3.(合肥35中2009届高三10月月考物理试卷)水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程 ( AC )
A.安培力对ab棒所做的功不相等 B.电流所做的功相等
C.产生的总内能相等 D.通过ab棒的电量相等
2.(09·盐城中学模拟)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大V2的量程,改装好后把它们按图示接入电路,则 ( AD )
A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数;
B.电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角;
C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数;
1.(09·上冈中学模拟)某学生设计出下列四种逻辑电路,当A端输入高电压时,电铃不能发出声音的是 ( ACD )
30.(09·西城区模拟) 在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n = 1500匝,横截面积S = 20cm2。螺线管导线电阻r = 1.0Ω,R1 = 4.0Ω,R2 = 5.0Ω,C=30μF。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求:
(1)求螺线管中产生的感应电动势;
(2)闭合S,电路中的电流稳定后,求电阻R1的电功率;
(3)S断开后,求流经R2的电量。
答案:(1)根据法拉第电磁感应定律
求出 E = 1.2V
(2)根据全电路欧姆定律
根据
求出 P = 5.76×10-2W
(3)S断开后,流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q
电容器两端的电压 U = IR2=0.6V
流经R2的电量 Q = CU = 1.8×10-5C
题组二
29.(2009届安徽省皖南八校高三第一次联考试卷)如图所示,平行导轨竖直放置,上端用导线相连,中间跨接的金属棒与导轨组成闭合回路。水平虚线L1、L2 之间存在垂直导轨所在平面向里的磁场,磁感应强度的变化规律是B2= B 02
(1+ky),其中B0和k为已知量,y为磁场中任一位置到Ll 的距离.金属棒从L2 处以某一速度向上运动进人磁场,经过L1时其速度为刚进人磁场时速度的一半,返回时正好匀速穿过磁场.已知金属棒在导轨上滑动时所受的摩擦力和重力之比为5 :13 ,重力加速度为g ,导轨上单位长度的阻值是恒定的,其余的电阻不计.求:
( 1 ) Ll 到导轨上端的距离
( 2 )金属棒向上运动进人磁场的初速度与向下运动进人磁场的速度之比.
( 3 )金属棒向上刚进人磁场的加速度的大小.
答案 设导轨间的距离为L,位长度的阻值为,L1位置到导轨上端的距离为x,磁场的高度为h1,金属棒以
向上进入磁场,离开磁场后上升的最大高度为h2,向下进入磁场后的速度为
。如图甲、乙所示
(1)金属棒在磁场中向下运动时所受的安培力为:
F安=BIL=
要使F安不随y的改变而改变,必须有。
(2)金属棒离开磁场后的上升阶段有: h2
金属棒进入磁场前的下落阶段有: h3
得:
(3)金属棒向上和向下经过位置时所受安培力之比为:
金属棒向下进入磁场做匀速运动,其安培力
金属棒向上进入磁场时的加速度的大小为:
。
27.(09·崇文模拟)如图所示,在坐标xoy平面内存在B=2.0T的匀强磁场,OA与OCA为置
于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA满足曲线方程,C为导
轨的最右端,导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1
和R2,其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω。现有一足够长、质量m=0.10kg的金属棒MN在竖直向
上的外力F作用下,以v=3.0m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除
电阻R1、R2外其余电阻不计,g取10m/s2,求:
(1)金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒MN滑过导轨OC段,整个回路产生的热量。
答案(1)金属棒MN沿导轨竖直向上运动,进入磁场中切割磁感线产生感应电动势。当金属棒MN匀速运动到C
点时,电路中感应电动势最大,产生的感应电流最大。
金属棒MN接入电路的有效长度为导轨OCA形状满足的曲线方程中的x值。因此接入电路的金属棒的有效长度为
Lm=xm=0.5m
Em=3.0V
且
A
(2)金属棒MN匀速运动中受重力mg、安培力F安、外力F外作用
N
N
(3)金属棒MN在运动过程中,产生的感应电动势
有效值为
金属棒MN滑过导轨OC段的时间为t
m
s
滑过OC段产生的热量
J.
28 (郴州市2009届高三调研试题)如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直.已知线圈匝数n=400,电阻r=0.1Ω,长L1=0.05m,宽L2=0.04m,角速度=l00 rad/s,磁场的磁感应强度B=0.25T.线圈两端外接电阻R=9.9Ω的用电器和一个交流电流表(内阻不计),求:
(1)线圈中产生的最大感应电动势.
(2)电流表A的读数.
(3)用电器上消耗的电功率.
答案 (1)Em=nBSω
代人数据得 Em=400×0.25×0.05×0.04×l00 V=20 V
(2)Im=
代人数据得Im=A=2A
∵是正弦交变电流,所以电流表读数即有效值
I=A=1.41A
(3)P=I2R=×9.9W=19.8W.
26. (郴州市2009届高三调研试题)如图所示,两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上,两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置,其间距为L,电阻不计。两条导轨足够长,所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α.两个金属棒ab和的质量都是m,电阻都是R,与导轨垂直放置且接触良好.空间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.
(1)如果两条导轨皆光滑,让固定不动,将ab释放,则ab达到的最大速度是多少?
(2)如果将ab与同时释放,它们所能达到的最大速度分别是多少?
答案 (1) ab运动后切割磁感线,产生感应电流,而后受到安培力,当受力平衡时,加速度为0,速度达到最大,受力情况如图所示.则:
mgsinα=F安cosα
又F安=BIL
I=E感/2R
E感=BLvmcosα
联立上式解得
(2)若将ab、同时释放,因两边情况相同,所以达到的最大速度大小相等,这时ab、
都产生感应电动势而且是串联.
∴mgsinα=F安‘cosα
F安‘=BL
∴。
25. (湖南长沙二中2009届高三第一次质量检测试卷) M是一长为L的竖直放置的绝缘挡板,N是一块同样长的与水平面成45°角且与M相对放置的绝缘挡板,它们的底边保持平行。在M板正中央O点有一个质子速度
v0对着N板水平射出,首次击中N板的点与O点相距为d。设所有碰撞均无能量损失。在整个装置中有水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B,假设质子最后一次碰撞发生在N板的正边缘处,试求:(1)挡板长L应满足什么条件?(2)质子在两板间的运动时间。
答案 (1)
(2)直线运动时间: 圆运动时间:
总运动时间:
24.(09·东城模拟)如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角
=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力大小。
答案:(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有:
I==1.5A
(2)导体棒受到的安培力:
F安=BIL=0.30N
(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1= mg sin37°=0.24N
由于F1小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f
根据共点力平衡条件
mg sin37°+f=F安
解得:f=0.06N
23.(湖南长沙二中2009届高三第一次质量检测试卷)如图甲所示,长为a宽为b,单位长度电阻为r的均匀线框从磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v速拉出,求拉力的功及PQ两点间的电势差。如果线框以图乙方式匀速拉出,为使外力的功与图甲方式相同,拉出的速度v1应为多大?此时PQ两点间的电势差多大?
答案:
电势差同上
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