云南省腾冲市第八中学补习班2016届高考物理三轮题型训练25题(电磁感应)
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云南省腾冲市第八中学补习班2017-2018学年高考物理三轮题型训练———35题【物理—选修3-5】1、【物理—选修3-5】(15分)(1)(5分)关于近代物理,下列表述正确的是 。
(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)A. α射线是高速运动的氦原子B. 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C. 从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D. 玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征E. 光的波长越大,光子的能量越小(2)(10分)光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C,质量分别为m m A 3=、m m m C B ==,开始时B 、C 均静止,A 以初速度0v 向右运动,A 与B 碰撞后分开,B 又与C 发生碰撞并粘在一起, B 与C 碰撞时间为0t ,此后A 与B 间的距离保持不变.求(i )B 与C 碰撞前B 的速度大小. (ii )B 、C 碰撞时C 受到的平均作用力2、【物理—选修3-5】(6分+9分)(1)下列说法正确的是 (填正确答案标号。
选对I 个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。
每选错I 个扣3分,最低得分为0分) A .光电效应既显示了光的粒子性,又显示了光的波动性B .原子核内的中子转化成一个质子和一个电子,这种转化产生的电子发射到核外,就是β粒子,这就是β衰变的实质C .一个氘核H 与一个氚核H 聚变生成一个氦核He 的同时,放出一个质子D .光的能量由光的频率所决定E .按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁半径较大的轨道时,电子的动能减小,电势能增大,原子的总能量增大(2)如图,在光滑水平面上,有A 、B 、C 三个物体,开始BC 皆静止且C 在B 上,A 物体以v 0=10m/s 撞向B 物体,已知碰撞时间极短,撞完后A 静止不动,而B 、C 最终的共同速度为4m/s ,已知B 、C 两物体的质量分别为m B =4kg 、m C =1kg ,试求:(1)A 物体的质量为多少?(2)A 、B 间的碰撞是否造成了机械能损失?如果造成了机械能损失,则损失是多少?3、【物理——选修3-5】(15分) (1)(5分)在某次光电效应实验中,分别用频率为1ν和2ν两种光得到的遏制电压U c1和U c2,电子电荷量为-e ,已知1ν>2ν,则U c1 U c2(填“>”或“<”)。
2016高考物理新课标卷-电磁感应(2016新课标Ⅰ卷)24.(14分)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。
两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。
右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上,已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g。
已知金属棒ab匀速下滑。
求(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;(2)金属棒运动速度的大小。
(2016新课标Ⅱ卷)24.(12分)如图,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上,t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动,t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动。
杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ。
重力加速度大小为g。
求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;(2)电阻的阻值。
(2016新课标Ⅲ卷)21.如图,M为半圆形导线框,圆心为O M;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为O N;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线O M O N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O M和O N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TC.在t=T/8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(2016新课标Ⅲ卷)25.(20分)如图,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度B1随时间t的变化关系为B1=kt,式中k为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B0,方向也垂直于纸面向里。
高三物理高考复习课后练习(选修3-2)3—2—2法拉第电磁感应定律及应用班级_________学号________姓名__________一、选择题1.当线圈中的磁通量发生变化时……………………………………………………………()A.线圈中一定有感应电流B.线圈中一定有感应电动势C.线圈中感应电动势大小与电阻无关D.线圈中感应电动势大小与电阻有关2.如图所示,平行导轨处于匀强磁场中,R为定值电阻,其它电阻不计。
原来静止的导体棒AB受恒力F的拉动而运动起来,对于电路中感生电流的描述,即感生电流随时间变化的图象如图(1)所示,其中肯定错误的有……………………………………………………()3.如图所示,一闭合圆形线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线n与磁场方向成30°角,磁感应强度随时间均匀变化。
在下述办法中,用哪一种可以使感应电流增加一倍…………()A.把线圈的匝数增加一倍B.把线圈的面积增加一倍C.把线圈的半径增加一倍D.改变线圈轴线对磁场的方向4.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化规律如图所示,则………………………………()A.线圈在0时刻感应电动势最大B.线圈中D时刻感应电动势为零C.线圈中D时刻感应电动势最大D.线圈中0至D时间内平均感应电动势为0.4V5.如图所示,等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场,另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场,穿越过程中速度始终与AB边垂直且保持AC平行于OQ。
关于线框中的感应电流,下列说法中正确的是…………()A.开始进入磁场时感应电流最大B.开始穿出磁场时感应电流最大C.开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向D.开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向6.如图所示,光滑导轨宽0.4m,ab金属棒长0.5m,均匀变化如图所示,金属棒ab的电阻为1Ω,导轨电阻不计,自t=0时,ab棒从导轨最左端,以υ=1m/s的速度向右匀速运动,则………………………………………()A.1s末回路中的电动势为1.6VB.1s末棒ab受安培力大小为1.28NC.1s末回路受安培力大小为0.64N二、填空题7.有一个200匝的线圈,放在一个变化的磁场中,在4s内线圈中的磁通量从2×10-2Wb增加到6×10-2Wb,线圈中平均感应电动势为V;若线圈是闭合的,电阻为5Ω,则线圈的感应电流的大小为A。
专题11 电磁感应【2018高考真题】1.如图,在同一平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。
一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动,线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是()A. B.C. D.【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷)【答案】 D【解析】试题分析:找到线框在移动过程中谁切割磁感线,并根据右手定则判断电流的方向,从而判断整个回路中总电流的方向。
要分过程处理本题。
第一过程从①移动②的过程中然后从③到④的过程中,左边切割产生的电流方向逆时针,而右边切割产生的电流方向也是逆时针,所以电流的大小为,方向是逆时针当线框再向左运动时,左边切割产生的电流方向顺时针,右边切割产生的电流方向是逆时针,此时回路中电流表现为零,故线圈在运动过程中电流是周期性变化,故D正确;故选D点睛:根据线圈的运动利用楞次定律找到电流的方向,并计算电流的大小从而找到符合题意的图像。
2.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM是有一定电阻。
可绕O转动的金属杆。
M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。
空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。
在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则等于()A. B. C. D. 2【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)【答案】 B【点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场变化产生感应电动势有机融合,经典中创新。
3.(多选)如图所示,竖直放置的形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆()A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgdD. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【答案】 BCQ1=mg.2d,所以穿过两个磁场过程中产生的热量为4mgd,选项C正确;若金属杆进入磁场做匀速运动,则,得,有前面分析可知金属杆进入磁场的速度大于,根据得金属杆进入磁场的高度应大于,选项D错误。
【两年高考真题】1.(2013·新课标Ⅰ卷)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3.(2013·四川卷)如图所示,边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域,其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B=kt (常量k>0)。
回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0,滑动片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R 1=R 0、R 2=20R 。
闭合开关S ,电压表的示数为U ,不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势,则A .R 2两端的电压为7U B .电容器的a 极板带正电C .滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D .正方形导线框中的感应电动势为kL 2【命题意图猜想】(2)楞次定律①楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.②对“阻碍”的理解这里的“阻碍”不可理解为“相反”,感应电流产生的磁场的方向,当原磁场增加时,则与原磁场方向相反,当原磁场减弱时,则与原磁场方向相同;也不可理解为“阻止”,这里是阻而未止.③楞次定律的另一种表达:感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因.即由电磁感应现象而引起的一些受力、相对运动、磁场变化等都有阻碍原磁通量变化的趋势.④楞次定律应用时的步骤a .先看原磁场的方向如何.b .再看磁通量的变化(增强还是减弱).c .根据楞次定律确定感应电流磁场的方向.d .再利用安培定则,根据感应电流磁场的方向来确定感应电流方向.2.法拉第电磁感应定律(1)定律内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.E =n ΔΦΔt(2)另一种特殊情况:回路中的一部分导体做切割磁感线运动时,其感应电动势E =BLv sin θ(3)定律的几种表示式E =n ΔΦΔt ,E =BLv sin θ,E =ΔB Δt S =B ΔS Δt ,E =12BL 2ω 【方法技巧提炼】1.目标要求:电磁感应在近几年的高考中,电磁感应主要考查图象问题,法拉第电磁感应定律,楞次定律,以及与能量相结合的问题出现的频率极高.2.注意问题:电磁感应与能量相结合的问题中一定做到以下几点(1)明确安培力做的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”,用框图表示如下:电能W安>0W安<0其他形式的能(2)明确功能关系,确定有哪些形式的能量发生了转化.如有摩擦力做功,必有内能产生;有重力做功,重力势能必然发生变化;安培力做负功,必然有其他形式的能转化为电能.(3)根据不同物理情景选择动能定理、能量守恒定律或功能关系列方程求解问题.3.经验分享:在单杆和双杆模型中,一定要明确谁充当电源,谁充当用电器,在用电器是电流从电势高的点流向电势低的点,而在电源中,电流是从电势低的点流向电势高的点。
物理高三复习电磁感应规律及其应用专项练习题(带答案)电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体,会发生电动势,下面是电磁感应规律及其运用专项练习题,请考生仔细练习。
一、选择题(共8小题,每题4分,共32分。
在每题给出的四个选项中,第1~6题只要一项契合标题要求,第7~8题有多项契合标题要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)1.(2021新课标全国卷,15)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。
当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时,a、b、c三点的电势区分为Ua、Ub、Uc。
bc边的长度为l。
以下判别正确的选项是()A.UaUc,金属框中无电流B.UbUc,金属框中电流方向沿a-b-c-aC.Ubc=-Bl2,金属框中无电流D.Ubc=Bl2,金属框中电流方向沿a-c-b-a2.(2021重庆理综,4)图为无线充电技术中运用的受电线圈表示图,线圈匝数为n,面积为S。
假定在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1平均添加到B2,那么该段时间线圈两端a和b之间的电势差b(A.恒为B.从0平均变化到C.恒为-D.从0平均变化到-3.(2021安徽理综,19)如下图,abcd为水平放置的平行形润滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。
金属杆MN倾斜放置,与导轨成角,单位长度的电阻为r,坚持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动进程中与导轨接触良好)。
那么()A.电路中感应电动势的大小为B.电路中感应电流的大小为C.金属杆所受安培力的大小为D.金属杆的发热功率为4.(2021福建理综,18)如图,由某种粗细平均的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。
一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动进程PQ一直与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。
云南省腾冲市第八中学补习班2016届高考物理三轮题型训练—-—33题[物理-选修3—3]1、(1)(5分)下列说法正确的是________。
(填写正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.晶体熔化时吸收热量,其分子平均动能不变B.一定质量的理想气体,在温度不变时,分子每秒与器壁平均碰撞次数随着体积增大而增大C.空调能制冷,说明热传递没有方向性D.液体表面具有收缩的趋势,是由于液体表面层分子的分布比内部稀疏E.控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则达到动态平衡后饱和汽的质量、密度、压强均增大(2)(10分)一气象探测气球,在充有压强为75.0 cmHg、温度为27。
0 ℃的氦气时,体积为3。
0 m3。
上升过程气球内部因启动一加热装置而维持其温度不变,在上升至某一海拔高度的过程中,气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压45。
0 cmHg,此后停止加热,保持高度不变。
已知在这一海拔高度气温为-10.0 ℃。
求:(i)气球在停止加热前的体积;(ii)气球在停止加热较长一段时间后的体积。
2、(1)(5分)利用单分子油膜法可粗略测定分子的大小和阿佛加德罗常数,如果已知n 滴油酸的体积为V ,一滴油在水面上散开形成的单分子油膜面积为S ,则这种油分子的直径表达式d =___________;如果这种油的摩尔质量为M ,密度为ρ,写出阿佛加德罗常数的表达式为N A =__________。
(2)(10分)如图所示,一定质量的理想气体,从状态A 变化到状态B ,再变化到状态C ,其状态变化过程的p —V 图象如图所示。
已知状态A 时的温度为27℃,则:(i )气体处于状态B 、C 时的温度分别是多少?(ii)从状态A 到状态C 的过程中内能的变化是多少?3、【物理—选修3-3】(6分+9分)(1) 下列说法正确的是 (填正确答案标号。
选对I 个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。
理科综合物理试题二、选择题:(每个小题6分。
第14题至18题在每个题给出的四个选项中,只有一个正确的。
19至21题为多选题,选对并且选全的得6分,漏选的得3分。
选错的或不答的得0分。
)14.如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止。
现用力F沿斜面向上推A,但A、B并未运动。
下列说法正确的是A.A、B之间的摩擦力可能大小不变B.A、B之间的摩擦力一定变小C.B与墙之间没有摩擦力D.弹簧弹力一定变小15.平直公路上行驶的汽车,为了安全,车与车之间必须保持一定的距离,这是因为从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的反应时间里,汽车仍然要通过一段距离,这个距离称为反应距离;而从采取制动动作到汽车停止运动期间通过的距离称为制动距离。
下表为汽车在不同速度下的反应距离和制动距离的部分数据,根据分析计算,表中未给出的数据x、y应是A.x=40,y=24B.x=45,y=24C.x=50,y=22D.x=60,y=2216.某电场的电场线分布如图所示,下列说法中正确的是A.a、b、c、d四点中c点的电势最高B.c点的电场强度大于d点的电场强度C.若将一正试探电荷由a点移到b点,电势能减小D.若将一负试探电荷由c点移到d点,电势能减小17.如图所示,两个垂直纸面的匀强磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B,磁场区域的宽度均为a,一正三角形(高度为a)导线框ABC从图示位置向右匀速穿过两磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在图乙中感应电流I与线框移动距离x的关系图象正确的是18.宇航员在地球表面,以一定初速度竖直上抛一小球,测得小球从抛出到返回的时间为t;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,小球从抛出到返回时间为25t。
若已知该星球的半径与地球半径之比为R2:R1=1:4,空气阻力不计。
则A.该星球表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为25:1B.该星球的密度与地球密度之比为4:25C.该星球与地球第一宇宙速度之比为10:1D.在该星球与地球上自相同高度处以相同初速度平抛物体的水平射程之比为25:1 19.第16届亚运会上,在女子双人10米跳台的争夺赛中,中国队陈若琳和汪皓夺取金牌。
12hS(B )(D )(C ) (A )14.以下涉及物理学史上的叙述中,说法不正确的是A .麦克斯韦预言了电磁波的存在,后来被赫兹所证实。
B .安培通过多年的研究,发现了电流周围存在磁场C .纽曼和韦伯总结出了法拉第电磁感应定律D .开普勒揭示了行星的运动规律,为牛顿发现万有引力定律奠定了基础 15.据《新消息》报道,北塔公园门前,李师傅用牙齿死死咬住长绳的一端,将停放着的一辆卡车缓慢拉动.小华 同学看完表演后做了如下思考,其中正确的是A .李师傅选择斜向上拉可以减少车对地面的正压力,从而减少车与地面间的摩擦力B .李师傅选择斜向上拉可以减少人对地面的正压力,从而减少人与地面间的摩擦力C .车被拉动的过程中,绳对车的拉力大于车对绳的拉力D .若将绳系在车顶斜向下拉,要拉动汽车将更不容易16.2010年广州亚运会上,我国田径选手劳义勇夺男子100米的冠军。
他采用蹲踞式起跑,在发令枪响后,左脚迅速蹬离起跑器,在向前加速的同时提升身体重心。
如图所示,假设质量为m 的运动员,在起跑时前进的距离S 内,重心升高量为h ,获得的速度为v ,阻力做功的数值为W 阻,则在此过程中 A .运动员的机械能增加了221mv B .运动员的机械能增加了mgh mv +221C .运动员的重力做功为mgh W =重D .运动员自身消耗的能量为阻W mgh mv ++22117.2011年2月25的最后一次服役。
“发现号”此行的任务期为11天,将为空间站运送一个永久多功能舱以及“机器人宇航员2号”,后者是首个进入太空的机器人,并将成为空间站永久居民。
下列关于发现号航天飞机和空间站对接的说法正确的是 A. 航天飞机先到达和空间站相同的轨道然后加速对接 B. 航天飞机先到达比空间站的轨道小的轨道然后加速对接 C. 航天飞机先到达比空间站的轨道大的轨道然后加速对接 D. 航天飞机先到达和空间站相同的轨道然后减速对接 18.如图所示的逻辑电路中能让小灯亮起来的是( )19.如图所示电路,M 、N 是一对间距为d 的平行金属板,且将N板接地。
高三物理电磁感应练习题及答案一、选择题1. 电磁感应的基本规律是()。
A. 磁场的变化引起感应电动势B. 电流的变化引起感应电动势C. 磁场的存在引起感应电动势D. 磁感线交变引起感应电动势2. 一根长度为 l 的匀速运动的导体杆,速度为 v,以角度θ 进入磁感应强度为 B 的磁场中,电导率为η,杆的两端接有外电路,两端电势差为 E。
那么 E=A. vBB. vBηC. vBηlD. vBηlθ3. 在变压器中,输入电压和输出电压之比等于输入回路匝数和输出回路匝数之比,这是因为()。
A. 圈数定理B. 电流连续性定律C. 磁感应定律D. 能量守恒定律4. 变压器的变压原理是利用()。
A. 磁感应定律B. 赫兹实验C. 磁通连续性定律D. 电磁感应现象5. 在变压器中,两个线圈的磁链总是连续的,是因为()A. 电流连续性定律B. 磁通连续性定律C. 安培环路定理D. 磁场的无源性二、解答题1. 一个单匝方形线圈边长为 a,在边长的延长线上有一个磁感应强度为 B 的磁场,线圈绕垂直于磁场的轴转动。
当匝数 N=2,转动的圈数 n=3,转动的时间 t=2s 时,求感应电动势的大小。
解:由磁感应定律可知,感应电动势 E=-NBAcosθ,其中θ 为磁感应线与匝数法线的夹角。
在该题目中,磁感应线与匝数法线的夹角θ=90°,cosθ=0。
所以感应电动势 E=-NBAcosθ=-NBA×0=0。
2. 一个半径为 R 的导体圆盘匀速地绕通过圆盘轴心的轴旋转。
当轴线与一个磁感应强度为 B 的磁场成 60°角时,求导体圆盘两端的感应电动势。
解:设导体圆盘的角速度为ω,那么导体圆盘所受的安培力 F=BIA×sinθ。
由于导体圆盘匀速旋转,所以安培力 F 和感应电动势 E 处于动平衡状态,故 F=0。
则BIA×sinθ=0,解得感应电动势 E=0。
由此可知,导体圆盘两端的感应电动势为 0。
云南省腾冲市第八中学补习班2016届高考物理三轮题型训练
——25题(电磁感应)
1、(20分)如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为 的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻R。
导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触。
斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。
现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止。
当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨。
当a棒再次滑回到磁场边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动。
已知a 棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g,导轨电阻不计。
求(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的
电流强度I,与定值电阻R中的电流强度I R之比;
(2)a棒质量m a;
(3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。
2、(20分)如图所示,竖直直线MN左方有水平向右的匀强电场,现将一重力不计,
比荷q
m =106 C/kg的正电荷置于电场中O点由静止释放,经过
π
15×10
-5 s后,电荷以
v0=1.5×104 m/s的速度通过MN进入其右方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图所示规律周期性变化(图中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻,忽略磁场变化带来的影响).求:
(1)匀强电场的电场强度E;
(2)图中t=4π
5×10
-5 s时刻电荷与O点的竖直距离d;
(3)如图在O点下方d=39.5 cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需要的时间.(结果保留两位有效数字)
3、(18分)如图所示,竖直平面内边长为a的正方形ABCD是磁场的分界线,在正方形的四周及正方形区域内存在方向相反、磁感应强度的大小均为B的与竖直平面垂直的匀强磁场,M、N分别是边AD、BC的中点。
现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M点沿MN方向射出,带电粒子的重力不计。
(1)若在正方形区域内加一与磁场方向垂直的匀强电场,恰能使以初速度v射出的带电粒子沿MN直线运动到N点,求所加电场的电场强度的大小和方向。
(2)为使带电粒子从M点射出后,在正方形区域内运动到达B点,则初速度v0应满足什么条件?
(3)试求带电粒子从M点到达N点所用时间的最小值,并求出此后粒子回到M点的可能时间。
4、如图,在真空中竖直平面内同时存在多层厚度为d,足够宽的正交复合场,匀强电场的电场强度大小为E,匀强磁场的磁感应强度大小为B,相邻复合场区域的间距也为d。
将可看做质点、质量为m、带正电荷量为q的小球从静止开始下落,下落高度为d后进入复合场,已知mg=qE,重力加速度大小为g,不计粒子运动时的电磁辐射。
(1)求小球在第1层复合场区域做圆周运动的轨道半径r1;
(2)求小球到达第2个复合场区域时速度方向与竖直方向夹角的正弦值;
(3)若空间存在有n层复合场,小球不能从复合场下边界穿出,求n的最小值。
1、(1)由于a 棒、b 棒和定值电阻的阻值均为R ,由等效电路 可得
R
b I I I += ① 且 I b =I R ②
因此有 12
=
R
I I
③
(2)由于a 棒继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动过程中机械能守恒,a 棒离开磁场的速度与下滑时匀速速度大小相等, 有 E =BLV ④
a 棒上滑时
b 棒中的电流 R
E I b 232⨯=
⑤
由受力分析得θ
sin mg L BI b = ⑥
a 棒下滑时
R E
I a 2=
⑦
θ
sin g m L BI a a = ⑧
联立④⑤⑥⑦⑧解得
23m
m a =
⑨
(3)由受力分析,并代入数据联立求解 可得a 棒上滑时
θ
sin g m BIL F a += ⑩
联立①②⑥⑨⑩解得
θsin 27
mg F =
2、解析:(1)电荷在电场中做匀加速直线运动,设其在电场中运动的时间为t 1,有: v 0=at 1 Eq =ma
解得E =
mv 0
qt 1
=7.2×103 N/C (2)当磁场垂直纸面向外时,电荷运动的半径
r =mv 0
B 1q
=5 cm 周期T 1=2πm B 1q =2π
3
×10-5 s.
当磁场垂直纸面向里时,电荷运动的半径
r 2=mv 0
B 2q
=3 cm
周期T 2=
2πm
B 2q =
2π
5
×10-5 s
故电荷从t =0时刻开始做周期性运动,其运动轨迹如图所示, t =4π
5
×10-5 s 时刻电荷与O 点的竖直距离
d =2(r 1-r 2)=4 cm.
(3)电荷从第一次通过MN 开始,其运动的周期T =4
5
π×10-5 s ,
根据电荷的运动情况可知,电荷到达挡板前运动的完整周期数为8个,此时电荷沿MN 运动的距离
s =8Δd =32 cm
则最后7.5 cm 的距离如图所示,有:
r 1+r 1cos α=7.5 cm
解得:cos α=0.5,则α=60° 故电荷运动的总时间
t 总=t 1+8T +1
3
T 1=2.1×10-4 s.
答案:(1)7.2×103 N/C (2)4 cm (3)2.1×10-4 s 3、(18分)解:(1)由题意,电场力与洛伦兹力平衡,有:
qE=qvB (2分) 解得E=Bv (1分)
因带电粒子带正电,知电场强度的方向竖直向下(1分) (2)此时,带电粒子的运动轨迹如图甲所示,根据几
何关系得
(2分) 解得R =5a /4
由牛顿第二定律得 (2
分)
解得 (2
分) (3)由
(1
分)
T =2πr /v (1分) 可得
由题意可画出带电粒子的运动轨迹如图乙所示,可得带电粒子在两
磁场中的轨道半径均为
(1
分)
带电粒子在正方形区域内的运动时间 (1
分)
在正方形区域外的运动时间 (1分) 故带电粒子从M 点到达N 点所用时间的最小值
(1分)
画出带电粒子从N 点继续运动的轨迹如图丙所示,知带电粒子可以
回到M 点,由对称性,回到M 点的时间为
qB m
n T n t π2)
12()12(+=+=' (n=0,1,2…) (2分)
4、(20分)解:
(1)小球进入第1层复合场时,只有重力做功,由机械能守恒定律得:
2121mv mgd =
① 2分
在复合场中小球受重力与电场力相等,洛仑兹力提供圆周运动向心力,有
12
1
1r v m Bqv = ② 2分
联立解得gd
Bq
m r 21= ③ 2分
(2)设从第1层复合场穿出时速度与竖直方向夹角为1θ
,水平速度为
x
v 1
由几何关系得
1
1sin r d
=
θ ④ 1分
1
11sin θv v x = ⑤ 1分
设从第2层复合场进入时速度与竖直方向夹角为
2
α,
根据动能定理222
13.mv qEd d mg =
- ⑥ 2分
小球在重力场中运动时,垂直于重力方向的速度分量不变
1
122sin sin θαv v = ⑦ 1分
联立解得
gd mg Bq
2sin 2=
α ⑧ 1分
(3)设从第n 层复合场进入时速度与竖直方向夹角为n α,从第n 层复合场穿出时速度与竖直方
向夹角为n θ,由几何关系得d r r n n n n =-αθsin sin ⑨ 2分
小球在重力场中运动时,垂直于重力方向的速度分量不变,则
1
1sin sin --=n n n n v v θα ⑩ 1分
联立⑨⑩得d r r n n n n =---11sin sin θθ ○11 1分 同理d r r n n n n =-----2211sin sin θθ ○12 联立解得 nd r n n =θsin ○131分 根据动能定理
2
21)1()12.(n mv d n qE d n mg =
---
○141分
在第n 层复合场中小球受重力与电场力相等,洛仑兹力提供圆周运动向心力,有:
n n
n r v
m Bqv 2
= ○151分
若小球不能从复合场下边界穿出,则:
2π
θ=
n ,1sin =n θ
联立解得d q B g m n 2
222= ○161分
其他解法参照给分。