限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練(十三)建議用時(shí)45分鐘，實(shí)際用時(shí)________一、單項(xiàng)選擇題1．(2017·寧波效實(shí)中學(xué)等十校3月聯(lián)考)關(guān)于下列物理現(xiàn)象的分析，說法正確的是()A．鳥兒能歡快地停在高壓電線上，是因?yàn)轼B兒的腳底上有一層絕緣皮B．電動(dòng)機(jī)電路開關(guān)斷開時(shí)會(huì)出現(xiàn)電火花，是因?yàn)殡娐分械木€圈產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)C．話筒能把聲音變成相應(yīng)的電流，是因?yàn)殡娏鞯拇判?yīng)D．靜電噴涂時(shí)，被噴工件表面所帶的電荷與涂料微粒所帶的應(yīng)為同種電荷解析：選B.鳥兒能歡快地停在高壓電線上，是因?yàn)轼B兒的兩腳之間的導(dǎo)線的電阻很小，兩腳間的跨步電壓很小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)電路開關(guān)斷開時(shí)會(huì)出現(xiàn)電火花，是因?yàn)殡娐分械木€圈產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，擊穿空氣產(chǎn)生火花放電，選項(xiàng)B正確；話筒能把聲音變成相應(yīng)的電流，是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；靜電噴涂時(shí)，被噴工件表面所帶的電荷與涂料微粒所帶的應(yīng)為異種電荷，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．如圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1均勻增加到B2，則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差φa－φb()A．恒為eq\f(nSB2－B1,t2－t1)B．從0均勻變化到eq\f(nSB2－B1,t2－t1)C．恒為－eq\f(nSB2－B1,t2－t1)D．從0均勻變化到－eq\f(nSB2－B1,t2－t1)解析：選C.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(B2－B1S,t2－t1)，由楞次定律和右手螺旋定則可判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，因磁場(chǎng)均勻變化，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，因此a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差恒為φa－φb＝－neq\f(B2－B1S,t2－t1)，選項(xiàng)C正確．3．(2017·高考北京卷)圖a和圖b是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈．實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說法正確的是()abA．圖a中，A1與L1的電阻值相同B．圖a中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖b中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖b中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等解析：選C.分析圖a，斷開開關(guān)S1瞬間，A1突然閃亮，說明流經(jīng)A1的電流瞬間增大，從而得到S1閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，A1中的電流小于L1中的電流，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，A1的電阻值大于L1的電阻值，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤．分析圖b，開關(guān)S2閉合后，燈A2逐漸變亮，A3立即變亮，說明閉合S2瞬間A2與A3中的電流不相等，那么L2與R中的電流也不相等，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．最終A2與A3亮度相同，說明流經(jīng)A2與A3的電流相同，由歐姆定律可知，R與L2的電阻值相等，所以選項(xiàng)C正確．4．(2017·高考天津卷)如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R.金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下．現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是()A．a(chǎn)b中的感應(yīng)電流方向由b到aB．a(chǎn)b中的感應(yīng)電流逐漸減小C．a(chǎn)b所受的安培力保持不變D．a(chǎn)b所受的靜摩擦力逐漸減小解析：選D.磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，所以閉合回路面積不發(fā)生改變，根據(jù)楞次定律ab中產(chǎn)生由a到b的恒定電流，A錯(cuò)誤，由法拉第電磁感應(yīng)定律，E＝eq\f(nΔΦ,Δt)＝eq\f(nΔB,Δt)S，電阻一定，則感應(yīng)電流不變，B錯(cuò)誤；由于電流恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，所以，安培力逐漸減小，靜摩擦力與安培力是一對(duì)平衡力，所以靜摩擦力逐漸減小，C錯(cuò)誤，D正確．5．(2017·江西五市八校第二次聯(lián)考)如圖甲所示，兩平行光滑導(dǎo)軌傾角為30°，相距10cm，質(zhì)量為10g的直導(dǎo)線PQ水平放置在導(dǎo)軌上，從Q向P看的側(cè)視圖如圖乙所示．導(dǎo)軌上端與電路相連，電路中電源電動(dòng)勢(shì)為12.5V，內(nèi)阻為0.5Ω，限流電阻R＝5Ω，R′為滑動(dòng)變阻器，其余電阻均不計(jì)．在整個(gè)直導(dǎo)線的空間中充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)，磁場(chǎng)方向可以改變，但始終保持垂直于直導(dǎo)線．g取10m/s2.若要保持直導(dǎo)線靜止在導(dǎo)軌上，則電路中滑動(dòng)變阻器連入電路電阻的極值取值情況及與之相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)方向是()A．電阻的最小值為12Ω，磁場(chǎng)方向水平向右B．電阻的最大值為25Ω，磁場(chǎng)方向垂直斜面向左上方C．電阻的最小值為7Ω，磁場(chǎng)方向水平向左D．電阻的最大值為19.5Ω，磁場(chǎng)方向垂直斜面向右下方解析：選D.磁場(chǎng)方向水平向右時(shí)，直導(dǎo)線所受的安培力方向豎直向上，由平衡條件有mg＝BIL，得I＝eq\f(mg,BL)＝eq\f(0.01×10,1×0.1)A＝1A，由I＝eq\f(E,R＋R′＋r)，得R′＝7Ω，故A錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向垂直斜面向左上方時(shí)，直導(dǎo)線所受的安培力方向沿斜面向下，不可能靜止在斜面上，故B錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向水平向左時(shí)，直導(dǎo)線所受的安培力方向豎直向下，不可能靜止在斜面上，故C錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向垂直斜面向右下方時(shí)，直導(dǎo)線所受的安培力方向沿斜面向上，由平衡條件有mgsin30°＝BIL，得I＝eq\f(1,2)·eq\f(mg,BL)＝0.5A，由I＝eq\f(E,R＋R′＋r)，得R′＝19.5Ω，即電阻的最大值為19.5Ω，故D正確．二、多項(xiàng)選擇題6．如圖所示是法拉第制作的世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)的模型原理圖．把一個(gè)半徑為r的銅盤放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，使磁感線水平向右垂直穿過銅盤，銅盤安裝在水平的銅軸上，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸，G為靈敏電流表．現(xiàn)使銅盤按照?qǐng)D示方向以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則下列說法中正確的是()A．C點(diǎn)電勢(shì)一定高于D點(diǎn)電勢(shì)B．圓盤中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為eq\f(1,2)Bωr2C．電流表中的電流方向?yàn)橛蒩到bD．若銅盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，使所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，在銅盤中可以產(chǎn)生渦旋電流解析：選BD.把銅盤看作由中心指向邊緣的無數(shù)條銅棒組合而成，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每根銅棒都在切割磁感線，相當(dāng)于電源，由右手定則知，盤邊緣為電源正極，中心為電源負(fù)極，C點(diǎn)電勢(shì)低于D點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；此電源對(duì)外電路供電，電流由b經(jīng)電流表再?gòu)腶流向銅盤，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；銅棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，相當(dāng)于電源，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Brv＝Brωeq\f(1,2)r＝eq\f(1,2)Bωr2，選項(xiàng)B正確；若銅盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，使所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，在銅盤中產(chǎn)生感生環(huán)形電場(chǎng)，使銅盤中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)，形成環(huán)形電流，選項(xiàng)D正確．7．如圖所示，橫放“V”字形金屬框架放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與框架平面垂直，金屬棒與框架接觸良好，框架導(dǎo)體和金屬棒電阻率相同，截面積相等，現(xiàn)金屬棒從B點(diǎn)開始沿“V”字形角平分線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么金屬棒脫離框架前，電路中的磁通量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、感應(yīng)電流I以及金屬棒所受到的安培力F隨時(shí)間變化的圖象正確的是()解析：選BC.金屬棒切割磁感線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝2vttanθ，磁通量Φ＝B·eq\f(1,2)L·vt＝Bv2tanθ·t2，可見磁通量是時(shí)間的二次函數(shù)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv＝2Bv2tanθ·t，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與時(shí)間t成正比，所以選項(xiàng)B正確；設(shè)金屬棒和框架單位長(zhǎng)度的電阻為ρ，則電路的總電阻為R＝2ρveq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(tanθ＋\f(1,cosθ)))t，電路中的感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Bvtanθ,ρ\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(tanθ＋\f(1,cosθ))))，I與t無關(guān)，為定值，選項(xiàng)C正確；安培力F＝BIL，因?yàn)殡娏鱅不變，L與時(shí)間t成正比，所以安培力與時(shí)間t成正比，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．8．如圖所示，兩根相距l(xiāng)＝0.4m、電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌在同一水平面內(nèi)平行放置，兩導(dǎo)軌左端與阻值R＝0.15Ω的電阻相連．導(dǎo)軌x＞0的一側(cè)存在沿＋x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場(chǎng)，其方向與導(dǎo)軌平面垂直(豎直向下)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5＋0.5x(T)．一根質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝0.05Ω的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．棒在水平外力作用下從x＝0處沿導(dǎo)軌向右做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中回路電流恒為2A．以下判斷正確的是()A．金屬棒在x＝3m處的速度為0.5m/sB．金屬棒在x＝3m處的速度為0.75m/sC．金屬棒從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝3m過程中克服安培力做的功為1.6JD．金屬棒從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝3m過程中克服安培力做的功為3.0J解析：選AD.在x＝3m處，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2T，因?yàn)榛芈分须娏鱅恒為2A，由閉合電路歐姆定律，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝I(R＋r)＝0.4V，由E＝Blv可得，此時(shí)金屬棒的速度v＝0.5m/s，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由安培力公式可知，F(xiàn)安＝BIl＝0.8×(0.5＋0.5x)(N)，隨著x呈線性變化關(guān)系，因此可用F安-x圖象的面積或平均作用力來求功，可得克服安培力做功為3.0J，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．三、非選擇題9．如圖(a)所示，平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L＝0.4m．導(dǎo)軌右端接有阻值R＝1Ω的電阻．導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長(zhǎng)度也為L(zhǎng).從0時(shí)刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化，規(guī)律如圖(b)所示；同一時(shí)刻，棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)動(dòng)，1s后剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v＝1m/s做直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，回路中的電動(dòng)勢(shì)E；(2)棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形abd區(qū)域時(shí)電流i與時(shí)間t的關(guān)系式．解析：(1)正方形磁場(chǎng)的面積為S，則S＝eq\f(L2,2)＝0.08m2.在棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由于磁場(chǎng)的變化而產(chǎn)生的．由B-t圖象可知eq\f(ΔB,Δt)＝0.5T/s，根據(jù)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，得回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(ΔB,Δt)S＝0.5×0.08V＝0.04V.(2)當(dāng)導(dǎo)體棒通過bd位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流最大，導(dǎo)體棒受到的安培力最大．此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E′＝BLv＝0.5×0.4×1V＝0.2V；回路中感應(yīng)電流I′＝eq\f(E′,R)＝eq\f(0.2,1)A＝0.2A導(dǎo)體棒受到的安培力F＝BI′L＝0.5×0.2×0.4N＝0.04N當(dāng)導(dǎo)體棒通過三角形abd區(qū)域時(shí)，導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度l＝2v(t－1)(1s≤t≤1.2s)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e＝Blv＝2Bv2(t－1)＝(t－1)V感應(yīng)電流i＝eq\f(e,R)＝(t－1)A(1s≤t≤1.2s)答案：(1)0.04V(2)0.04Ni＝(t－1)A(1s≤t≤1.2s)10．(2017·高考江蘇卷)如圖所示，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻．質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下．當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)関.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)，桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸．求：(1)MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小I；(2)MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿的加速度大小a；(3)PQ剛要離開金屬桿時(shí)，感應(yīng)電流的功率P.解析：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Bdv0感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)解得I＝eq\f(Bdv0,R)(2)安培力F＝BId由牛頓第二定律得F＝ma解得a＝eq\f(B2d2v0,mR)(3)金屬桿切割磁感線的速度v′＝v0－v，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Bd(v0－v)電功率P＝eq\f(E2,R)解得P＝eq\f(B2d2v0－v2,R)答案：(1)eq\f(Bdv0,R)(2)eq\f(B2d2v0,mR)(3)eq\f(B2d2v0－v2,R)11．如圖甲所示，虛線右側(cè)足夠大區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向下．在光滑絕緣水平面內(nèi)有一長(zhǎng)方形金屬線框，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.2m，線框質(zhì)量m＝0.1kg、電阻R＝0.1Ω，在水平向右的外力F作用下，以初速度v0＝1m/s勻加速進(jìn)入磁場(chǎng)，外力F大小隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示．以線框右邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)．(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；(2)求線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，通過線框的電荷量q；(3)若線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中F做的功為WF＝0.27J，求在此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱Q.解析：(1)由F－t圖象可知，線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，F(xiàn)2＝0.2N，線框的加速度a＝eq\f(F,m)＝2m/s2t＝0時(shí)刻線框所受的安培力FA＝BIL＝eq\f(B2L2v0,R)，且F1＝0.3N由牛頓第二定律得：F1－FA＝ma聯(lián)立解得B＝0.5T.(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中通過橫截面的電