2019届高考物理一轮复习第九单元磁场题组层级快练47带电粒子叠加场中的新人教版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 题组层级快练 (四十七 ) 一、选 择题 1 (2017 滨海新区模拟 )(多选 )如图甲所示 ， abcd 是匝数为 100 匝、边长为 10 cm、总电阻为 0.1 的正方形闭合导线圈 ， 放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中 ， 磁感应强度 B随时间 t 的变化关系如图乙所示 ， 则以下说法正确的是 ( ) A导线圈中产生的是交变电流 B 在 t 1 s 时 ， ad 边受安培力方向向右 C 在 0 2 s 内通过导线横截面的电荷量为 10 C D 在 t 2.5 s 时导线框产生的感应电动势为 1 V 答案 AB 解析 A 项 ， 根据楞次定律可知 ， 在 0

2、 2 s 内的感应电流方向与 2 s 3 s 内的感应电流方向相反 ， 即为交流电 ， 故 A 项正确； B 项 ， 根据楞次定律可知产生的感应电流方向逆时针 ，根据左手定则可知受到的安培力方向向右 ， 故 B 项正确； C 项 ， 在 0 2 s 时间内 ， 感应电动势为： E1 100 22 0.12 V 1 V， 再根据欧姆定律 I ER， 则有： I1 10.1 A 10 A， 根据 Q It， 解得： Q 102 C 20 C， 故 C 项错误； D 项 ， 根据法拉第电磁感应定律 ， 2.5 s 时的感应电动势等于 2 s 到 3 s 内的感应电动势 ，则有： E N B S t

3、100 （ 2 0） 0.10.11 V 2 V， 故 D 项错误 2 (2017 天津 )如图所示 ， 两根平行金属导轨置于水平面内 ， 导轨之间接有电阻 R.金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触 ， 整个装置放在匀强磁场中 ， 磁场方向垂直于导轨平面向下现使磁感应强度随时间均匀减小 ， ab 始终保持静止 ， 下列说法正确的是 ( ) A ab 中的感应电流方向由 b 到 a B ab 中的感应电流逐渐减小 【 精品教育资源文库 】 C ab 所受的安培力保持不变 D ab 所受的 静摩擦力逐渐减小 答案 D 解析 A 项 ， 磁感应强度均匀减小 ， 磁通量减小 ， 根据楞次定律得 ，

4、 ab 中的感应电流方向由a 到 b， 故 A 项错误； B 项 ， 由于磁感应强度均匀减小 ， 根据法拉第电磁感应定律 E BS t 得 ，感应电动势恒定 ， 则 ab 中的感应电流不变 ， 故 B 项错误 C 项 ， 根据安培力公式 F BIL 知 ，电流不变 ， B 均匀减小 ， 则安培力减小 ， 故 C 项错误； D 项 ， 导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡 ， f F， 安培力减小 ， 则静摩擦力减小 ， 故 D 项正确 3 (2017 南昌模拟 )如图所示 ， 由均匀导线制成的半径为 R 的圆环 ，以速度 v 匀速进入一磁感应强度大小为 B 的匀强磁场当圆环运动到图示位置 (aOb

5、 90 )时 ， a、 b 两点的电势差为 ( ) A. 2BRv B. 22 BRv C. 24 BRv D.3 24 BRv 答案 D 解析 当圆环运动到图示位置 ， 圆环切割磁感线的有效长度为 2R； 线框刚进入磁场时 ab 边产生的感应电动势为： E 2BRv； 线框进入磁场的过程中 a、 b 两点的电势差 由欧姆定律 ， 得 Uab E Ir ab 2BRv B 2RvR R4 3 24 BRv；故选 D 项 4.(2017 乐山模拟 )如图所示 ， 一直升飞机停在南半球的地磁极上空该处地磁场的方向竖直向上 ， 磁感应强度为 B， 直升飞机螺旋桨叶片的长度为 l， 螺旋桨转动的频率为

6、 f， 顺着地磁场的方向看螺旋桨 ， 螺旋桨顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为 a， 远轴端为 b， 如图所示如果忽略 a 到转轴中心线的距离 ， 用 E 表示每个叶片中的感应电动势 ， 则( ) A E fl2B， 且 a 点电势低于 b 点电势 B E 2 fl2B， 且 a 点电势低于 b 点电势 C E fl2B， 且 a 点电势高于 b 点电势 D E 2 fl2B， 且 a 点电势高于 b 点电势 答案 A 解析 对于螺旋桨叶片 ab， 其切割磁感线的速度是其做圆周运动的线速度 ， 螺旋桨不同点【 精品教育资源文库 】 的线速度不同 ， 但是满足 v R ， 可求其等效切割速度

7、v l2 fl， 运用法拉第电磁感应定律 E Blv fl2B， 由右手定则判断电流的方向为由 a 指向 b， 在电源内部电流由低电势流向高电势 ， 故 A 项是正确的 5.(2017 课标全国 ) 如图所示 ， 半径为 a 的圆形区域内有均匀磁场 ，磁感应强度为 B0， 磁场方向垂直纸面向里半径为 b 的金属圆环与圆形磁场同心地位置 ， 磁场与环面垂直金属环上分别接有相同的灯 L1、 L2，灯的电阻均为 R， 一金属棒 MN 与金属环接触良好 ， 棒与环的电阻均忽略不计 MN 棒以速率 v 在环上向右匀速滑动 ， 棒滑过圆环直径 OO 的瞬间 ， 灯 L1， L2 恰好正常 发光 现撤去中间

8、的金属棒 MN， 使磁感应强度随时间均匀变化 ， 为了使灯 L1， L2也正常发光 ， 磁感应强度随时间变化率的大小应为 ( ) A.B0v a B.2B0v a C.3B0v a D.4B0v a 答案 D 解析 当 MN 棒滑过圆环直径 OO 的瞬间 ，设由于棒切割磁感线产生的感应电动势为 E， 通过棒的电流为 I、通过灯泡的电流为 I1， 则有： E Blv 2B0av I ER2 2ER I1 I2 由 得： I1 2B0avR 当撤去中间的金属棒 MN， 磁感应强度随时间变化 时 ， 设磁感应强度的变化率为 k， 此过程电路中的感应电动势为 E， 感应电流为 I 、则由法拉第电磁感应

9、定律得： E S B t a2k I E2R 由 得： I k a22R 由题意可知 I1 I， 解得： 【 精品教育资源文库 】 k 4B0v a， 故 D 项正确 ， A、 B、 C 三项错误；故选 D 项 6 (2017 郑州三模 )(多选 )铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理有一 种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态 ，装置的原理是：将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示 (俯视图 )，当它经过安放在两铁轨间的矩形线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心 线圈长为 l1， 宽为 l2.匝数为 n.若匀强磁场只分布在一个矩形区域内 ，

10、 当火车首节车厢通过线圈时 ， 控制中心接收到线圈两端电压 u 与时间 t 的关系如图乙所示 (ab、 cd 均为直线 )， 则在 t1 t2时间内 ( ) A火车做匀速直线运动 B M 点电势低于 N 点电势 C 火车加速度大小为 u2 u1nBl2（ t2 t1）D 火车平均速度大小为 u1 u22nBl1答案 BD 解析 A 项 ， 由 E BLv 可知 ， 动生电动势与速度成正比 ， 而在乙图中 ab 段的电压与时间成正比 ， 因此可知在 t1到 t2这段时间内 ， 火车的速度与时间成正比 ， 所以火车在这段时间内做的是匀加速直线运动 故 A 项错误； B 项 ， 磁场向右运动 ， 根

11、据楞次定律可得线圈中的电流方向为逆时针 ， M 点电势低于 N 点电势 ， B 项正确； C 项 ， 由图知 t1时刻对应的速度为： v1 u1nBl1， t2时刻对应的速度为： v2 u2nBl1， 故这段时间内的加速度为 v v t u2 u1nBl1（ t2 t1）， 故 C 项错误； D 项 ， 由 C 项可知这段时 间内的平均速度为： v v1 v22 u1 u22nBl1， 故 D 项正确 7 (2017 咸阳二模 )等离子体气流由左方连续以速度 v0射入 P1和 P2两板间的匀强磁场中 ，ab 直导线与 P1、 P2相连接 ， 线圈 A 与直导线 cd 连接线圈 A 内有如图乙所

12、示的变化磁场 ，且磁场 B 的正方向规定为向左 ， 如图甲所示 ， 则下列叙述正确的是 ( ) A 0 1 s 内 ab、 cd 导线互相排斥 B 1 2 s 内 ab、 cd 导线互相吸引 【 精品教育资源文库 】 C 2 3 s 内 ab、 cd 导线互相吸引 D 3 4 s 内 ab、 cd 导线互相吸引 答案 B 解析 由左侧电路可以判断 ab 中电流方向由 a 到 b；由右侧电路及图乙可以判断 ， 0 2 s内 cd 中电流为由 c 到 d， 跟 ab 中电流同向 ， 因此 ab、 cd 相互吸引 ， 故 A 项错误 ， B 项正确；2 4 s 内 cd 中电流为由 d 到 c，

13、跟 ab 中电流反向 ， 因此 ab、 cd 相互排斥 ， 故 C、 D 项错误 8 (多选 )如图所示 ， 相距为 L 的两条足够长的平行金属导轨 MN、 PQ 左端连接有 一平行板电容器 ， 平行板电容器两极板竖直放置 ， 两板的距离为 d， 两金属导轨之间还接入了一个电阻R， 整个装置被固定在水平地面上金属棒 AB 的质量为 m， 电阻为 r， 垂直放在导轨上导体棒所在区域和电容器所在区域整个空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场 ， 磁感应强度大小都为 B， 现在给金属棒 AB 施 加一水平向右的作用力，使金属棒 AB 匀速运动若一带电微粒 (不计重力 )以速度 v0 平行电容器极板射入

14、电容器 ， 恰好做直线运动则下列说法正确的是 ( ) A作用在金属棒 AB 水平向右的力 F B2Ldv0R B 金 属棒 AB 的速度 v d（ R r）LR v0 C 电阻 R 上的电功率 P B2d2v02（ R r）R2 D 在时间 t 内金属棒 AB 上 的产生焦耳热 Q B2d2v02rtR2 答案 ABD 解析 A 项 ， 根据题意知带电粒子在平行板电容器间沿直线运动 ， 知电场力与洛伦兹力平衡 ，由 Udq qv0B， 解得 U Bdv0， 电容器两端的电压等于电阻 R 两端的电压 ， 电路电流 I UR Bdv0R ，导体棒受到的安培力 F 安 BIL B Bdv0R L B

15、2Ldv0R ， 因导体棒匀速 ， 所以作用在金属棒 AB水平向右的力 F F 安 B2Ldv0R ， 故 A 项正确； B 项 ， 电阻 R 两端的电压 URR rERR r BLv，而 U Bdv0， 解得 v d（ R r）LR v0， 故 B 项正确； C 项 ， 电阻 R 上的电功率 P U2RB2d2v02R ，故 C 项错误； D 项 ， 在时间 t 内金属棒 AB 上产生的焦耳热为 Q I2rt B2d2v02R2 rtB2d2v02rtR2 ，【 精品教育资源文库 】 故 D 项正确 9.(2017 武汉调研 )如图所示 ， 两根相距 l 0.4 m、电阻不计的光滑金属导轨在同一水平面内平行放置 ， 两导轨左端与阻 值 R 0.15 的电阻相连导轨 x0 的一侧存在沿 x 方向均匀增大的稳恒磁场 ， 其方向与导轨平面垂直 (竖直向下