题目列表(包括答案和解析)
8.(2010·湖南长沙测评)如图所示,在光滑的水平面上,一质量为m,半径为r,电阻为R的均匀金属环,以初速度v0向一磁感应强度为B的有界匀强磁场滑去(磁场宽度d>2r).圆环的一半进入磁场历时t秒,这时圆环上产生的焦耳热为Q,则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为( )
A. B.
C. D.
解析:t秒末圆环中感应电动势为E=B·2r·v,由能量守恒知,减少的动能全部转化为焦耳热:Q=mv-mv2,t秒末圆环中感应电流的功率为P==.
答案:B
7.(2010·山东临沂摸底)如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F1作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动,滑动中杆ab始终垂直于导轨.金属杆受到的安培力用F2表示,则关于F1与F2随时间t变化的关系图象可能的是( )
解析:因为金属杆所受的安培力F2=,在四个图象中,F2=kt,故v∝t,即金属杆做匀加速运动,即F1-F2为定值,所以正确答案为B.
答案:B
6.(2010·山东青岛摸底)水平面内两光滑的平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好.今对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动,依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计,ab与bc的距离相等,关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是( )
A.金属棒通过b、c两位置时,电阻R的电功率之比为1?2
B.金属棒通过b、c两位置时,外力F的大小之比为1?
C.从a到b和从b到c的两个过程中,电阻R上产生的热量之比为1?1
D.从a到b和从b到c的两个过程中,通过金属棒横截面的电荷量之比为1?1
解析:由题意知vc=vb,所以Ec=Eb,Ic=Ib,电阻R消耗的功率P=I2R,所以==,A对;所需的外力F=+ma,而金属棒所受的安培力==,因加速度未知,B错;金属棒从a到b和从b到c的两个过程中外力做功W1<W2,由动能定理可知动能的增加量ΔEk1=ΔEk2,由能量守恒可知Q1<Q2,C错;E=,I=,q=It,所以q=,因金属棒从a到b和从b到c的两个过程中,磁通量的改变量相同,则通过金属棒横截面的电荷量之比为1?1,D对.
答案:AD
5.(2010·潍坊模拟)如图所示,两块金属板水平放置,与左侧水平放置的线圈通过开关K用导线连接.压力传感器上表面绝缘,位于两金属板间,带正电的小球静置于压力传感器上,均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈.K未接通时传感器的示数为1 N,K闭合后传感器的示数变为2 N.则磁场的变化情况可能是( )
A.向上均匀增大 B.向上均匀减小
C.向下均匀减小 D.向下均匀增大
解析:K闭合后,向上均匀增大或向下均匀减小磁场都能使上金属板带正电,下金属板带负电,带正电的小球受竖直向下的电场力,传感器示数变大.
答案:AC
4.(2010·东北名校联考)如图a所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框,边长为a,在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时t=0,若磁场的宽度为b(b>3a),在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场.此过程中v-t图象如图b所示,则( )
A.t=0时,线框右侧边MN的两端电压为Bav0
B.在t0时刻线框的速度为v0-
C.线框完全离开磁场的瞬间(位置3)的速度一定比t0时刻线框的速度大
D.线框从进入磁场(位置1)到完全离开磁场(位置3)的过程中产生的电热为2Fb
解析:t=0时,线框右侧边MN的两端电压为外电压,为Bav0,A项错误;从t0时刻至3t0时刻线框做匀加速运动,加速度为,故在t0时刻的速度为v0-2at0=v0-,B项错误;因为t=0时刻和t=3t0时刻线框的速度相等,进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同,故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等,C项错误;线框在位置1和位置3时的速度相等,根据动能定理,外力做的功等于克服安培力做的功,即有Fb=Q(Q为位置1到位置2时产生的焦耳热),所以线框穿过磁场的整个过程中,产生的电热为2Fb,D项正确.
答案:D
3.(2010·长春调研)如图a所示,固定在水平面内的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上,使金属杆在框架上由静止开始向右滑动,运动中杆ab始终垂直于框架.图b为一段时间内金属杆中的电流I随时间t的变化关系,则图c中可以表示此段时间内外力F随时间t变化关系的图象是( )
解析:由图象电流随时间成正比增大,说明电动势与时间成正比,电动势E=BLv,故杆的速度与时间成正比,因此杆做匀加速直线运动.安培力均匀增大,则外力也均匀增大,且安培力向左,外力大于安培力,故B对.
答案:B
2.(2010·北京西城区)北半球地磁场的竖直分量向下.如图所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向.下列说法中正确的是( )
A.若使线圈向东平动,则a点的电势比b点的电势低
B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低
C.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a
D.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a
解析:本题考查地磁场分布的特点,用楞次定律判断产生的感应电流的方向.线圈向东平动时,ba和cd两边切割磁感线,且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同,a点电势比b点电势低,A对;同理,线圈向北平动,则a、b两点电势相等,高于c、d两点电势,B错;以ab为轴将线圈翻转,向下的磁通量减小了,感应电流的磁场方向应该向下,再由右手螺旋定则知,感应电流的方向为a→b→c→d→a,则C对D错.
答案:AC
1.(2010·北京海淀)如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下.在将磁铁的S极插入线圈的过程中( )
A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥
B.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引
C.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥
D.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引
解析:穿过线圈的原磁场方向向上,磁通量增加,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向下,根据右手螺旋定则判断出通过电阻的感应电流的方向由b到a,并且根据楞次定律可知感应电流的产生阻碍相对运动,所以线圈与磁铁相互排斥.
答案:C
12.(2010·湖南长沙测评)如图所示电路中,已知电阻R1=2 Ω,R2=5 Ω,灯泡L上标有“3 V,1.5 W”字样,电源内阻r=1 Ω,滑动变阻器的最大阻值为Rx.当滑片P滑至a端时,电流表的示数为1 A,此时灯泡L恰好正常发光.则( )
A.当滑片P滑至b端时,电流表的示数为2 A
B.当滑动变阻器Pb段的电阻为0.5Rx时,变阻器上消耗的功率约为3 W
C.电源的电动势为6 V
D.电源的电动势为3 V
解析:灯泡L的电阻RL== Ω=6 Ω,由于RPa和R2串联部分已被短路,E=I(R1+r)+U0=1×(1+2) V+3 V=6 V, I0==0.5 A,Ix=I-I0=0.5 A,Rx==6 Ω,所以当滑片P滑至b端时,电流表的示数I′==2 A;当RPb=3 Ω时,R并=2 Ω,I″==1.2 A.U并=E-I″(R1+r)=2.4 V,PRx==1.92 W.
答案:AC
11.(2010·湖南长沙月考)在如图所示的电路中,A、B、C分别表示理想电流表或电压表,它们的示数以安或伏为单位.当电键S闭合后,A、B、C三表示数分别为1、2、3时,灯L1、L2均正好正常发光.已知灯L1、L2的额定功率之比为3?1,则可判断( )
A.A、B、C均为电流表
B.A、B、C均为电压表
C.B为电流表,A、C均为电压表
D.B为电压表,A、C均为电流表
解析:本题考查电流表和电压表的结构,功率的计算问题,电路的结构分析等知识点.若三个电表都是电流表,则两个灯泡都被短路了;若三个电表都是电压表,则两灯都不能正常工作;若B为电流表,A、C均为电压表,这时流过
两灯的电流相同,L1和L2两灯的电压之比为1?3,则两灯的额定功率之比为1?3,不符合题中的条件,C项错;若B为电压表,A、C均为电流表,则L1和L2灯的电压相同,电流之比为3?1,那么两灯的功率之比为3?1,D选项对.
答案:D
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