6. (2009年北京石景山區(qū)高三期末).路上使用-種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)以確定火車的位置和速度,安放在火車首節(jié)車廂下面的磁鐵能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場,如圖(俯視圖).當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時(shí),便會(huì)產(chǎn)一電信號(hào),被控制中心接收.當(dāng)火車以恒定速度通過線時(shí),表示線圈兩端的電壓Uab隨時(shí)間變化關(guān)系的圖像是:( C )
1(2009年北京海淀區(qū)高三期末)如圖所示,電源的電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻r不能忽略。A、B是兩個(gè)相同的小燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈。關(guān)于這個(gè)電路的以下說法正確的是( A )
A.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi),A燈立刻亮,而后逐漸變暗,最后亮度穩(wěn)定
B.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi),B燈立刻亮,而后逐漸變/暗,最后亮度穩(wěn)定
C.開關(guān)由閉合到斷開瞬間,A燈閃亮一下再熄滅
D.開關(guān)由閉合到斷開瞬間,電流自左向右通過A燈
2(湖南郴州市2009屆高三調(diào)研試題).如圖所示,帶電金屬小球用絕緣絲線系住,絲線上端固定,形成一個(gè)單擺.如果在擺球經(jīng)過的區(qū)域加上如圖所示的磁場,不計(jì)摩擦及空氣阻力,下列說法中正確的是(AD)
A.單擺周期不變
B.單擺周期變大
C.單擺的振幅逐漸減小
D.擺球在最大位移處所受絲線的拉力大小不變
3 (2009年江蘇靖江市月考)如圖,平行導(dǎo)軌間距為d,一端跨接一個(gè)電阻為R,磁場的磁感強(qiáng)度為B,方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。一根足夠長的金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置,金屬棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行時(shí),通過電阻R的電流強(qiáng)度是 (D )
A. B. C. D.
4(2009屆安徽省皖南八校高三第一次聯(lián)考)如圖所示,兩平行導(dǎo)軌M 、N 水平固定在一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中;兩根相同的導(dǎo)體棒Ⅰ、Ⅱ垂直于導(dǎo)軌放置,它們的質(zhì)量都為m,電阻都為R,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)庫擦因數(shù)均為μ.開始時(shí)兩導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對Ⅰ棒施加一平行于導(dǎo)軌的恒力F(方向如圖所示),使I 棒運(yùn)動(dòng)起來.關(guān)于兩棒的最終的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),下列說法可能正確的是(ACD)
A.Ⅰ棒最終做勻速運(yùn)動(dòng)而Ⅱ棒靜止
B.Ⅰ、Ⅱ兩棒最終都以相同的速度做勻速運(yùn)動(dòng)
C.兩棒最終都勻速(不為零)運(yùn)動(dòng),但Ⅰ棒的速度較大
D.兩棒最終都以相同的加速度(不為零)運(yùn)動(dòng)
5. (合肥35中2009屆高三10月月考物理試卷)水平固定放置的足夠長的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab,開始時(shí)ab棒以水平初速度v0向右運(yùn)動(dòng),最后靜止在導(dǎo)軌上,就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較,這個(gè)過程 ( AC )
A.安培力對ab棒所做的功不相等 B.電流所做的功相等
C.產(chǎn)生的總內(nèi)能相等 D.通過ab棒的電量相等
11.(09·廣東物理·18)(15分)如圖18(a)所示,一個(gè)電阻值為R ,匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖18(b)所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0 . 導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0至t1時(shí)間內(nèi)
(1)通過電阻R1上的電流大小和方向;
(2)通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。
解析:⑴由圖象分析可知,0至時(shí)間內(nèi)
由法拉第電磁感應(yīng)定律有
而
由閉合電路歐姆定律有
聯(lián)立以上各式解得
通過電阻上的電流大小為
由楞次定律可判斷通過電阻上的電流方向?yàn)閺腷到a
⑵通過電阻上的電量
通過電阻上產(chǎn)生的熱量
2009年聯(lián)考題
10.(09·上海物理·24)(14分)如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計(jì),導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場,磁場寬度為s。一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運(yùn)動(dòng)速度)的水平力作用,從磁場的左邊界由靜止開始運(yùn)動(dòng),測得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)
(1)分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運(yùn)動(dòng);
(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(3)若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v=v0-x, 且棒在運(yùn)動(dòng)到ef處時(shí)恰好靜止,則外力F作用的時(shí)間為多少?
(4)若在棒未出磁場區(qū)域時(shí)撤去外力,畫出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中速度隨位移的變化所對應(yīng)的各種可能的圖線。
解析:(1)金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng), R兩端電壓UµIµeµv,U隨時(shí)間均勻增大,即v隨時(shí)間均勻增大,加速度為
恒量;
(2)F-=ma,以F=0.5v+0.4
代入得(0.5-)v+0.4=a
a與v無關(guān),所以a=0.4m/s2,(0.5-)=0
得B=0.5T
(3)x1=at2,v0=x2=at,x1+x2=s,所以at2+at=s
得:0.2t2+0.8t-1=0,t=1s,
(4)可能圖線如下:
9.(09·北京·23)(18分)單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量(以下簡稱流量)。由一種利用電磁原理測量非磁性導(dǎo)電液體(如自來水、啤酒等)流量的裝置,稱為電磁流量計(jì)。它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的傳感器和顯示儀表兩部分組成。
傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示,圓筒形測量管內(nèi)壁絕緣,其上裝有一對電極和c,a,c間的距離等于測量管內(nèi)徑D,測量管的軸線與a、c的連接放像以及通過電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直。當(dāng)導(dǎo)電液體流過測量管時(shí),在電極a、c的間出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢E,并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q。設(shè)磁場均勻恒定,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。
(1)已知,設(shè)液體在測量管內(nèi)各處流速相同,試求E的大小(去3.0)
(2)一新建供水站安裝了電磁流量計(jì),在向外供水時(shí)流量本應(yīng)顯示為正值。但實(shí)際顯示卻為負(fù)值。經(jīng)檢查,原因是誤將測量管接反了,既液體由測量管出水口流入,從如水口流出。因?yàn)橐鸭訅撼錆M管道。不便再將測量管拆下重裝,請你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮啽惴椒ǎ?/p>
(3)顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻,其阻值記為 a、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化,從而會(huì)影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R。r為參量,給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式,并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響。
解析:(1)導(dǎo)電液體通過測量管時(shí),相當(dāng)于導(dǎo)線做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),在電極a、c 間切割感應(yīng)線的液柱長度為D, 設(shè)液體的流速為v,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為
E=BDv 、
由流量的定義,有Q=Sv= ②
式聯(lián)立解得
代入數(shù)據(jù)得
(2)能使儀表顯示的流量變?yōu)檎档姆椒ê啽,合理即可,如?/p>
改變通電線圈中電流的方向,使磁場B反向,或?qū)鞲衅鬏敵龆藢φ{(diào)接入顯示儀表。
(3)傳感器的顯示儀表構(gòu)成閉合電路,有閉合電路歐姆定律
、
輸入顯示儀表是a、c間的電壓U,流量示數(shù)和U一一對應(yīng), E 與液體電阻率無關(guān),而r隨電阻率的變化而變化,由③式可看出, r變化相應(yīng)的U也隨之變化。在實(shí)際流量不變的情況下,儀表顯示的流量示數(shù)會(huì)隨a、c間的電壓U的變化而變化,增大R,使R>>r,則U≈E,這樣就可以降低液體電阻率的變化對顯示儀表流量示數(shù)的影響。
8.(09·全國卷Ⅱ·24))如圖,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里,大小隨時(shí)間的變化率, 為負(fù)的常量。用電阻率為、橫截面積為的硬導(dǎo)線做成一邊長為的方框。將方框固定于紙面內(nèi),其右半部位于磁場區(qū)域中。求
(1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大小;
(2)磁場對方框作用力的大小隨時(shí)間的變化。
(1);(2)。
解析:本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象.(1)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢……①
在線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流……②
,……③
聯(lián)立①②③得
(2)導(dǎo)線框所受磁場力的大小為,它隨時(shí)間的變化率為,由以上式聯(lián)立可得。
7.(09·海南物理·4)一長直鐵芯上繞有一固定線圈M,鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接,木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動(dòng)。M連接在如圖所示的電路中,其中R為滑線變阻器,和為直流電源,S為單刀雙擲開關(guān)。下列情況中,可觀測到N向左運(yùn)動(dòng)的是 ( C )
A.在S斷開的情況下, S向a閉合的瞬間
B.在S斷開的情況下,S向b閉合的瞬間
C.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí)
D.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí)
6.(09·浙江·17)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,有一質(zhì)量為、阻值為的閉合矩形金屬線框用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在點(diǎn),并可繞點(diǎn)擺動(dòng)。金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放,在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中,細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面。則線框中感應(yīng)電流的方向是 ( B )
A.
B.
C.先是,后是
D.先是,后是
解析:由楞次定律,一開始磁通量減小,后來磁通量增大,由“增反”“減同”可知電流方向是。
5.(09·福建·18)如圖所示,固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u,F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí),速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)。設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度大小為g。則此過程 ( BD )
A.桿的速度最大值為
B.流過電阻R的電量為
C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量
D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量
解析:當(dāng)桿達(dá)到最大速度vm時(shí),得,A錯(cuò);由公式,B對;在棒從開始到達(dá)到最大速度的過程中由動(dòng)能定理有:,其中,,恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和,C錯(cuò);恒力F做的功與安倍力做的功之和等于于桿動(dòng)能的變化量與克服摩擦力做的功之和,D對。
4.(09·重慶·20)題20圖為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖,該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成,兩磁極相對于線圈平面對稱,在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧運(yùn)動(dòng),(是線圈中心),則 ( D )
A.從X到O,電流由E經(jīng)G流向F,先增大再減小
B.從X到O,電流由F經(jīng)G流向E,先減小再增大
C.從O到Y(jié),電流由F經(jīng)G流向E,先減小再增大
D.從O到Y(jié),電流由E經(jīng)G流向F,先增大再減小
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