2020学年高中物理（课堂同步系列二）每日一题 周末培优2（含解析）新人教版选修3-1 7页

周末培优 ‎ 如图甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。t=0时刻磁场方向垂直纸面向里，在0~4 s时间内，线框ab边所受安培力F随时间t变化的关系（规定水平向左为力的正方向）可能是下图中的 ‎【参考答案】A 如图所示，为一演示实验电路图，图中L是一带铁芯的线圈，其直流电阻为，A是灯泡，其电阻，电键K处于闭合状态，电路接通。现将电键K打开，则在电路切断以后 A．灯泡立即熄灭 B．灯泡亮度变暗，最后熄灭 C．灯泡先闪亮一下，随后亮度逐渐变暗，最后熄灭 D．灯泡忽亮忽暗，不断闪烁，最后熄灭 关于下列器材的原理和用途，正确的是 A．变压器可以改变交变电压也能改变频率 B．扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈存在电阻 C．真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 如图所示，阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以的速度沿光滑导轨（电阻不计）匀速滑到位置，若，则在这两次过程中 A．回路电流 B．产生的热量 C．通过任一截面的电荷量 D．外力的功率 将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面（纸面）内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是 ‎ 匝数为100的圆形导体线圈，面积S1=‎0.4 m2‎，电阻r=1 Ω，在线圈中存在面积S2=‎0.3 m2‎的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R=2 Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，如图甲所示。求 ‎（1）圆形线圈中的感应电动势E的大小；‎ ‎（2）a端的电势φa；‎ ‎（3）在0~4 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q。‎ 如图所示，两根足够长、电阻不计、间距为d的光滑平行金属导轨，其所在平面与水平面的夹角为θ，导轨平面内的矩形区域abcd内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上，ab与cd之间相距为L，金属杆甲、乙的阻值相同，质量均为m，甲杆在磁场区域的上边界ab处，乙杆在甲杆上方与甲相距L处，甲、乙两杆都与导轨垂直。静止释放两杆的同时，在甲杆上施加一个垂直于杆平行于导轨的外力F，使甲杆在有磁场的矩形区域内向下做匀加速直线运动，加速度大小为a=2gsin θ，甲离开磁场时撤去F，乙杆进入磁场后恰好做匀速运动，然后离开磁场 ‎（1）求每根金属杆的电阻R；‎ ‎（2）从释放金属杆开始计时，求外力F随时间t变化的关系式，并说明F的方向；‎ ‎（3）若整个过程中，乙金属杆共产生热量Q，求外力F对甲金属杆做的功W。‎ ‎【参考答案】‎ C 电路稳定时，线圈的电流大于灯泡的电流，电建K打开流过自感线圈L的电流减小，产生与原电流方向相同的自感电流，顺时针流过灯泡A，所以灯泡先闪亮一下，随后亮度逐渐变暗，最后熄灭，C正确。‎ D 变压器可以改变交变电压但是不改变交流电频率，A错误；扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈会产生自感现象，即感应电流，B错误；真空冶炼炉的工作原理是线圈中产生涡流使炉内金属融化，C错误；铝是导体，仪表指针偏转时铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，感应电流又会受到安培阻力，阻碍线圈的转动，属于电磁阻尼，故D正确。‎ ‎【名师点睛】本题是电磁感应中的电路问题，关键要掌握感应电流与热量、电荷量、热量和功率的关系，难度不大。‎ B 本题考查电磁感应中的图象问题，意在考查考生利用法拉第电磁感应定律及楞次定律、左手定则处理电磁感应综合问题的能力。0~时间内，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律可得回路的圆环形区域产生大小恒定的、顺时针方向的感应电流，根据左手定则，ab边在匀强磁场Ⅰ中受到水平向左的恒定的安培力；‎ 同理可得~T时间内，ab边在匀强磁场Ⅰ中受到水平向右的恒定的安培力，故B项正确。‎ ‎【名师点睛】本题考查电磁感应中的图象问题，解题时一定要分阶段考虑；此题意在考查考生利用法拉第电磁感应定律及楞次定律、左手定则处理电磁感应综合问题的能力。‎ ‎（1）‎ ‎（2）F=mgsin θ+mgsin θ·t（0≤t≤） 方向垂直于杆且平行于导轨向下 ‎（3）W=2Q ‎（1）设甲在磁场区域abcd内运动的时间为t1，乙从释放到运动至ab位置的时间为t2，则 L=·2gsin θ·t L=gsin θ·t 所以t1=，t2=‎ 因t1＜t2，所以甲离开磁场时，乙还没有进入磁场 设乙进入磁场时的速度为v1，乙中的感应电动势为E1，回路中的电流为I1，则有 mv=mgLsin θ，E1=Bdv1，I1=，mgsin θ=BI1d 联立解得R=‎ ‎（2）从释放金属杆开始计时，设经过时间t，甲的速度为v，甲中的感应电动势为E，回路中的电流为I，则v=at，E=Bdv，I=，F+mgsin θ–BId=ma 联立解得F=mgsin θ+mgsin θ·t（0≤t≤）‎ 方向垂直于杆且平行于导轨向下