2019高考物理新调研精练 作业

发布 2022-06-26 06:53:28 阅读 5873

一、选择题(共10个小题为多选,其余为单选,每题5分共50分)

1.(2016·海南)如图,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距.两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流.若( )

a.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向。

b.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向。

c.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向。

d.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向。

答案 d解析根据楞次定律,当金属圆环上、下移动时,穿过圆环的磁通量不发生变化,故没有感应电流产生,故a、b两项错误;当金属圆环向左移动时,则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强,故根据楞次定律可以知道,产生的感应电流为顺时针,故c项错误;当金属圆环向右移动时,则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强,故根据楞次定律可以知道,产生的感应电流为逆时针,故d项正确.

2.(2018·安徽师大附中)如图甲所示,矩形线圈abcd固定于方向相反的两个磁场中,两磁场的分界线oo′恰好把线圈分成对称的左右两部分,两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,规定磁场垂直纸面向内为正,线圈中感应电流逆时针方向为正.则线圈感应电流随时间的变化图像为( )

答案 a解析当垂直纸面向里的磁通量在增大时,垂直纸面向外的磁通量在减小,故总磁通量变化为垂直纸面向里增大,根据楞次定律,可知感应电流方向为正,b、d项错误;由e==s可知,电路中电流大小恒定不变,故a项正确.

3.(2018·西宁二模)(多选)如图甲所示,正方形金属线圈abcd位于竖直平面内,其质量为m,电阻为r.**圈的下方有一匀强磁场,mn和m′n′是磁场的水平边界,并与bc边平行,磁场方向垂直于纸面向里.现使金属线框从mn上方某一高度处由静止开始下落,图乙是线圈由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的vt图像,图中字母均为已知量.重力加速度为g,不计空气阻力.下列说法正确的是( )

a.金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向。

b.金属线框的边长为v1(t2-t1)

c.磁场的磁感应强度为。

d.金属线框在0~t4的时间内所产生的热量为2m**1(t2-t1)+m(v32-v22)

答案 bd解析 a项,金属线框刚进入磁场时磁通量增大,根据楞次定律判断可知,感应电流方向沿abcda方向;故a项错误;b项,由图像可知,金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动,速度为v1,运动时间为t2-t1,故金属框的边长l=v1(t2-t1);故b项正确;c项,在金属框进入磁场的过程中,金属框所受安培力等于重力,则得:mg=bil,i=,又l=v1(t2-t1).联立解得:b=,故c项错误;d项,t1到t2时间内,根据能量守恒定律,产生的热量为:

q1=mgl=m**1(t2-t1);t3到t4时间内,根据能量守恒定律,产生的热量为:q2=mgl+m(v32-v22)=m**1(t2-t1)+m(v32-v22),故q=q1+q2=2mgυ1(t2-t1)+m(v32-v22),故d项正确;故选:b、d两项.

4.如图所示,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和mn,其中ab、ac在a点接触,构成“v”字形导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使mn向右匀速运动,从a位置开始计时,运动中mn始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触.下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是( )

答案 a解析设∠bac=2θ,单位长度电阻为r0,则mn切割产生电动势e=blv=bv·2vt×tanθ=2bv2ttanθ,回路总电阻为r=(2vttanθ+)r0=vtr0(2tanθ+)由闭合电路欧姆定律,得i===i与时间无关,是一定值,故a项正确,b、c、d三项错误.

5.(2018·浙江协作校期中联考)如图甲所示,在同一平面内有两个相互绝缘的金属圆环a、b,圆环a平分圆环b为面积相等的两部分,当圆环a中的电流如图乙所示变化时,甲图中a环所示的电流方向为正,下列说法正确的是( )

a.b中始终没有感应电流。

b.b中有顺时针的感应电流。

c.b中有逆时针的感应电流。

d.b中先有顺时针的感应电流,后有逆时针的感应电流。

答案 b解析由安培定则可知,初始时环a产生的磁场分布情况是:环内垂直纸面向里,环外垂直纸面向外,由于内部的磁场大于外部的磁场,由矢量的叠加原理可知b环总磁通量向里;当圆环a中的电流逐步减小时,导致b环产生感应电流,根据楞次定律可知,感应电流的方向为顺时针.同理当圆环a中电流反向增大时,环b中感应电流的方向仍为顺时针,故b项正确,a、c、d三项错误.

6.(2017·海南)如图,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面(纸面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd,其上、下两边均与磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距.若线框自由下落,从ab边进入磁场时开始,直至ab边到达磁场下边界为止,线框下落的速度大小可能( )

a.始终减小 b.始终不变。

c.始终增加 d.先减小后增加。

答案 cd解析 a项,导线框开始做自由落体运动,ab边以一定的速度进入磁场,ab边切割磁感线产生感应电流,根据左手定则可知ab边受到向上的安培力,当安培力大于重力时,线框做减速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故先减速后加速运动,故a项错误、d项正确;b项,当ab边进入磁场后安培力等于重力时,线框做匀速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故先匀速后加速运动,故b项错误;c项,当ab边进入磁场后安培力小于重力时,线框做加速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做匀加速运动,故c项正确;故选c、d两项.

7.(2018·南昌模拟)如图所示,由均匀导线制成的半径为r的圆环,以速度v匀速进入一磁感应强度大小为b的匀强磁场.当圆环运动到图示位置(∠aob=90°)时,a、b两点的电势差为( )

a. brv b. brv

c. brv d. brv

答案 d解析当圆环运动到图示位置,圆环切割磁感线的有效长度为r;

线框刚进入磁场时ab边产生的感应电动势为:e=brv;

线框进入磁场的过程中a、b两点的电势差由欧姆定律得uab=e-i·rab=brv-·=brv;故选d项.

8.(2016·课标全国ⅲ)如图,m为半圆形导线框,圆心为om;n是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为on;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线omon的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.现使线框m、n在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过om和on的轴,以相同的周期t逆时针匀速转动,则( )

a.两导线框中均会产生正弦交流电。

b.两导线框中感应电流的周期都等于t

c.在t=时,两导线框中产生的感应电动势相等。

d.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等。

答案 bc解析当线圈进入磁场时,根据楞次定律可得,两线框中的感应电流方向为逆时针,根据e=brv=br(ωr)=br2ω可得过程中产生的感应电动势恒定,即电流恒定,不是正弦式交流电,a项错误;当线圈进入磁场时,根据楞次定律可得,两线框中的感应电流方向为逆时针,当线框穿出磁场时,根据楞次定律可得线框中产生感应电流为顺时针,所以感应电流的周期和其运动周期相等,为t,b项正确;根据e=br2ω可得线框在运动过程中的感应电动势相等,c项正确;线圈n在完全进入磁场后有时间内线圈的磁通量不变化,过程中没有感应电动势产生,即线圈n在0~和~t内有感应电动势,其余时间内没有,而线圈m在整个过程中都有感应电动势,故即便电阻相等,两者的电流有效值不会相同,d项错误.

9.(2018·资阳模拟)用一根横截面积为s、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径.如图所示,在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场,磁场垂直圆环所在的平面,方向如图,磁感应强度大小随时间的变化率=k(k<0),则( )

a.圆环具有收缩的趋势。

b.圆环中产生的感应电流为逆时针方向。

c.圆环中a、b两点的电压uab=|kπr2|

d.圆环中产生的感应电流大小为-

答案 c解析 a项,由楞次定律的“增缩减扩”可知,为了阻碍磁通量的减小,线圈有扩张的趋势;故a项错误;b项,磁通量向里减小,由楞次定律“增反减同”可知,线圈中的感应电流方向为顺时针,故b项错误;c项,根据法拉第电磁感应定律,有e=·πr2=|kπr2|,由闭合电路欧姆定律可知,a、b两点间的电势差为uab==|kπr2|,故c项正确;d项,由法拉第电磁感应定律可知,e=||r2=|kπr2|,线圈电阻r=ρ,感应电流i=||故d项错误;故选c项.

10.(2018·南昌模拟)宽度均为d且足够长的两相邻条形区域内,各存在磁感应强度大小均为b,方向相反的匀强磁场;电阻为r,边长为d的等边三角形金属框的ab边与磁场边界平行,金属框从图示位置以垂直于ab边向右的方向做匀速直线运动,取逆时针方向电流为正,从金属框c端刚进入磁场开始计时,框中产生的感应电流随时间变化的图像是( )

答案 a解析三角形线圈的高为2d,则在开始运动的0~d过程中,感应电流增大,i1m==,方向为逆时针方向,在d~2d时,设某时刻线圈进入右侧区域的距离为x,则线圈切割磁感线的有效长度为l=(d-x),则感应电流i2==,方向为逆时针方向,当x=d时,i=0,当线圈的c点出离右边界x时,等效长度l′=-d-x)+d=(2d+x),感应电流i3==,方向顺时针方向,当x=0时,i3=2,当x=d时,i3=3,当c点出离右边界d~2d时,等效长度l″=d-(2d-x)=x,感应电流i4==,方向逆时针方向,当x=d时,i4=,当x=2d时,i4=2,故a项正确,b、c、d三项错误.

二、计算题(共4个小题,11题10分,12题12分,13题14分,14题14分,共50分)

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