所以不管A线框中的电流如何变化,B线框中始终没有磁通量,即无磁通量变化【答案】无10、与磁感应强度垂直的线圈面积为,此时线圈的磁通量是多大?若这个线圈绕有50匝时,磁通量多大?线圈位置如果转过时磁通量多大?【解析】
12、根据磁通量的定义:磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量,但要注意S是与磁感应强度B相垂直的那部分面积即 故:线圈绕有50匝,但与磁感应强度B垂直的面积还是,故穿过这个面的磁感线条数不变磁通量也可理解为穿过这个面的磁感线的条数所以仍然为根据磁通量的定义:【答案】第课时法拉第电磁感应定律自感1、如图12212所示,粗细均匀的电阻为r的金属圆环,放在图示的匀强磁场中,磁感应强度为B,圆环直径为d,长为L,电阻为的金属棒ab放在圆环上,以速度向左匀速运动,当ab棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端电势差为( )A、0; B、; C、 ; D【解析】当金属棒ab以速度向左运动到图示虚线位置时
13、,根据公式可得产生的感应电动势为 ,而它相当于一个电源,并且其内阻为;金属棒两端电势差相当于外电路的端电压外电路半个圆圈的电阻为,而这两个半个圆圈的电阻是并联关系,故外电路总的电阻为,所以外电路电压为【答案】D2、如图12213所示,竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒 ab以水平的初速抛出,设在整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )A、越来越大;B、越来越小; C、保持不变;D、无法判断【解析】金属棒做切割磁感线的有效速度是与磁感应强度B垂直的那个分速度,由于金属棒做切割磁感线的水平分速度不变,故感应电动势不变【答案】C3、(20
14、03年杭州模拟题)如图12214所示为日光灯的电路图,以下说法中正确的是( )日光灯的启动器是装在专用插座上的,当日光灯正常发光后,取下启动器,不会影响灯管发光如果启动器丢失,作为应急措施,可以用一小段带绝缘外皮的导线启动日光灯日光灯正常发光后,灯管两端的电压为220V镇流器在日光灯启动时,产生瞬时高压A、 B、 C、 D、【解析】日光灯正常发光后,由于镇流器的降压限流作用,灯管两端的电压要低于220V【答案】C4、(2002年全国高考卷)如图12215中EF、GH为平行的金属导轨,其电阻可不计,R为电阻器,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆,有均匀磁场垂直于导轨平面若用和分别表
15、示图中该处导线中的电流,则当横杆AB( )A、匀速滑动时, B、匀速滑动时,C、加速滑动时, D、加速滑动时,【解析】横杆匀速滑动时,由于不变,故,加速滑动时,由于逐渐增大,电容器不断充电,故,【答案】D5、如图12216所示,线圈由A位置开始下落,若它在磁场中受到的磁场力总小于重力,则在A、B、C、D四个位置(B、D位置恰好线圈有一半在磁场中)时加速度的关系为( )A、 B、 C、 D、【解析】线框在A、C位置时只受重力作用,加速度g线框在B、D位置时均受两个力的作用,其中安培力向上、重力向下由于重力大于安培力,所以加速度向下,大小()又线框在D点时速度大于B点时速度,即,所以因此加速度的关
16、系为【答案】B6、如图12217所示,将长为1m的导线从中间折成约为的角,磁感应强度为0.5T的匀强磁场垂直于导线所在的平面为使导线产生4V的感应电动势,则导线切割磁感线的最小速度约为_【解析】欲使导线获得4V的感应电动势,而导线的速度要求最小,根据可知:E、B一定的情况下,L最大且与L垂直时速度最小故根据得: 【答案】7、如图12218所示,匀强磁场的磁感应强度为0.4T,ab长为20cm,当ab以的速度向右匀速运动时,电路中的电流为_,电容器上板带_电,电荷量为_C【解析】感应电动势,极板上的电荷量由于感应电动势一定,电容器的带电荷量一定,所以电路中无电流【答案】零;正;8、(2004年北
17、京高考试卷)如图12219(1)所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为LM、P两点间接有阻值为R的电阻一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下导轨和金属杆的电阻可忽略让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦(1)由b向a方向看到的装置如图12219(2)所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;(2)在加速下滑的过程中,当ab杆的速度大小为时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值【解析
18、】(1)ab杆受到一个竖直向下的重力;垂直斜面向上的支持力;根据楞次定律的“阻碍”作用可得所受的安培力沿斜面向上(画图略)(2)当ab杆的速度大小为时,产生的感应电动势为,此时杆ab的电流为;受到的安培力为根据牛顿第二定律得即(3)当加速度为零时速度达到最大即【答案】(1)ab杆受到一个竖直向下的重力;垂直斜面向上的支持力;沿斜面向上的安培力(2)(3)9、(2003年北京海淀区模拟题)如图12220所示,MN和PQ是固定在水平面内间距L0.2m的平行金属导轨,轨道的电阻忽略不计金属杆ab垂直放置在轨道上两轨道间连接有阻值为的电阻,ab杆的电阻ab杆与导轨接触良好并不计摩擦,整个装置放置在磁感
19、应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向下对ab杆施加一水平向右的拉力,使之以速度在金属轨道上向右匀速运动求:(1)通过电阻的电流;(2)对ab杆施加的水平向右的拉力大小;(3)ab杆两端的电势差【解析】(1)a、b杆上产生的感应电动势为根据闭合电路欧姆定律,通过的电流(2)由于ab杆做匀速运动,拉力和磁场对电流的安培力F大小相等,即(3)根据欧姆定律,ab杆两端的电势差【答案】(1)0.25A(2)0.025N(3)0.375V10、(2004年上海高考卷)水平向上足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图12221所示),
20、金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动当改变拉力大小时,相对应的匀速运动速度也会变化,和F的关系如图12222所示(取重力加速度)(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?(2)若,;磁感应强度B为多大?(3)由F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?【解析】(1)若金属棒与导轨间是光滑的,那么平衡时必有恒定拉力与安培力平衡,即从而得到,即与F成线性关系且经过坐标原点而本题的图像坐标没有经过原点,说明金属棒与导轨间有摩擦金属棒在匀速运动之前,随着速度的增加,安培力越来越大,最后相等故金属棒在匀速运动之前做变速运动(加速度越来越小)(
21、2)设摩擦力为,平衡时有选取两个平衡状态,得到两个方程组,从而求解得到如当F4N时,;当F10N时,代入解得:B1T,(3)由以上分析得到:F图线的截距可求得金属棒与导轨间的摩擦力,大小为2N【答案】(1)金属棒在匀速运动之前做变速运动(加速度越来越小);(2)B1T;(3)F图线的截距可求得金属棒与导轨间的摩擦力,大小为2N第课时电磁感应和电路规律的综合应用1、如图1237所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场,若第一次用0.3s时间拉出,外力做的功为,通过导线截面的电量为,第二次用0.9s时间拉出,外力做的功为,通过导线截面的电量为,则( )A、, B、,C、,
22、 D、,【解析】设矩形线框的竖直边为a,水平边为b,线框拉出匀强磁场时的速度为,线框电阻为R则线框拉出匀强磁场时产生的感应电动势为,产生的感应电流为根据平衡条件得:作用的外力等于安培力即将线框从磁场中拉出外力要做功由这个表达式可知:两种情况都一样,拉出的速度越大,做的功就越多第一次速度大,故根据,由这一推导过程可知两次拉出磁场通过导线截面的电量只与在磁场中的面积变化有关,即从磁场中拉出的线框面积由于两次都等于整个线框的面积即两次拉出在磁场中的面积变化相等故通过导线截面的电量两次相等即【答案】C2、如图1238所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有半径为r的光滑半圆形导体框,OC为一能绕O在框架
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