版选修3_1.doc

1、1每周一测电磁炉热效率高达 90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠。如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是A当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好B电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作C电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因这些材料的导热性能较差D在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用如图所示，A 1、 A2为两只相同灯泡，A 1与 一理想二极管 D 连接，线圈 L 的直流电阻不计。下列说法正确的是A 闭 合 开 关 S 后 ， A1会 逐 渐 变 亮B 闭 合 开 关 S 稳 定 后 ，

2、A1、 A2亮 度 相 同C 断 开 S 的 瞬 间 ， A1会 逐 渐 熄 灭D 断 开 S 的 瞬 间 ， a 点 的 电 势 比 b 点 低如图所示，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 k0） 。 回 路 中 滑 动 变 阻 器 R 的 最 大 阻值 为 R0， 滑 动 片 P 位 于 滑 动 变 阻 器 中 央 ， 定 值 电 阻 R1=R0、 R2=0.5R0， 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

3、， 则2A R2两端的电压为 U7B电容器的 a 极板带正电C滑动变阻器 R 的热功率为电阻 R2的 5 倍D正方形导线框中的感应电动势为 kL2如图，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻均比电灯 D 的小。接通 S，使电路达到稳定，电灯D 发光，则A在电路甲中，断开 S，电灯 D 将马上变暗B在电路甲中，断开 S，电灯 D 将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路乙中，断开 S，电灯 D 将渐渐变暗D在电路乙中，断开 S，电灯 D 将先变得更亮，然后渐渐变暗如图所示，相距为 L 的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一定值电阻 R，整个装置被固定在水平地面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁

4、感应强度大小为 B，两根质量均为 m，电阻都为 R，与导轨间的动摩擦因数都为 的相同金属棒 MN、 EF垂直放在导轨上。现在给金属棒 MN 施加一水平向左的作用力 F，使金属棒 MN 从静止开始以加速度 a 做匀加速直线运动，若重力加速度为 g，导轨电阻不计，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。则下列说法正确的是3A从金属棒 MN 开始运动到金属棒 EF 开始运动经历的时间为 t=B若 从 金 属 棒 MN 开 始 运 动 到 金 属 棒 EF 开 始 运 动 经 历 的 时 间 为 T， 则 此 过 程 中 流 过 电 阻 R 的 电荷 量 为C若从金属棒 MN 开始运动到金属棒 EF 开始运动经

5、历的时间为 T，则金属棒 EF 开始运动时，水平拉力 F 的瞬时功率为 P=(ma+mg )aTD从金属棒 MN 开始运动到金属棒 EF 开始运动的过程中，两金属棒的发热量相等如图所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路。左边的铁芯上套有一个环面积为 0.02 m2、电阻为 0.1 的金属环。铁芯的横截面积为 0.01 m2，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直。调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加 0.2 T，则从上向下看A金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为 4.0103 VB金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势

6、大小为 4.0103 VC金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为 2.0103 VD金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为 2.0103 V矩形导线框 abcd 如图甲所示放在匀强磁场中，磁感线方向与线框平面垂直，磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象如图乙所示。 t=0 时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。若规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则在 04 s 时间内，线框中的感应电流 I 以及线框的 ab 边所受安培力 F（取向上为正方向）随时间 t 变化的图象正确的是4两根相距为 L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面

7、。质量均为 m 的金属细杆 ab、 cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为 ，导轨电阻不计，回路总电阻为 2R。整个装置处于磁感应强度大小为 B，方向竖直向上的匀强磁场中。当 ab 杆在平行于水平导轨的拉力 F 作用下以速度 v1沿导轨匀速运动时， cd 杆也正好以速度 v2向下匀速运动。重力加速度为 g。以下说法正确的是A回路中的电流强度为B ab 杆所受拉力 F 的大小为C cd 杆所受摩擦力为零D 与 v1大小的关系为一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框平面与磁场垂直，线框的右边紧贴着磁场边界，如图甲所示。 t=0 时刻对线框施加一水平向右的外力 F，让线

8、框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场。外力 F 随时间 t 变化的图线如图乙所示。已知线框质量 m=1 kg、电阻 R=1 。以下说法不正确的是5A做匀加速直线运动的加速度为 1 m/s2B匀强磁场的磁感应强度为 TC线框穿过磁场过程中，通过线框的电荷量为 CD线框穿过磁场的过程中，线框上产生的焦耳热为 1.5 J如图所示，以 MN 为下边界的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外， MN 上方有一单匝矩形导线框 abcd，其质量为 m，电阻为 R， ab 边长为 l1， bc 边长为 l2， cd 边离 MN 的高度为 h。现将线框由静止释放，线框下落过程中 ab 边始终保持水平

9、，且ab 边离开磁场前已做匀速直线运动，求线框从静止释放到完全离开磁场的过程中（1） ab 边离开磁场时的速度 v；（2）通过导线横截面的电荷量 q；（3）导线框中产生的热量 Q。如图所示， MN、 PQ 为足够长的光滑平行导轨，间距 L=0.5 m.导轨平面与水平面间的夹角 = 30。 NQ MN， NQ 间连接有一个 R=3 的电阻 。 有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B0=1 T。 将一根质量为 m=0.02 kg 的金属棒 ab 紧靠 NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻 r=2 ，其余部分电阻不计 。 现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与 NQ

10、 平行 .当金属棒滑行至 cd 处时速度大小开始保持不变， cd距离 NQ 为 s=0.5 m， g=10 m/s2.6（1）求金属棒达到稳定时的速度是多大；（2）金属棒从静止开始到稳定速度的过程中，电阻 R 上产生的热量是多少?（3）若将金属棒滑行至 cd 处的时刻记作 t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则 t=1 s 时磁感应强度应为多大?如图所示，两根一端带有挡柱的金属导轨 MN 和 PQ 与水平面成 =37角放置在磁感应强度 B=2 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，两导轨间距 L=1m。现有两根完全相同的金属棒 ab 和 cd，长度均为

11、 L，质量均为 m=1 kg，电阻均为 R=1 ，两金属棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨自身电阻不计。现让金属棒 ab 在沿斜面向上的外力 F作用下从轨道上某处由静止开始做加速度 a=2.5 m/s2的匀加速直线运动，到金属棒 cd 刚要滑动时撤去外力 F，此后金属棒 ab 继续向上运动 0.3 s 后减速为 0，当金属棒 ab 刚好返回到初始出发点时金属棒 cd 对挡柱的压力是金属棒 ab 静止时压力的 2 倍。已知两金属棒与导轨间的动摩擦因数均为 0.5，sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度 g 为 10mS 2。求：（1）外力 F 的冲量大小。（2）金属棒 ab 从减速

12、为 0 到返回出发点过程中所产生的焦耳热。【参考答案】7D 由于二极管所加的是正向电压，故闭合开关S后，A 1会立刻变亮，选项A错误；闭合开关S稳定后，由于线圈 L的直流电阻不计，故A 1将熄灭，故A 2变得更亮，故A 1、A 2亮度不相同，选项B错误；断开S的瞬间，由于 L中的电流不能流过 D，故A 2、 A1都将熄灭，此时 b点电势高于 a点，选项C错误，D正确。AC 滑片在中间位置时，滑动变阻器右半部分与 R2并联，根据电路结构可知并联部分占外电路电阻的 ，所以电阻 R2两端的电压为 ，故 A 对；由于磁场强度 B 随时间增大，根据楞次定律，知 b 板应该带正电荷，故 B 项错误。滑动变

13、阻器上的电功率由左右两部分构成，左电流是右的两倍，也是 R2的两倍，功率表示为，而 ，所以滑动变阻器 R 的热功率为电阻 R2的 5 倍，故 C 对；产生电磁感应的磁场实际面积小于 L2，故 D 项错误。D 在这两个电路中，断开开关 S 后，线圈 L、灯泡 D 和电阻 R 都会组成一个回路，而此时线圈充当电源，故电灯 D 不会马上变暗，所以 AC 错误；在甲中，由于灯泡 D 和线圈 L 串联，在乙中，灯泡 D 与电阻串联，所以电路稳定时，灯泡 D 的发光亮度差不多；但在甲电路中通过线圈的电流小于乙，所以在开关断开时，乙中线圈的电流变化量大于甲，故它产生的感应电动势大于甲，所以在开关断开时，由线

14、圈 L、灯泡 D 和电阻 R 组成的回路中，乙中的电灯D 将先变得更亮，然后再渐渐变暗，选项 D 正确。8C 铁芯内的磁通量的变化情况处处相同，金属环的有效面积即铁芯的横截面积，根据电磁感应定律有 E= =10.20.01 V=2103 V，又根据楞次定律，知金属环中电流方向为逆时针方向，C 正确。C 由图可知， 02 s 内，线圈中磁通量的变化率相同，故 02 s 内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为负方向；同理可知，24 s 内电路中的电流为逆时针，且两段时间内电流强度大小时等，故 AB 错误；由 可知，电路中电流大小时恒定不变，故由 可知， F 与 B 成正

15、比，且 ab 中电流一直为由 至 ，则由左手定律可知，电流方向 0 时刻为向上，为正，故 C 正确，D 错误。BD 电路的感应电动势为 E=BLv1，则感应电流 ，选项 A 错误；对 ab 杆：9，选项 B 正确； cd 杆向下匀速运动，故所受摩擦力为 mg，选项 C 错误；对 cd 而言， ，而 ，解得 ，选项 D 正确。（1） （2） （3）（1）线框匀速运动时， ， ， ， 由联立：（2）导线框穿过磁场的过程中， ， ，（3）导线框穿过磁场的过程中，利用能量守恒定律10（1）2 m/s （2）0 .006 J （3）0 .1 T（1）在达到稳定速度前，金属棒的加速度逐渐减小，速度逐渐增大

16、，达到稳定速度时，有mgsin =F AFA=BILE=BLv由以上四式代入数据解得 v=2 m/s（2）根据能量关系有：电阻 R 上产生的热量 QR= Q解得 QR=0.006 J【点睛】本题考查滑轨问题，关键是结合切割公式、欧姆定律公式、安培力公式列式分析，同时要结合牛顿第二定律、平衡条件进行考虑，第三问要注意最后导体棒做匀加速直线运动。（1）35 Ns （2）3.75 J（1）设金属棒 ab 的速度为 v 时金属棒 cd 刚要滑动由解得 v=5 m/s11由 v=at 知 t=2 s匀加速时段内金属棒 ab 的位移为 x1= at2=5 m对金属棒 ab：故带入数据可知 F 随 t 线性变化，且最大值为 F1=22.5N；最小值 F2=12.5N因此外力 F 的冲量为解得 I=35 Ns