3、變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是( )
A. 線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
B. 穿過(guò)線圈a的磁通量變小
C. 線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D. 線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大
圖9－4
4．如圖9－4所示，D1、D2是兩只相同的燈泡，L 是自感系數(shù)很大的線圈，其直流電阻與R 的阻值相同．關(guān)于燈泡發(fā)光情況正確的是( )
A．當(dāng)S1接a 時(shí)，閉合S ，D1立即變亮
B．當(dāng)S1接a 時(shí)，閉合S待電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)，D1先變得更亮，然后漸漸變暗
C．當(dāng)S1接b 時(shí)，閉合S, D2 將漸漸變亮
D．當(dāng)S1接b 時(shí)，閉合S待電
4、路穩(wěn)定后再斷開(kāi)，D2 先變得更亮，然后漸漸變暗
圖9－5
5．如圖9－5所示，足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，金屬棒ab、cd均通過(guò)棒兩端的環(huán)套在金屬導(dǎo)軌上．虛線上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線下方有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．a(chǎn)b、cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，兩棒總電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．開(kāi)始兩棒均靜止在圖示位置，當(dāng)cd棒無(wú)初速釋放時(shí)，對(duì)ab棒施加豎直向上的力F，沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．則( )
A．a(chǎn)b棒中的電流方向由b到a
B．cd棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)
C．cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力
D．力F做的功等于兩金屬棒產(chǎn)生的電熱與增加的機(jī)械能之和
圖9－6
5、
6．如圖9－6所示，兩個(gè)垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為2a，一個(gè)直徑為2a的導(dǎo)線圓環(huán)從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，則感應(yīng)電流I與導(dǎo)線圓環(huán)移動(dòng)距離x的關(guān)系圖像正確的是( )
圖9－7
7．一足夠長(zhǎng)的銅管豎直放置，將一截面與銅管的內(nèi)截面相同、質(zhì)量為m的永久磁鐵塊由管上端口放入管內(nèi)，不考慮磁鐵與銅管間的摩擦，磁鐵的運(yùn)動(dòng)速度可能是( )
A．逐漸增大到定值后保持不變
B．逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始?jí)A小，然后又越來(lái)越大
C．逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始減小，到一定值后保持不變
D．逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始減
6、小到一定值之后在一定區(qū)間變動(dòng)
8．如圖9－8所示，位于水平面內(nèi)間距為L(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌左端用導(dǎo)線相連，一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒兩端放在導(dǎo)軌上，并與之密接．已知導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為r，導(dǎo)線和導(dǎo)體棒的電阻均忽略不計(jì)．從 t＝0時(shí)刻起，導(dǎo)體棒在平行于導(dǎo)軌的拉力作用下，從導(dǎo)軌最左端由靜止做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，求：
(1)t時(shí)刻導(dǎo)體棒中的電流I和此時(shí)回路的電功率P；
(2)t時(shí)間內(nèi)拉力做的功．
圖9－8
9．如圖9－9甲所示，斜
7、面傾角為37°，一寬為d＝0.43 m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行．在斜面上由靜止釋放一長(zhǎng)方形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場(chǎng)邊界保持平行．取斜面底部為零勢(shì)能面，從線框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框的機(jī)械能E和位移x之間的關(guān)系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段．已知線框的質(zhì)量為m＝0.1 kg，電阻為R＝0.06 Ω，重力加速度取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.
(1)求金屬線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
(2)求金屬線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t；
(3)求金屬線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生電熱的最大功
8、率Pm；
(4)請(qǐng)?jiān)趫D丙中定性地畫(huà)出：在金屬線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到完全穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流I的大小隨時(shí)間t變化的圖像．
甲 乙 丙
圖9－9
專題限時(shí)集訓(xùn)(九)
1．D [解析] 設(shè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框和重物的加速度大小均為a，繩上彈力大小為T(mén)，則T－mgsin θ＝ma，Mg－T＝Ma，聯(lián)立可得a＝，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，則根據(jù)線框的平衡條件可得mgsin θ＋F安＝Mg，其中F安＝，可得v＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線框做勻速運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t＝＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律，該勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能等于
9、產(chǎn)生的焦耳熱，所以Q＝(Mg－mgsin θ)l2，選項(xiàng)D正確．
2．D [解析] C上有缺口，進(jìn)入磁場(chǎng)不受安培力，故加速度為g，A、B線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，受到安培力和重力，有mg－＝ma，且m＝ρ·4LS，R＝ρ′，得a＝g－，A、B線圈加速度一樣，選項(xiàng)D正確．
3．D [解析] 若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，螺線管b中的電流增大，穿過(guò)線圈a的磁通量變大，根據(jù)楞次定律，線圈a中產(chǎn)生俯視逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，線圈a有縮小的趨勢(shì)，線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大，選項(xiàng)D正確．
4．D [解析] 當(dāng)S1接a 時(shí)，閉合S ，L通電自感，D1將逐漸變亮，待電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)，D1漸漸變暗，選項(xiàng)A
10、、B錯(cuò)誤；當(dāng)S1接b 時(shí)，閉合S ，D2 將立即變亮，待電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)，L斷電自感產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，D2 先變得更亮，然后漸漸變暗，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．
5．A [解析] 根據(jù)右手定則可判斷出ab棒中電流方向由b到a，選項(xiàng)A正確；由左手定則可判斷出cd棒受到的安培力垂直導(dǎo)軌平面向里，由于ab棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，回路中的感應(yīng)電流逐漸增大，cd棒受到的安培力逐漸增大，故cd棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)cd棒所受重力與滑動(dòng)摩擦力相等時(shí)，速度達(dá)到最大；然后做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，最后停止運(yùn)動(dòng)， cd棒所受摩擦力的最大值大于cd棒的重力，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；對(duì)ab棒分析，由動(dòng)能定理可知WF－WG
11、－W安＝mv2，故力F做的功等于ab棒產(chǎn)生的電熱與增加的機(jī)械能之和，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．
6．C
7．A [解析] 永久磁鐵塊由管上端口放入管內(nèi)下落的過(guò)程，銅管不斷切割磁感線，管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，銅管阻礙磁鐵下落，磁鐵加速下落時(shí)，豎直向上的阻力增大，當(dāng)阻力等于磁鐵的重力時(shí)，磁鐵的速度增大到最大，此后保持不變，選項(xiàng)A正確．
8．(1)I＝，P＝ (2)WF＝＋ma2t2
[解析] (1)導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
在t時(shí)刻的速度v＝at
位移x＝at2
導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv
由閉合電路歐姆定律知，導(dǎo)體棒中電流I為
I＝ 其中R＝2xr
聯(lián)立以上各式有I＝
12、
此時(shí)回路的電功率P＝I2R
解得P＝.
(2)對(duì)導(dǎo)體棒，在t時(shí)間內(nèi)應(yīng)用動(dòng)能定理，有
WF－W安＝mv2
其中安培力做的功W安＝Pt＝
故t時(shí)間內(nèi)拉力做的功WF＝＋ma2t2.
9．(1)0.5 (2)0.125 s (3)0.43 W (4)如圖所示
[解析] (1)對(duì)圖線①，由功能關(guān)系，有
μmgx1cos θ＝E1－E2
解得μ＝＝0.5.
(2)金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)前，由牛頓第二定律，有
mgsin θ－μmgcos θ＝ma
解得加速度a＝＝2 m/s2
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v＝2ax1
則線框恰進(jìn)入磁場(chǎng)的速度v1＝1.2 m/s
金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)后，減少的
13、機(jī)械能等于克服安培力和摩擦力所做的功，機(jī)械能均勻減少，因此安培力為恒力，線框做勻速運(yùn)動(dòng)，則
mgsin θ＝FA＋μmgcos θ
由功能關(guān)系，有
·x2＝E2－E3
解得x2＝0.15 m
剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t＝＝0.125 s.
(3)線框出磁場(chǎng)時(shí)速度最大，線框內(nèi)熱功率最大．
Pm＝I2R＝
又由v＝v＋2a
可得v2＝1.6 m/s
線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有
FA＋μmgcos 37°＝mgsin 37°，
可求出FA＝0.2 N，
又因?yàn)镕A＝BIL＝，
可求出B2L2＝0.01 T2·m2
Pm＝I2R＝＝0.43 W.
(4)圖像如圖所示．
高考物理二輪作業(yè)手冊(cè) 專題限時(shí)集訓(xùn) 第9講 電磁感應(yīng)
