1、优质文档优质文档温馨提示：此套题为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word 文档返回原板块。课时提升作业(三十五)(40分钟 100 分)一、选择题(本大题共 10小题,每小题 7分,共 70分。每小题至少一个答案正确,选不全得 3分)1.如图所示,在一匀强磁场中有一 U型导线框 bacd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R 为一电阻,ef 为垂直于 ab的一根导体杆,它可以在 ab、cd上无摩擦地滑动,杆 ef及线框中导体的电阻都可不计。开始时,给 ef一个向右的初速度,则 ( )A.ef将减速向右运动,但不是匀减速B.ef将匀速
2、向右运动,最后静止C.ef将匀速向右运动D.ef将做往复运动2.(2013南岸区模拟)如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用 0.3s时间拉出,外力所做的功为 W1,通过导线截面的电荷量为 q1;第二次用 0.9s时间拉出,外力所做的功为 W2,通过导线截面的电荷量为 q2,则 ( )优质文档优质文档A.W1W2,q1=q2 D.W1W2,q1q23.如图所示,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的空间内,质量一定的金属棒 PQ垂直导轨放置。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
3、率分别为 va、v b,到位置 c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a 到 b与 b到 c的间距相等,则金属棒在由 a到 b和由 b到 c的两个过程中 ( )A.回路中产生的内能相等B.棒运动的加速度相等C.安培力做功相等D.通过棒横截面积的电荷量相等4.(2013南宁模拟)两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为 L,底端接阻值为 R的电阻。将质量为 m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为 B的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻 R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放。则 ( )A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度 gB.金属棒向
4、下运动时,流过电阻 R的电流方向为 aRbC.金属棒的速度为 v时,所受的安培力大小为 F=B22D.电阻 R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少优质文档优质文档5.如图所示,竖直平面内的虚线上方是一匀强磁场 B,从虚线下方竖直上抛一正方形线圈,线圈越过虚线进入磁场,最后又落回原处,运动过程中线圈平面保持在竖直平面内,不计空气阻力,则 ( )A.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功B.上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率6.在伦敦奥运会上
5、,100m 赛跑跑道两侧设有跟踪仪,其原理如图甲所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为 L=0.5m,一端通过导线与阻值为R=0.5 的电阻连接;导轨上放一质量为 m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计;匀强磁场方向竖直向下。用与导轨平行的拉力 F作用在金属杆上,使杆运动。当改变拉力的大小时,相对应的速度 v也会变化,从而使跟踪仪始终与运动员保持一致。已知 v和 F的关系如图乙。(取重力加速度 g=10m/s2)则 ( )A.金属杆受到的拉力与速度成正比B.该磁场磁感应强度为 1TC.图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小优质文档优质文档D.导轨与金属杆之间的
6、动摩擦因数为 =0.47.(2013黄冈模拟)光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程为 y=x2,其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是 y=a的直线(如图中的虚线所示)。一个小金属块从抛物线上y=b(ba)处以速度 v沿抛物线下滑,假设曲面足够长,则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是 ( )A.mgb B. mv212C.mg(b-a) D.mg(b-a)+ mv2128.(2013宁德模拟)如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L和 2L的两只闭合线框 a和 b,以相同的速度从磁感应强度为 B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,则下列说法正确的是
7、 ( )A.产生的焦耳热之比为 14B.产生的焦耳热之比为 11C.通过铜丝某截面的电量之比为 12D.通过铜丝某截面的电量之比为 14优质文档优质文档9.如图甲所示,竖直向上的匀强磁场的磁感应强度 B0=0.5T,并且以 =0.1T/s 的变化率均匀增加。图像如图乙所示,水平放置的导轨不计电阻,不计摩擦阻力,宽度 L=0.5m,在导轨上放着一金属棒 MN,电阻 R0=0.1,并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量 M=0.2kg的重物。导轨上的定值电阻 R=0.4,与 P、Q 端点相连组成回路。又知 PN长 d=0.8m。在重物被拉起的过程中,下列说法中正确的是(g取 10N/kg) ( )A.电
8、流的方向由 P到 QB.电流的大小为 0.1AC.从磁感应强度为 B0开始计时,经过 495s的时间,金属棒 MN恰能将重物拉起D.电阻 R上产生的热量约为 16J10.一质量为 m、电阻为 r的金属杆 ab以一定的初速度 v0从一光滑的平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成 30角,两导轨上端用一电阻 R相连,如图所示,磁场垂直斜面向上,导轨的电阻不计,金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为 v,则 ( )A.向上滑行的时间小于向下滑行的时间优质文档优质文档B.向上滑行时电阻 R上产生的热量大于向下滑行时电阻 R上产生的热量C.向上滑行时与向下滑行时通过电阻 R的电量相
9、等D.金属杆从开始上滑至返回出发点,电阻 R上产生的热量为 m( -v2)12 v20二、计算题(本大题共 2小题,共 30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)11.(2013南宁模拟)(12 分)如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ 固定在同一水平面上,两导轨间距 L=0.30m。导轨电阻忽略不计,其间连接有固定电阻 R=0.40。导轨上停放一质量 m=0.10kg、电阻 r=0.20 的金属杆 ab,整个装置处于磁感应强度 B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。用一外力 F沿水平方向拉金属杆 ab,使之由静止开始运动,电压传感器可将 R两端的电压
10、U采集并输入电脑,获得电压 U随时间 t变化的关系如图乙所示。(1)试证明金属杆做匀加速直线运动,并计算加速度的大小;(2)求第 2s末外力 F的瞬时功率;(3)如果水平外力从静止开始拉动杆 2s所做的功 W=0.35J,求金属杆上产生的焦耳热。12.(能力挑战题)(18 分)如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为 L,左端接有阻值为 R的电阻,处在优质文档优质文档方向垂直纸面向里、磁感应强度为 B的匀强磁场中,质量为 m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度 v0。沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直
11、并保持良好接触。(1)求初始时刻导体棒受到的安培力;(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为 Ep,则这一过程中安培力所做的功 W1和电阻 R上产生的焦耳热 Q1分别为多少?(3)导体棒做往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻 R上产生的焦耳热 Q为多少?答案解析1.【解析】选 A。杆 ef 向右运 动,所受安培力 F=BIl=Bl = ,方向向左,故杆做B B22减速运动;v 减小,F 减小,杆做加速度逐渐减小的减速运动,A 正确。2.【解析】选 C。设线框 长为 L1,宽为 L2,第一次拉出速度为 v1,第二次拉出速度为v2,则 v1=3
12、v2。匀速拉出磁场时,外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有W1=F1L1=BI1L2L1=B22211同理 W2= ,故 W1W2B22212优质文档优质文档又由于两次拉出线框的过程中,磁通量的变化量相等,即 1=2,由 q= 得q1=q2,选项 C 正确。3.【解析】选 D。棒由 a 到 b 再到 c 的过程中, 速度逐渐减小。根据 E=Blv,E 减小,故 I 减小。再根据 F=IlB,安培力减小,根据 F=ma,加速度减小,B 错误。由于 a 与b、b 与 c 间距相等,故从 a 到 b 安培力做的功大于从 b 到 c 安培力做的功,故A、C 错误。再根据平均感 应电动势 = = ,
13、 = ,q= t 得 q= ,故 D 正确。EBI E I B4.【解析】选 A、C。在 释 放的瞬间,金属棒速度为零,不受安培力的作用,只受重力,选项 A 正确。由右手定则可得,电流的方向从 b 经 R 到 a,选项 B 错误。当速度为v 时,产生的电动势为 E=BLv,受到的安培力为 F=BIL,计算可得 F= ,选项 CB22正确。在运动的过程中,是弹簧的弹性势能、金属棒的重力势能和内能的转化,选项 D 错误。【变式备选】如图所示,电阻为 R,导线电阻均可忽略,ef 是一电阻可不计的水平放置的导体棒,质量为 m,棒的两端分别与 ab、cd 保持良好接触,又能沿足够长的框架无摩擦下滑,整个
14、装置放在与框架垂直的匀强磁场中,当导体棒 ef 从静止下滑一段时间后闭合开关 S,则 S 闭合后( )A.导体棒 ef 的加速度可能大于 gB.导 体棒 ef 的加速度一定小于 gC.导 体棒 ef 最终速度随 S 闭合时刻的不同而不同D.导体棒 ef 的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒优质文档优质文档【解析】选 A、D。开关 闭合前,导体棒只受重力而加速下滑,闭合开关时有一定的初速度 v0,若此时 F 安 mg,则 F 安 -mg=ma。若 F 安 mg,则 mg-F 安 =ma,因为 F 安 的大小不确定,所以导体棒 ef 的加速度可能大于 g、小于 g、等于 g,故 A 正确,B 错
15、误。无论闭合开关时初速度多大,导体棒最终的安培力应和重力平衡,故 C 错误。根据能量守恒定律知,D 正确。5.【解析】选 A、C。线圈上升 过程中,加速度增大且在减速,下降过程中,运动情况比较复杂,有加速、减速或匀速等,把上升过程看作反向的加速,可以比较当运动到同一位置时,线圈速度都比下降过程中相应的速度要大,可以得到结论:上升过程中克服安培力做功多;上升过程时间短,故正确选项为 A、C。6.【解析】选 B、C、D。由图像可知拉力与速度是一次函数,但不成正比,故 A 错;图线在横轴的截距是速度为零时的 F,此时金属杆将要运动,此时阻力最大静摩擦力等于 F,也等于运动时 的滑动摩擦力,C 对;由
16、 F-BIL-mg=0 及 I= 可得:F-B-mg=0,从图像上分别读出两组 F、v 数据代入上式即可求得 B=1T,=0.4,B22所以选项 B、D 对。7.【解析】选 D。小金属块进入磁场或退出磁 场的过程中,金属块内都会产生感应电流,使它的机械能减小,直到金属块只在匀强磁场内滑行时为止。金属块损失的机械能全部转化成焦耳热,为 mg(b-a)+ mv2。128.【解析】选 A、C。根据能的 转化和守恒可知,外力做功等于电能,而电能又全部转化为焦耳热,W a=Qa= ,Wb=Qb= ,由电阻定律知 Rb=2Ra,故()2 L (2)2 2WaWb=14,A 对、 B 错 ;由产生的电量 Q
17、= = 得,Q aQb=12,C 对、D 错。 B优质文档优质文档【变式备选】如图所示,水平放置的两根平行长直金属导轨的间距为 d,其右端接有阻值为 R 的电阻,整个装置处在方向竖直向上磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。一质量为 m(质量分布均匀)的导体杆 ab 垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为 。现 杆在水平向左、垂直于杆的恒力 F 作用下从静止开始沿导轨运动距离 L 时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为 r,导轨电阻不计,重力加速度大小为 g。则在此过程中 ( )A.杆运动速度的最大值为()22B.流 过电 阻 R 的电荷量为B+C.恒力 F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力 F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量【解析】选 B、D。当杆达到最大速度 vm时,F-mg- =0,解得 vm=B22+,A 错;由公式 q= = = ,B 对;在杆从开始运动到达()(+)22 + B+ B+到最大速度的过程中,由动能定理有:W F+Wf+W 安 =Ek,其中 Wf=-mgL,W 安 =-Q,恒力 F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和,C 错 ;恒力 F 做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和,D 对。
