2014高考物理 增值增分特训3.doc

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2014高考物理增值增分特训3
一、单项选择题
1．如图1所示，边长为L的正方形金属框ABCD在水平恒力F作用下，穿过宽度为d的有界匀强磁场．已知d<L，AB边始终与磁场边界平行．若线框AB边进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动．则线框AB边穿过磁场的过程和CD边穿过磁场的过程相比较()

图1
A．线框中感应电流的方向相反
B．线框均做匀速直线运动
C．水平恒力F做的功不相等
D．线框中产生的电能相等
答案A
解析根据右手定则，线框AB边穿过磁场的过程中，感应电流方向是逆时针的，线框CD边穿过磁场的过程中，感应电流方向是顺时针的，电流方向相反，选项A正确；在线框AB边已经穿出磁场而CD边还没有进入磁场时，线框不受安培力，做加速运动，当线框CD边进入磁场后，线框受到的安培力会大于F，线框做减速运动，选项B错误；水平恒力做的功等于水平恒力乘位移，两个过程位移相等，所以两个过程恒力F做的功相等，选项C错误；两个过程中产生的电能等于线框克服安培力做的功，由于安培力不相等，所以线框克服安培力做的功也不相等，选项D错误．
2．如图2甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是 ()

图2
A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向
B．电阻R两端的电压随时间均匀增大
C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4W
D．前4s内通过R的电荷量为4×10－4C
答案C
解析由楞次定律可知，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，选项A错误；由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势为E＝eq\f(nSΔB,Δt)＝0.1V，电阻R两端的电压不随时间变化，选项B错误；回路中电流I＝eq\f(E,R＋r)＝0.02A，线圈电阻r消耗的功率为P＝I2r＝4×10－4W，选项C正确；前4s内通过R的电荷量为q＝It＝0.08C，选项D错误．
3．如图3，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为R的定值电阻．平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好．则金属棒穿过磁场区域的过程中 ()

图3
A．流过金属棒的最大电流为eq\f(Bd\r(2gh),2R)
B．通过金属棒的电荷量为eq\f(BdL,R)
C．克服安培力所做的功为mgh
D．金属棒产生的焦耳热为eq\f(1,2)mg(h－μd)
答案D
解析金属棒滑下过程中，根据动能定理有mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，根据法拉第电磁感应定律有E＝BLvm，根据闭合电路欧姆定律有I＝eq\f(E,2R)，联立得Im＝eq\f(BL\r(2gh),2R)，A错误；根据q＝eq\f(ΔΦ,2R)可知，通过金属棒的电荷量为eq\f(BdL,2R)，B错误；全过程根据动能定理得mgh＋Wf＋W安＝0，故C错误；由Wf＝－μmgd，金属棒克服安培力做的功完全转化成电热，由题意可知金属棒与电阻R上产生的焦耳热相同，设金属棒上产生的焦耳热为Q，故2Q＝－W安，联立得Q＝eq\f(1,2)mg(h－μd)，D正确．
4．如图4所示，相距为L的平行金属导轨ab、cd与水平面成θ角放置，导轨与阻值均为R的两定值电阻R1、R2相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一质量为m、阻值也为R的导体棒MN，以速度v沿导轨匀速下滑，它与导轨之间的动摩擦因数为μ，忽略感应电流之间的相互作用，则 ()

图4
A．导体棒下滑的速度大小为eq\f(mgRsinθ－μcosθ,B2L2)
B．电阻R1消耗的热功率为eq\f(1,4)mgv(sinθ－μcosθ)
C．导体棒两端电压为eq\f(mgRsinθ－μcosθ,BL)
D．t时间内通过导体棒的电荷量为eq\f(mgtsinθ－μcosθ,BL)
答案D
解析由导体棒受力平衡可得mgsinθ＝BIL＋Ff＝eq\f(B2L2v,\f(3,2)R)＋μmgcosθ，整理可得v＝eq\f(3mgRsinθ－μcosθ,2B2L2)，A错误；重力的功率等于摩擦力产生的热功率和电功率之和，即mgvsinθ＝μmgvcosθ＋P电，由电路的知识可知，电阻R1消耗的热功率P1＝eq\f(1,6)