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2013-10-22
2.(2013高考上海物理第33题)(16分)如图,两根相距L=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连。导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场,其方向与导轨平面垂直,变化率k=0.5T/m,x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T。一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动,运动过程中电阻上消耗的功率不变。求:
(1)电路中的电流;
(2)金属棒在x=2m处的速度;
(3)金属棒从x=0运动到x=2m过程中安培力做功的大小;
(4)金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率。
解析:(1)在x=0时,E=B0Lv=0.5×0.4×2V=0.4V。
电路中的电流I=E/(R+r)=2A;
(2)在x=2m处,磁感应强度B2= B0+kx2=0.5T+0.5T/m×2m=1.5T。
E=B2Lv2,
解得:金属棒在x=2m处的速度v2= m/s。
(3)金属棒从x=0开始运动时的安培力:F0=B0IL=0.5×2×0.4N=0.4N。
到x=2m时的安培力:FA=B2IL=1.5×2×0.4N=1.2N。
过程中安培力做功的大小W= ( F0 + FA)x=1.6J。
(4)由EIt=W解得t=2s。
由动能定理:Pt-W= mv22- mv02,
解得P= W=0.71W。
3。(2013高考江苏物理第13题)(15分)如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。 已知线圈的匝数N=100,边长ab =1.0m、bc=0.5m,电阻r=2Ω。 磁感应强度B在0~1s内从零均匀变化到0.2T。 在1~5s内从0.2T均匀变化到-0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向。
求:
(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;
(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q;
(3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q。
解析:(1)感应电动势:E1=N ,磁通量变化△Φ1=△B1S,
解得:E1=N S,
代入数据得:E1=10V。
由楞次定律可判断出感应电流的方向为a→d→c→b→a。
(2)同理可得:E2=N S,感应电流I2= E2/r,电量q= I2△t2,
解得:q=N S。
代入数据得:q=10C。
(3)0~1s内产生的焦耳热:Q1= I12r△t1,且I1= E1/r,1~5s内产生的焦耳热:Q2= I22r△t2,
在0~5s内线圈产生的焦耳热Q= Q1+Q2。 代入数据得:Q=100J。
4(2013高考广东理综第36题)图19(a)所示,在垂直于匀强磁场B的平面内,半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴承转动,圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接。电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系如图19(b)所示,其中ab段和bc段均为直线,且ab段过坐标原点。ω>0代表圆盘逆时针转动。已知:R=3.0Ω,B=1.0T,r=0.2m。忽略圆盘,电流表和导线的电阻。
(1)根据图19(b)写出ab、bc段对应的I与ω的关系式;
(2)求出图19(b)中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc;
(3)分别求出ab、bc段流过P的电流IP与其两端电压UP的关系式。4. 考点:电磁感应、欧姆定律、并联电路规律、直线两点式
解析:(1)图像得出三点坐标:o(0,0)b(15,0.1) c(45,0.4).
由直线的两点式得I与ω关系式:
(2)圆盘切割磁感线产生的电动势为:
当ω=15rad/s时,产生的电动势为E=0.02×15V=0.3V。
当ω=45rad/s时,产生的电动势为E=0.02×45V=0.9V。
忽略圆盘电阻即电源忽略内阻,故Up=E ,可得:
Ub=0.3V ,Uc=0.9V 。
(3)由并联电路知识有:
① = ②
由①②得IP=I- .
【总结】马上就要期中测试了,希望大家好好复习,也希望小编整理的物理备考题典可以帮助到大家,祝大家在期中测试中取得好成绩。
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标签:高三物理试题
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