2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí)：9

1．(2014·龍巖模擬)(單選)如圖所示，讓線圈由位置1通過一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)到位置2，下列說法中正確的是()A．線圈進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，線圈中有感應(yīng)電流，而且進(jìn)入進(jìn)的速度越大，感應(yīng)電流越大B．整個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流是恒定的C．整個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流越來越大D．線圈穿出勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，線圈中有感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流越來越大答案：A2．(2013·焦作模擬)(多選)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為L(zhǎng)＝1m，cd間、de間、cf間分別接著阻值為R＝10Ω的電阻．一阻值為R＝10Ω的導(dǎo)體棒ab以速度v＝4m/s勻速向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好；導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.5T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．下列說法中正確的是()A．導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛蒪到aB．cd兩端的電壓為1VC．de兩端的電壓為1VD．fe兩端的電壓為1V解析：選BD.導(dǎo)體棒ab以速度v＝4m/s勻速向左運(yùn)動(dòng)，由右手定則可判斷出導(dǎo)體棒ab中電流的方向?yàn)橛蒩到b，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv＝2V，感應(yīng)電流I＝E/2R＝0.1A，cd兩端的電壓為U1＝IR＝1V，選項(xiàng)B正確；由于de間沒有電流，cf間沒有電流，de兩端的電壓為零，fe兩端的電壓為1V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確．3．(2014·南京模擬)(單選)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個(gè)極板，磁場(chǎng)垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時(shí)間變化，t＝0時(shí)，P、Q兩極板電勢(shì)相等．兩極板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t電容器P板()A．不帶電B．所帶電荷量與t成正比C．帶正電，電荷量是eq\f(KL2C,4π)D．帶負(fù)電，電荷量是eq\f(KL2C,4π)解析：選D.磁感應(yīng)強(qiáng)度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時(shí)間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝Seq\f(ΔB,Δt)＝KS，而S＝eq\f(L2,4π)，經(jīng)時(shí)間t電容器P板所帶電荷量Q＝EC＝eq\f(KL2C,4π)；由楞次定律知電容器P板帶負(fù)電，故D選項(xiàng)正確．4．(多選)如圖所示，電路中A和B是兩個(gè)完全相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻為零的電感線圈，C是電容很大的電容器．當(dāng)S閉合與斷開時(shí)，對(duì)A、B的發(fā)光情況判斷正確的是()A．S閉合時(shí)，A立即亮，然后逐漸熄滅B．S閉合時(shí)，B立即亮，然后逐漸熄滅C．S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后，B發(fā)光而A不發(fā)光D．S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后再斷開，B立即熄滅而A逐漸熄滅解析：選AC.電容器的特性是“充電和放電”，在開始充電階段，相當(dāng)于阻值很小的電阻，放電階段相當(dāng)于電源．電感線圈的特性是“阻交流、通直流”，即電流不會(huì)突然變化，當(dāng)電流突然增大時(shí)，相當(dāng)于阻值很大的電阻，當(dāng)電流突然減小時(shí)，相當(dāng)于電源．因此，當(dāng)開關(guān)剛閉合時(shí)，電容器對(duì)電流的阻礙作用小，線圈對(duì)電流的阻礙作用大，C和B組成的電路分壓作用小，A、L組成的電路分壓作用大，B燈較暗，A燈較亮．當(dāng)開關(guān)閉合足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，電容器充電完成，線圈中電流為直流電，而其直流電阻很小，B燈較亮，A燈被短路，不發(fā)光，開關(guān)斷開瞬間，電容器和B組成的回路中，電容器放電，B燈逐漸變暗，A燈和線圈組成的回路中，線圈充當(dāng)電源，A燈先變亮再熄滅，故選項(xiàng)A、C正確．5．(2014·青島質(zhì)檢)(單選)如圖所示，虛線區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.總電阻為R的直角三角形導(dǎo)線框，兩條直角邊邊長(zhǎng)分別為2L和L，當(dāng)該線框以垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過磁場(chǎng)的過程中，下列說法正確的是()A．線框中的感應(yīng)電流方向始終不變B．線框中的感應(yīng)電流一直在增大C．線框所受安培力方向始終相同D．當(dāng)通過線框的磁通量最大時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零解析：選C.該線框以垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過磁場(chǎng)的過程中，穿過線框的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞決定律、安培定則可以判斷線框中的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向，且始終不為零，由左手定則可以判斷線框在該磁場(chǎng)中一直受到水平向左的安培力作用，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)正確；該線框以垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過磁場(chǎng)的過程中，導(dǎo)線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度先增大、后不變、再增大，由E＝Blv及閉合電路的歐姆定律可得線框中的感應(yīng)電流先增大、后不變、再增大、故B項(xiàng)錯(cuò)．6.(2014·吉林中學(xué)期末質(zhì)檢)(單選)如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、開關(guān)S與一個(gè)n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變化磁場(chǎng)B中．兩板間放一臺(tái)小壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個(gè)質(zhì)量為m、電量為＋q的小球．S斷開時(shí)傳感器上有示數(shù)，S閉合穩(wěn)定后傳感器上恰好無示數(shù)．則線圈中的磁場(chǎng)B的變化情況和磁通量變化率分別是()A．正在增加，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,q)B．正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)C．正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,q)D．正在增加，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)解析：選D.S閉合穩(wěn)定后傳感器上恰好無示數(shù)，說明小球受到的重力與電場(chǎng)力平衡，即mg＝Eq，而E＝eq\f(U,d)，U＝n·eq\f(ΔΦ,Δt)，聯(lián)立解得eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)；因小球帶正電，因此下極板帶正電，由楞次定律可知線圈中的磁場(chǎng)B正在增加．D正確．7．(2014·山西考前訓(xùn)練)(單選)A、B兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成，它們的半徑之比rA∶rB＝2∶1，在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)的平面，如圖所示．當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的過程中，流過兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流大小之比為()A.eq\f(IA,IB)＝1B.eq\f(IA,IB)＝2C.eq\f(IA,IB)＝eq\f(1,4)D.eq\f(IA,IB)＝eq\f(1,2)解析：選D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，設(shè)t時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bt，則Bt＝B0＋kt，其中B0為t＝0時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，k為一常數(shù)，A、B兩導(dǎo)線環(huán)的半徑不同，它們所包圍的面積不同，但某一時(shí)刻穿過它們的磁通量均為穿過磁場(chǎng)所在區(qū)域面積上的磁通量，設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的面積為S，則Φt＝BtS，即在任一時(shí)刻穿過兩導(dǎo)線環(huán)包圍面上的磁通量是相等的，所以兩導(dǎo)線環(huán)上的磁通量變化率是相等的．E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S(S為磁場(chǎng)區(qū)域面積)．對(duì)A、B兩導(dǎo)線環(huán)，由于eq\f(ΔB,Δt)及S均相同，得eq\f(EA,EB)＝1，I＝eq\f(E,R)，R＝ρeq\f(l,S1)(S1為導(dǎo)線的橫截面積)，l＝2πr，所以eq\f(IA,IB)＝eq\f(EArB,EBrA)，代入數(shù)值得eq\f(IA,IB)＝eq\f(rB,rA)＝eq\f(1,2).8．(多選)如圖所示，L1、L2、L3是完全相同的燈泡，L為直流電阻可忽略的自感線圈，電源內(nèi)阻不計(jì)，開關(guān)S原來接通．現(xiàn)將開關(guān)S斷開，則()A．L1點(diǎn)亮，L2變暗，最終兩燈一樣亮B．L2閃亮一下后恢復(fù)到原來的亮度C．L3變暗一下后恢復(fù)到原來的亮度D．L3閃亮一下后恢復(fù)到原來的亮度解析：選AD.當(dāng)S閉合時(shí)，L把燈L1短路，L1不亮，IL3＝IL2＝eq\f(E,R)；將S斷開時(shí)，L1與L2串聯(lián)，電流變小，L2變暗，L1被點(diǎn)亮，最終兩燈一樣亮．由于L中的電流要減小，且與L3串聯(lián)，IL3′＝eq\f(E,R)，因此L3要閃亮一下后再恢復(fù)到原來的亮度．因此正確的選項(xiàng)為A、D兩項(xiàng)．9．如圖所示，一導(dǎo)線彎成閉合線圈，以速度v向左勻速進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直平面向外．線圈總電阻為R，從線圈進(jìn)入磁場(chǎng)開始到完全進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是()A．感應(yīng)電流一直沿順時(shí)針方向B．線圈受到的安培力先增大，后減小C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E＝BrvD．穿過線圈某個(gè)橫截面的電荷量為eq\f(B（r2＋πr2）,R)解析：選AB.在閉合線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，通過閉合線圈的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向一直為順時(shí)針方向，A正確．線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度先變大后變小，感應(yīng)電流先變大后變小，安培力也先變大后變小，B正確．線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度最大值為2r，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為E＝2Brv，C錯(cuò)誤．穿過線圈某個(gè)橫截面的電荷量為q＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(B（r2＋\f(π,2)r2）,R).D錯(cuò)誤．10．(2014·汕頭模擬)如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為l，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻．一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上．在桿的右方距桿為d處有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.對(duì)桿施加一個(gè)大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知桿到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度為v，之后進(jìn)入磁場(chǎng)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力．求：(1)導(dǎo)軌對(duì)桿ab的阻力大小f；(2)桿ab中通過的電流及其方向；(3)導(dǎo)軌左端所接電阻的阻值R.解析：(1)桿進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速運(yùn)動(dòng)，有F－f＝mav2＝2ad解得導(dǎo)軌對(duì)桿的阻力f＝F－eq\f(mv2,2d)(2)桿進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，有F＝f＋FB桿ab所受的安培力FB＝IBl解得桿ab中通過的電流I＝eq\f(mv2,2Bld)桿中的電流方向自a流向b(3)桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv桿中的感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R＋r)解得導(dǎo)軌左端所接電阻阻值R＝eq\f(2B2l2d,mv)－r答案：(1)F－eq\f(mv2,2d)(2)eq\f(mv2,2Bld)a→b(3)eq\f(2B2l2d,mv)－r11．(2014·萬州區(qū)模擬)如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌寬0.4m，ab為金屬棒，均勻變化的磁場(chǎng)垂直穿過軌道平面，磁場(chǎng)的變化情況如圖乙所示，金屬棒ab的電阻為1Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．t＝0時(shí)刻，ab棒從導(dǎo)軌最左端，以v＝1m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，求1s末回路中的感應(yīng)電流及金屬棒ab受到的安培力．解析：Φ的變化有兩個(gè)原因，一是B的變化，二是面積S的變化，顯然這兩個(gè)因素都應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi)，所以有E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S＋Blv又eq\f(ΔB,Δt)＝2T/s，在1s末，B＝2T，S＝lvt＝0.4×1×1m2＝0.4m2所以1s末，E＝eq\f(ΔB,Δt)S＋Blv＝1.6V，此時(shí)回路中的電流I＝eq\f(E,R)＝1.6A根據(jù)楞次定律與右手定則可判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向金屬棒ab受到的安培力為F＝BIl＝2×1.6×0.4N＝1.28N，方向向左．答案：1.6A1.28N，方向向左12．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上，大小為B0，用電阻率為ρ、橫截面積為S的導(dǎo)線做成的邊長(zhǎng)為l的正方形線框abcd水平放置，OO′為過ad、bc兩邊中點(diǎn)的直線，線框全部都位于磁場(chǎng)中．現(xiàn)把線框右半部分固定不動(dòng)，而把線框左半部分以O(shè)O′為軸向上轉(zhuǎn)動(dòng)60°，如圖中虛線所示．(1)求轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量；(2)若轉(zhuǎn)動(dòng)后磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B＝B0＋kt變化(k為常量)，求出磁場(chǎng)對(duì)線框ab邊的作用力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系式．解析：(1)線框在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(B0\f(1,2)l2cos60°,Δt)＝eq\f(B0l2,4Δt)①在線框中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)②R＝ρeq\f(4l,S)③轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過導(dǎo)線某橫截面的電荷量q＝IΔt④聯(lián)立①②③④解得：q＝eq\f(B0lS,16ρ).⑤(2)