- 123.23 KB
- 2021-06-01 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
2020年届专题卷物理专题九答案与解析
1.【命题立意】本题主要考查磁通量的变化率和Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的区别。
【思路点拨】Φ表示穿过磁场中某个面的磁感线的条数,是状态量,由面积S、磁感应强度B以及它们的夹角决定,只有当面积S与磁感应强度B垂直时,Φ=BS才能成立,如果B与S的夹角为θ,则应把面积S沿与B垂直的方向投影,此时Φ=BSsinθ。磁通量变化量ΔΦ是指末态的Φ2与初态的Φ1的差,即ΔΦ=Φ2-Φ1,是过程量,它可以由有效面积的变化、磁场的变化而引起,且穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电动势的必要条件。
磁通量变化率ΔΦ/Δt是表示单位时间内磁通量变化的大小,即磁通量变化快慢,感应电动势的大小与回路中磁通量变化率ΔΦ/Δt成正。
【答案】C【解析】E=ΔΦ/Δt,ΔΦ与Δt的比值就是磁通量的变化率,所以只有C正确。
2.【命题立意】本题主要考查自感现象和互感现象。
【思路点拨】自感现象的应用:凡是有导线、线圈的设备中,只要有电流变化都有自感现象存在,但对于特殊的双线绕法要加以区别,因此在做题时要特别留心这一特殊情况。
【答案】BD【解析】两线圈绕的方向相反,线圈产生的磁场方向相反。螺旋管内磁场和穿过螺旋管的磁通量都不发生变化,回路中一定没有自感电动势产生,正确答案选BD。
3.【命题立意】本题考查感应电流产生的条件。
【思路点拨】长度为L的导体,以速度v在磁感应强度为B的匀强磁场中做切割磁感线运动时,在B、L、v互相垂直的情况下,导体中产生的感应电动势的大小恒为:E=BLv,在M中产生恒定的感应电流,不会造成N中磁通量的变化,电流表无读数。
【答案】D【解析】导体棒匀速向右运动的过程中,根据法拉第电磁感应定律可知,M中产生稳定的电流,则通过N中的磁通量保持不变,故N中无感应电流产生,选项D正确。
4.【命题立意】本题主要考查感应电动势和感应电流的产生条件和楞次定律。
【思路点拨】感应电动势和感应电流产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化,就一定有感应电动势产生,电路可以闭合也可以断开。只有同时满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,才能产生感应电流。
【答案】B【解析】由右手定则可以判断开始时电流应为负值,其切割的有效长度是均匀增加的,当线框全部进入磁场到ad边离开磁场,再次利用右手定则可以判断此时电流应为正值,而其切割的有效长度是减小的,所以B项正确。
5.【命题立意】本题主要考查感应电流方向的判断以及感应电动势的计算。
- 5 -
【思路点拨】判断感应电流的方向可以利用楞次定律,也可以利用右手定则,求平均电动势的大小,应选公式。
【答案】B【解析】在圆环进入磁场的过程中,通过圆环的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向,感应电动势E=Blv,有效长度先增大后减小,所以感应电流先增大后减小,同理可以判断出磁场时的情况,A错误;B正确;根据左手定则可以判断,进入磁场和出磁场受到的安培力都向左,C错误;进入磁场时感应电动势平均值,D错误。
6.【命题立意】本题主要考查法拉第电磁感应定律的应用。
【思路点拨】利用ΔΦ/Δt求磁通量的变化率,一般情况求的是磁通量的平均变化率,那么用E=ΔΦ/Δt求得的则是平均电动势。
【答案】BD【解析】当S1、S2闭合,S3断开时,有;同理,当S2、S3闭合,S1断开时有,当S1、S3闭合,S2断开时有。又R1∶R2∶R3=1∶2∶3,设R1、R2、R3的电阻分别为R、2R、3R,又根据磁场的分布知E3=E1+E2,联系以上各式解得I3=7I。且有E1===3IR,E2===25IR,则上下两部分磁场的面积之比为3∶25。
7.【命题立意】本题主要考查电磁感应中的电路问题以及能量问题。
【思路点拨】处理此题首先要对金属棒进行受力分析,明确各力的做功情况;其次利用动能定理和功能关系列式解题。
【答案】AC【解析】整个运动过程安培力始终做负功,金属杆的机械能减小,所以回到底端时的速度小于v0,A正确;上升过程中,由动能定理知B错;由能量转化和守恒得,减少的动能转化为金属杆的重力势能和电路的电能,电能又转化为电阻上的焦耳热,C正确;由于金属杆的机械能不断减小,所以上升过程经过某位置时的速度大于下滑过程经过该位置的速度,则上升时的电动势大,所以瞬时热功率大,D错误。
8.【命题立意】本题主要考查电磁感应中的力学问题。
【思路点拨】既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的,所以只能是机械能转化为电能,因此机械能减少。磁场力对物体做负功,是阻力,表现出的现象就是“阻碍”导体的相对运动。
【答案】AB【解析】因为通过控制负载电阻使棒中的电流强度I保持不变,由F安=BIl恒定,又由于导体棒在水平方向不受其它力的作用,所以导体棒做匀减速运动,选项A正确;在导体棒的速度从v0减小至v1的过程中,平均速度为,导体棒中的平均感应电动势为,故选项B也正确;导体棒中消耗的功率为,所以负载电阻上消耗的平均功率为,故选项CD都不正确,所以正确选项为AB。
9.【命题立意】本题主要考查楞次定律和安培力大小判断。
- 5 -
【思路点拨】在闭合线圈进入磁场的过程中,首先判断穿过闭合电路的磁通量如何变化,进而利用楞次定律判断感应电流的方向;然后根据安培力公式判断力的增减变化,计算穿过线圈某个横截面的电荷量。
【答案】AB【解析】在闭合线圈进入磁场的过程中,通过闭合线圈的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向,A正确;导体切割磁感线的有效长度先变大后变小,感应电流先变大后变小,安培力也先变大后变小,B正确;导体切割磁感线的有效长度最大值为2r,感应电动势最大E=2Brv,C错误;穿过线圈某个横截面的电荷量为,D错误。
10.【命题立意】本题考查电磁感应定律的综合应用。
【思路点拨】本题综合性较强,做题时要从两个方面着手:从力的角度出发,分析ab杆受力情况,进而求出感应电流的大小;其次根据功率的公式求解功率的大小。
【答案】D【解析】根据左手定则,导体棒上的电流从b到a,根据电磁感应定律可得A正确;根据共点力平衡知识,导体棒a、b受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力,即mgsinθ,B正确;根据mgsinθ=B2Ld,解得,C正确;圆形导线的热功率等于,D错误。
11.【命题立意】本题主要考查感应电流和电路。
【思路点拨】本题着重从两个方面考虑问题:一是谁是电源,电动势是多少?二是谁是外电路,bd两端的电压是路端电压还是电动势的大小?
【答案】(1);(2)
【解析】(1)U型框向右运动时,NQ边相当于电源,产生的感应电动势(1分)
U型框连同方框构成的闭合电路的总电阻为(1分)闭合电路的总电流为(1分)
NQ边受到的安培力为即拉动型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动的拉力为(1分)
(2)根据闭合电路欧姆定律可知,bd两端的电势差为:(2分)
12.【命题立意】本题主要考查计算感应电动势和线圈所受安培力。
【思路点拨】求感应电动势的平均值用E=nΔΦ/Δt公式,而导线切割磁感线运动产生感应电动势的瞬时值用公式E=BLv计算。在此基础上求感应电流、外力对线圈做的功。
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由题意可得:①(1分)②(1分)由①②联立解得:(1分)
(2)线圈匀速离开磁场的过程中,线圈所受安培力为:(1分)
由动能定理可得:(1分)由以上各式联立解得:(1分)
13.【命题立意】本题主要考查电磁感应中的能量守恒问题。
- 5 -
【思路点拨】求解时要注意分析导体的运动情况与受力情况,并注意结合力学中的相关规律。分析受力时不能忘记安培力,在应用能量守恒定律时不能局限于机械能,还要考虑内能和电能。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)设ab棒在导轨之间的长度为l,根据法拉第电磁感应定律可得:E=Blv0(1分)
由闭合电路欧姆定律得:(2分)
(2)导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电量为(1分)
而,(1分)故(2分)
(3)裸导线最终只能静止于O点,故其动能全部转化为焦耳热,即(1分)
因为导轨与ab构成等腰三角形,三边电阻总是相等的,所以三边产生的热量总是相等的。即有(2分)
14.【命题立意】本题主要考查电磁感应与电场、直流电路综合问题。
【思路点拨】解题时求感应电动势是解题的关键,可根据题设条件选取电动势的计算公式。除此之外,还要掌握电路的串并联规律、电阻定律、闭合电路欧姆定律和电功、电功率计算等知识。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)根据图乙纸带上打出的点迹可看出,金属棒最终做匀速运动,且速度最大,最大值为vm=2s/T,达到最大速度时,则有mgsinα=F安(1分)F安=ILB(1分) 其中R总=6R(1分)
所以mgsinα= (1分)解得 (2分)
(2)由能量守恒知,放出的电热Q=2S0sinα- (2分)
代入上面的vm值,可得 (2分)
15.【命题立意】本题主要考查电磁感应与能量守恒综合问题
【思路点拨】对于电磁感应中的能量转化问题,应弄清在过程中有哪些能量参与了转化,什么能量减少了,什么能量增加了,由能的转化和守恒定律即可求出转化的能量。能量的转化和守恒是通过做功来实现的,安培力做功是联系电能与其他形式的能相互转化的桥梁。因此,也可由功能关系(或动能定理)计算安培力的功,从而确定电能与其他形式的能相互转化的量。
【答案】(1)1T (2)0.9s (3)vt=4m/s
【解析】(1)线框的ab边刚进入磁场时,感应电流(1分)
线框恰好做匀速运动,有F=mg+IBl(2分)代入数据解得B=1T(2分)
(2)设线框进入磁场做匀速运动的时间为,有(1分)
- 5 -
线框全部进入磁场后做竖直上抛运动,到最高点时所用时间(1分)
线框从开始进入磁场运动到最高点,所用时间t=t1+t2=0.9s(2分)
(3)线框从最高点回到到磁场边界时速度大小不变,线框所受安培力大小也不变,则IBl=mg(1分)因此,线框穿出磁场过程还是做匀速运动,离开磁场后做竖直上抛运动,由机械能守恒定律可得(2分)代入数据解得线框落地时的速度vt=4m/s(2分)
16.【命题立意】本题本题结合图象考查电磁感应的综合应用。
【思路点拨】本题是力学、电磁学与图象的综合题。做题时要用到楞次定律判断感应电流的方向、法拉第电磁感应定律求电动势,对金属棒受力分析求电流强度的大小,在此基础上利用匀变速直线运动公式求时间,用焦耳定律求热量。
【答案】(1)通过cd棒的电流方向d→c,区域I内磁场方向为垂直于斜面向上 (2)
(3)3l (4)4mglsinθ
【解析】(1)通过cd棒的电流方向 d→c (1分)区域I内磁场方向为垂直于斜面向上(1分)
(2)对cd棒,F安=BIl=mgsinθ,所以通过cd棒的电流大小I = (1分)
当ab棒在区域II内运动时cd棒消耗的电功率P=I2R=(1分)
(3)ab棒在到达区域II前做匀加速直线运动,a==gsinθ(1分)
cd棒始终静止不动,ab棒在到达区域II前、后,回路中产生的感应电动势不变,则ab棒在区域II中一定做匀速直线运动,可得;(1分)=Blgsinθtx (1分)所以(1分)
ab棒在区域II中做匀速直线运动的速度(1分)
则ab棒开始下滑的位置离EF的距离h=atx2+2l=3 l(1分)
(4) ab棒在区域II中运动的时间t2==(1分)
ab棒从开始下滑至EF的总时间t= tx+t2=2(1分)
ε=Blvt =Bl(1分) ab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量:Q=εIt=4mglsinθ(1分)
- 5 -
相关文档
- 2018-2019学年湖南省桃江县第一中2021-06-0118页
- 内蒙古包头市2018-2019学年高二上2021-06-0120页
- 山西省运城市2021届第三次新高考模2021-06-0120页
- 【物理】河南省九师联盟2020届高三2021-06-0117页
- 【物理】2020届一轮复习人教版第九2021-06-017页
- 2018-2019学年山西大学附中高二下2021-06-017页
- 【物理】北京市朝阳区2020届高三下2021-06-0121页
- 云南省牟定县一中2019-2020学年高2021-06-019页
- 2018-2019学年海南省华中师范大学2021-06-016页
- 【物理】2019届二轮复习探究单摆的2021-06-018页