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1、【世纪金榜】2013 年高中物理全程学习方略课后巩固作业1.4（四）新人教版选修32 - 1 - / 4 课后巩固作业 ( 四) （40 分钟 50分） 一、选择题（本题包括5 小题，每小题6分，共 30 分. 每小题至少一个选项正确） 1一个面积S=410 -2 m 2、匝数 n=100 匝的线圈， 放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁 感应强度B随时间 t 变化的规律如图所示，则下 列判断正确的是( ) A.在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/s B.在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C.在开始的2 s 内线圈中产生的感应电动势等于0.08 V
2、 D.在第 3 s 末线圈中的感应电动势等于零 2 （2011济宁高二检测）如图所示，两根电阻不计 的光滑平行金属导轨倾角为，导轨下端接有电阻R， 匀强磁场垂直斜面向上质量为m 、电阻不计的金属 棒 ab 在沿斜面与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速 上滑，上升高度为h，在这个过程中( ) A.金属棒所受各力的合力所做的功等于零 B.金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻 R上产生的焦耳热之和 C.恒力 F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产 生的焦耳热之和 D.恒力 F 与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热 3. 一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计
3、 的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感 应强度 B0.5 T ，导体棒ab、cd 长度均为 0.2 m ，电 阻均为 0.1 ，重力均为0.1 N ，现用力向上拉动导体 棒 ab，使之匀速上升( 导体棒 ab、cd 与导轨接触良好) ， 此时 cd 静止不动，则ab 上升时，下列说法正确的是（） Aab 受到的拉力大小为2 N Bab 向上运动的速度为2 m/s C在 2 s 内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能 D在 2 s 内，拉力做功为0.6 J 4. 如图所示，一正方形的线圈的一边恰在一磁场边缘，匀强磁场方向垂直于线圈平面，在将线圈拉出磁场 过程中，哪些办法可使线圈中
4、的感应电流增大为原来的两倍( ) 【世纪金榜】2013 年高中物理全程学习方略课后巩固作业1.4（四）新人教版选修32 - 2 - / 4 A.仅使线圈匝数变为原来的两倍 B.仅使导线的横截面积变为原来的两倍 C.仅使磁感应强度变为原来的两倍 D.仅使拉线圈的速度变为原来的两倍 5(2011 石家庄高二检测) 如图所示， 外力 F使金属杆ab 在匀强磁场中沿光滑水平金属导轨做匀速运动， 除电阻 R外，其他电阻均忽略若下列各种情况中杆ab 都能保持匀速运动状态，则( ) A.当 F 一定时， R减小为原来的一半，则F 的功率也减小为原来的一半 B.当 F 一定时，为使杆的速度增大为原来的2 倍，
5、必须使R也增大为原来的2 倍 C.当 F 的功率一定时，要使F 能增大为原来的2 倍，应使R减小为原来的一半 D.若 R不变，当F 增大为原来的2 倍时，杆的速度也应增大到原来的2 倍 二、非选择题（本题包括2 小题，共20 分，要有必要的文字叙述） 6. （10 分） （2011杭州高二检测）如图，面积为0.2 m 2 的 100 匝线圈 A处在磁场中，磁场方向垂直于线 圈平面 . 磁感应强度随时间变化的规律是B=(6-0.2t)T,已知 R1=4 ， R2=6 ，电容C=30 F，线圈 A的 电阻不计 . 求： （1）闭合 S后，通过R2的电流强度大小. （2）闭合 S一段时间后再断开S，
6、S断开后通过R2的电量是多少？ 7. （10 分） （2011浙江高考）如图甲所示，在水平面上固定有长为L2 m、宽为d=1 m 的金属“ U”型 导轨，在“ U”型导轨右侧l0.5 m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律 如图乙所示 . 在 t=0 时刻，质量为m 0.1 kg的导体棒以v0=1 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动， 导体棒与导轨之间的动摩擦因数为=0.1, 导轨与导体棒单位长度的电阻均为=0.1 /m, 不计导体棒与 导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g 10 m/s 2） . 【世纪金榜】2013 年高中物理全程学习方略课后巩固作业1.
7、4（四）新人教版选修32 - 3 - / 4 （1）通过计算分析4 s 内导体棒的运动情况； （2）计算 4 s 内回路中电流的大小，并判断电流方向； （3）计算 4 s 内回路产生的焦耳热. 答案解析 1 【解析】选A.开始 2 s 内， =S B0.16 Wb ，故选项 B错误； 0.16 Wb / s0.08 Wb / s t2 ， 故选项 A正确；En t =100 0.08 V=8 V ，故选项C错误；第3 s 末产生的感应电动势等于2 4 s 内的感应电动势，故D项错误 2 【解析】选A、 D.棒匀速上升的过程有三个力做功：恒力F 做正功，重力G 、安培力F安做负功 . 根据动 能
8、定理： W WF+WG+W安0，故 A对， B错；恒力 F 与重力 G的合力所做的功等于导体克服安培力做的功. 而 导体克服安培力做的功等于回路中电能（最终转化为焦耳热）的增加量，克服安培力做功与焦耳热不能重 复考虑，故C错， D对 3. 【解析】选B、 C.对导体棒cd 分析： 22 Bv mgBI 2R ， l l得 v 2 m/s，故 B正确；对导体棒ab 分析： F mg BIl0.2 N， A错误；在 2 s 内拉力做功转化的电能等于克服安培力做的功，即 W F安vt=BIlvt=mgvt 0.4 J ，C正确；在2 s 内拉力做的功为Fvt=2mgvt 0.8 J ，D错误 4.
9、【解析】选B、 C 、D. ENBLv4NLBvS IRI RRS4 ，得，由此可分析得B、 C、D正确， A错 . 5 【解析】选A 、 B、D.当杆匀速运动时，有F=F安 22 B L v R ，所以 22 FR v B L ，当 F 一定时，速度增大为原 来的 2 倍， R也增大为原来的2 倍，故 B 正确；若 R 不变，当F 增大为原来的2 倍时，杆的速度也应增大 到原来的2倍，故 D正确； 2 22 F R PFv, B L 当 F 一定时， R减小为原来的一半，则F 的功率也减小为原来 【世纪金榜】2013 年高中物理全程学习方略课后巩固作业1.4（四）新人教版选修32 - 4 -
10、 / 4 的一半，故A正确， C错误 . 6. 【解析】（1） B EnnS tt =1000.2 0.2 V=4 V 12 E4 IA0.4 A RR46 (2)S闭合时电容C两端的电压 U=IR2=0.4 6 V=2.4 V Q=CU=30 10 -6 2.4 C=7.2 10 -5 C S断开后，电容器和R2形成电路，电容器电量减少，直至放电完毕，则通过R2的电量是7.2 10 -5C 答案：（1）0.4 A （2）7.2 10 -5 C 【方法技巧】应用法拉第电磁感应定律的解题方法 1. 应用公式En t (1) 若磁场变化，线圈的面积不变时, B EnS. t (2) 若线圈的面积变
11、化, 磁场不变时 , S EnB t . 2. 若导体棒切割磁感线时, 可应用 E=BLvsin 计算感应电动势. 3. 若导体棒绕一端点垂直切割磁感线做匀速转动,其感应电动势为 2 1 EBL. 2 7. 【解析】（1）导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有 - mg=ma,vt=v0+at,x=v 0t+ 2 1 at , 2 代入数据解得：t=1 s时， vt=0,x=0.5 m, 所以导体棒没有进入磁场区域. 导体棒在1 s 末已停止运动，以后一直保持静止，静止时离左端位置为x=0.5 m. (2) 由图乙可知：前2 s 磁通量不变，回路电动势和电流分别为E0,I 0， 后 2 s 回路产生的电动势为 B Ed0.1 V. tt l 此时回路的总长度为5 m，因此回路的总电阻为 R5 =0.5 ， 电流为 E I R 0.2 A. 根据楞次定律，回路中的电流方向是顺时针方向. （3）前 2 s 电流为零，后2 s 有恒定电流，焦耳热为 Q I 2Rt=0.04 J. 答案：（1）前 1 s ：匀减速直线运动，后3 s ：静止在离左端0.5 m 的位置 （2）前 2 s ：I 0, 后 2 s ：I 0.2 A 电流方向是顺时针方向 (3)0.04 J
