高考物理一轮复习(练习):热点专题突破系列9 解决图象

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选修3-2 热点专题突破系列(七)

〔专题强化训练〕

1.(多选)(2016·山西太原一模)如图(a),在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框,导线框右侧有两个宽度也为L的有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B、方向分别竖直向下和竖直向上。t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框在外力作用下,以速度v匀速进入并通过磁场区域,规定电流i沿逆时针方向时为正,磁感线竖直向下时磁通量Φ为正,安培力的合力F向左为正,则以下关于Ф、i、F和线框中的电功率P随时间变化的图象大致是图(b)中的导学号

51343060( BD )

[解析] 若以刚进磁场时磁通量为正,则线圈完全进入磁后磁通量应减少而不是不变,故A项错误;线框进入左边磁场时,电流方向为逆时针方向,电流大小I1=BLvR,当导线框右边进入磁场B2时,左边进入磁场B1中,电流沿顺时针方向,大小I2=2BLvR,当右边出磁场时,左边在磁场B2中切割磁感线,产生逆时针方向的电流,大小I3=BLvR,B正确;运动过程中安培力的方向一直向左,大小分别为F1=BI1L=B2L2vR,F2=2BI2L=4B2L2vR,F3=BI3L=B2L2vR,C错误;电功率P=I2R,可知P2=4P1=4P3,D正确。

2.如图,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”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,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,可能正确的是导学号

51343061( A )

[解析] 金属棒MN匀速向右切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv,设∠bac=2θ,金属棒单位长度的电阻为r,则整个回路的电阻为R=r(L+L2sinθ×2)=r(1+1sinθ)L,再根据欧姆定律可得回路中的电流为:i=ER=BLvr1+1sinθL=Bvsinθr1+sinθ=定值,故图A正确。

3.(多选)(2016·四川物理)如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv(F0、k是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i,受到的安培力大小为FA,电阻R两端的电压为UR,感应电流的功率为P,它们随时间t变化图象可能正确的有导学号 51343062( BC )

[解析] 设某时刻金属棒的速度为v,根据牛顿第二定律得F-FA=ma,即F0+kv-B2l2vR+r=ma,即F0+(k-B2l2R+r)v=ma,如果k>B2l2R+r,则加速度与速度成线性关系,且随着速度增大,加速度越来越大,即金属棒运动的v-t图象的切线斜率越来越大,由于FA=B2l2vR+r,FA-t图象的切线斜率也越来越大,感应电流(i=BlvR+r)、电阻两端的电压(UR=BlRvR+r)及感应电流的功率(P=B2l2v2R+r)也会随时间变化得越来越快,B项正确;如果k=B2l2R+r,则金属棒做匀加速直线运动,电动势随时间均匀增大,感应电流、电阻两端的电压、安培力均随时间均匀增大,感应电流的功率与时间的二次方成正比,没有选项符合;如果k