1、1选择题+电磁感应计算题(3)一、单项选择题1.(2018 江苏无锡锡山中学月考)一架飞机在高空中沿水平方向匀加速直线飞行,每隔相同时间空投一个物体,不计空气阻力,地面观察者画出了某时刻空投物体的 4 幅情景图,其中可能正确的是( )2.(2018 江苏南通一调)如图所示,电源电动势 E=12 V,内阻 r=1.0 ,电阻 R1=4.0 ,R 2=7.5 ,R 3=5.0 ,电容器的电容 C=10 F,闭合开关 S,电路达到稳定后电容器的电荷量为( )A.4.510-5 C B.6.010-5 CC.7.510-5 C D.1.210-4 C3.(2018 江苏南通、如东一检改编)研究表明,地
2、球自转周期在逐渐改变,3 亿年前地球自转的周期约为22 小时。假设这种趋势会持续下去,且地球的质量、半径都不变,则经过若干亿年后( )A.近地卫星的向心加速度比现在大B.近地卫星的运行的周期与现在相等C.同步卫星的向心加速度比现在大D.同步卫星的运行速度比现在大4.(2018 江苏常州一模)如图所示,某同学把布娃娃“小芳”挂在“魔盘”竖直壁上的可缩回的小圆柱上、布娃娃“盼盼”放在“魔盘”底盘上,用手摇机械使“魔盘”转动逐渐加快,到某一转速时匀速转动,他发现小圆柱由于离心已缩回竖直壁内,“小芳”悬空随“魔盘”一起转动,“盼盼”在底盘上也随“魔盘”一起转动。若“魔盘”半径为 r,布娃娃与“魔盘”的
3、平面和竖直壁间的动摩擦因数均为 ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )2A.“小芳”受到重力、摩擦力和向心力的作用B.“盼盼”放在底盘靠近竖直壁附近,也可能随“魔盘”一起转动C.此时“魔盘”的转速一定不大于12 grD.此时“魔盘”的转速一定不小于12 gr5.(2018 江苏苏锡常镇四市一调)一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动。取该直线为 x 轴,起始点 O 为坐标原点,其电势能 Ep与位移 x 的关系如图所示。下列图像中合理的是( )二、多项选择题6.(2017 江苏泰州一模)如图(a)所示,质量相等的 a、b 两物体,分别从斜面上的同一位置 A 由静
4、止下滑,经 B 点在水平面上滑行一段距离后停下。不计经过 B 点时的能量损失,用传感器采集到它们的速度-时间图线如图(b)所示,下列说法正确的是( )A.a 在斜面上滑行的加速度比 b 的大B.a 在水平面上滑行的距离比 b 的短C.a 与斜面间的动摩擦因数比 b 的小D.a 与水平面间的动摩擦因数比 b 的大7.(2018 江苏常州一模)如图所示,半径为 2r 的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,磁场区域的半径为 r,已知弹性螺旋线圈的电阻为 R,线圈与磁场区域共圆心,则以下说法中正确的是( )A.保持磁场不变,线圈的半径由 2r 变到 3r 的过程中,有顺时针的电流B.保持磁
5、场不变,线圈的半径由 2r 变到 0.5r 的过程中,有逆时针的电流3C.保持半径不变,使磁场随时间按 B=kt 变化,线圈中的电流为k r2RD.保持半径不变,使磁场随时间按 B=kt 变化,线圈中的电流为2k r2R8.(2018 天津理综,7,6 分)明朝谢肇淛的五杂组中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为 ,现在木楔背上加一力 F,方向如图所示,木楔两侧产生推力 FN,则( )A.若 F 一定, 大时 FN大B.若 F 一定, 小时 FN
6、大C.若 一定,F 大时 FN大D.若 一定,F 小时 FN大9.(2018 江苏苏州一模)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线 a 是该电池在某光照强度下路端电压 U 和电流 I 的关系图像(电池电动势不变,内阻不是定值),图线 b 是某电阻 R的 U-I 图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时,下列说法中正确的是( )A.硅光电池的内阻为 8 B.硅光电池的总功率为 0.4 WC.硅光电池的内阻消耗的热功率为 0.32 WD.若将 R 换成阻值更大的电阻,硅光电池的输出功率增大三、计算题10.(2018 江苏无锡期末) 如图所示,质量为 m、总电阻为 R、边长为
7、L 的正方形单匝导线框 ABCD 静止在光滑水平面上。线框右侧某处有一左边界平行于 AD、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为 B0,方向垂直于纸面向里。距离磁场边界 处有一与边界平行的足够大的挡板 PQ。现用大小为 F、水平向右的恒力L2作用在 AD 中点,线框匀速进入磁场,与挡板碰撞后立即静止,此时将水平恒力撤去。4(1)求 AD 到达磁场边界时的速度大小;(2)求线框在磁场中运动的过程中,AD 边产生的电热以及流过 AD 边的电荷量;(3)若线框与挡板 PQ 碰撞后,挡板对线框产生一个大小为 f 的恒定吸引力,且磁场的磁感应强度按B=B0+kt(k 为大于零的常数)变化,则再经过多长时间线
8、框可以挣脱 PQ 的束缚?(PQ 不影响线框的导电性能)答案精解精析一、单项选择题1.C 因为物体做平抛运动,飞机做匀加速直线运动,所以平抛运动的物体的初速度越来越大,在竖直方向上做自由落体运动,所以相等时间间隔内的位移越来越大,故 C 项正确,A、B、D 项错误。2.B 闭合开关 S,R1和 R3串联,电容器的电压等于 R3的电压,U= E= 12 V=6.0 V,电R3R1+R3+r 5.04.0+5.0+1.0容器极板上所带的电荷量 Q=CU=1010-66.0 C=6.010-5 C,故选 B。53.B 近地卫星由万有引力提供圆周运动的向心力,据 G =ma 知,近地卫星的运行加速度
9、a= ,地球的质mMR2 GMR2量和半径都不变,故运行加速度大小不变,所以 A 项错误;根据 G =m R 可得 T=2 ,则近地卫星的运mMR2 4 2T2 R3GM行周期与现在相等,选项 B 正确;同步卫星由万有引力提供圆周运动向心力,有 G =m =m r,周期 T=mMr2 v2r 4 2T2,由于地球自转周期变大,故同步卫星的轨道高度 r 变大,据向心加速度 a= 知,向心加速度减小,4 2r3GM GMr2故 C 项错误;又据 v= 知,轨道半径 r 变大,同步卫星的线速度变小,所以 D 项错误。GMr4.D “小芳”在竖直方向受到重力、摩擦力,两力平衡,水平方向受到弹力作用,弹
10、力提供向心力,A 项错误;“盼盼”距离圆心越远,越容易滑出,所以 B 项错误;以“小芳”为研究对象,其最大静摩擦力与重力平衡,有 mg=F N,FN=m 2r=m(2f) 2r,解得 f= ,C 项错误,D 项正确。12 gr5.D 在粒子运动中的某一小段位移 x 内电场力做功 qEx。由功能关系知 E p=-qEx,即 =- Ep xqE,Ep-x 图线斜率的绝对值表示电场力的大小,故由图线可知 E 逐渐减小,A 错误。因粒子仅受电场力作用,由 qE=ma 可知 a 也逐渐减小,D 正确。再由动能定理有 E k=qEx,即 =qE,Ek-x 图线的斜率也表 Ek x示电场力,则 Ek-x 图
11、线应是一条斜率逐渐减小的曲线,B 错误。由 v2=2ax 有 v= ,则 v-x 图线应是一2ax条曲线,故 C 错误。二、多项选择题6.AC 由题图(b)图线斜率可知 a 做加速运动时的加速度比 b 做加速运动时的加速度大,故 A 正确;物体在水平面上的运动是匀减速运动,a 从 t1时刻开始,b 从 t2时刻开始,由图线与坐标轴围成的面积表示位移可知,a 在水平面上做匀减速运动的位移比 b 在水平面上做匀减速运动的位移大,故 B 错误;设斜面倾角为 ,物体在斜面上运动的加速度为 a= =g sin -g cos ,因为 a 的加速度大于mgsin -mgcosmb 的加速度,所以 a 与斜面
12、间的动摩擦因数比 b 的小,故 C 正确;由图(b)图线知,b 物体在水平面上运动的加速度大于 a 的,故 D 错误。7.BC 保持磁场不变,线圈的半径由 2r 变到 3r 的过程中,穿过线圈的磁通量没有变化,没有感应电流,A项错误;保持磁场不变,线圈的半径由 2r 变到 0.5r 的过程中,穿过线圈的磁通量减小,有感应电流,根据楞次定律判断感应电流方向为逆时针,B 项正确;保持半径不变,磁场随时间按照 B=kt 变化,根据法拉第电磁感应定律解得感应电动势为 E= =kr 2,则根据闭合电路的欧姆定律有 I= ,C 项正确,D 项错误。 t k r2R68.BC 本题考查力的分解。如图所示,把
13、力 F 分解在垂直于木楔两侧的方向上,根据力的作用效果可知,F1=F2=FN= ,由此式可见,B、C 项正确,A、D 项错。F2sin 29.AC 由图像信息可知,电动势 E=3.6 V,定值电阻阻值 R= =10 ,回路工作电流 I=0.2 A。由闭合20.2电路欧姆定律知 I= ,代入数据解得 r=8 ,故 A 正确。总功率 P 总 =EI=3.60.2 W=0.72 W,故 B 错。ER+r内阻发热功率 Pr=I2r=0.228 W=0.32 W,故 C 正确。由图像可以看出,换更大电阻后,回路的工作电流减小,但工作电压增大,则硅光电池的输出功率可能增大,也可能减小或不变,故 D 项错。
14、三、计算题10. 答案 (1) (2) FL (3) -FRB20L2 18 B0L22R 2fRk2L3B0k解析 (1)设进磁场时线框的速度大小为 v0,有 F=F 安 ,(2 分)F 安 =B0IL(1 分)I= (1 分)B0Lv0R解得 v0= (1 分)FRB20L2(2)Q=W 克安 = FL,QAD= Q= FL(2 分)12 14 18流过 AD 边的电荷量 q=It= = (2 分)B0Lv0R L2v0B0L22R(或 q= ,= B0L2,有 q= ) R 12 B0L22R(3)感应电动势 E= = ,(2 分) BS tkL22电流 I= ,有 f=(B0+kt) L(2 分)ER ER解得 t= - (2 分)2fRk2L3B0k7
