2016年03月18日举止文雅的高中物理组卷

第1页（共11页）物理大题一．解答题（共10小题）1．（2011春•东城区期末）如图甲所示，回路中有一个C=60μF的电容器，已知回路的面积为1.0×10﹣2m2，垂直穿过回路的磁场的磁感应强度B随时间t的变化图象如图乙所示，求：（1）t=5s时，回路中的感应电动势；（2）电容器上的电荷量．2．在0.01s内，通过一个线圈的电流由0.2A增加到0.4A，线圈产生5V的自感电动势，求：（1）线圈的自感系数L时多大？（2）如果通过该线圈的电流在0.05s内由0.5A增加到1A，产生的自感电动势又是多大？3．一个线圈的电流强度在0.001s内有0.02A的变化时，产生50V的自感电动势，求线圈的自感系数，如果这个电路中电流强度的变化率为40A/s，产生的自感电动势又是多大？4．如图甲所示，bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示，PQ能够始终保持静止．试画出0～t2时间内PQ受到的安培力F随时间变化的图象（取沿斜面向上为正方向）．5．（2013•江苏）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．6．（2012•南开区二模）一电阻为R的金属圆环，放在磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图（a），已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图（b），图中的最大磁通量φ0和变化周期T都是已知量，求：第2页（共11页）（1）在t=0到t=的时间内，通过金属圆环横截面的电荷量q；（2）在t=0到t=2T的时间内，金属环所产生的电热Q．7．（2003•西城区模拟）如图，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l=0.5m，左端连接阻值为0.4Ω的电阻R．在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物，图中L=0.8m．开始重物与水平地面接触并处于静止．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感强度B0=0.5T，并且以的规律在增大．不计摩擦阻力．求至少经过多长时间才能将重物吊起？（g=10m/s2）8．（2009•虹口区一模）如图所示，线框用裸导线组成，cd、ef两边竖直放置且相互平行，裸导体ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动，在螺线管内有图示方向磁场B1，若=10T/s均匀增加，而ab所在处为匀强磁场B2=2T，螺线管匝数n=4，螺线管横截面积S=0.1m2．导体棒ab质量m=0.02kg，长L=0.1m，整个电路总电阻R=5Ω，试求（g取10m/s2）：（1）ab下落时的最大加速度．（2）ab下落时能达到的最大速度．9．（2004•青岛一模）如图所示，正方形线框abcd的总电阻为0.04Ω，质量为6.4g，边长为0.4m，用绝缘丝线竖直悬挂，其ab边水平．图中两虚线之间是垂直于线框平面向里的匀强磁场，磁场上边界正好通过ac和bd的中点．磁感应强度从0.2T开始以0.1T/s的变化率均匀增大．问：（1）经多长时间悬线的拉力为零？（2）写出悬线拉力F与时间t关系表达式；（3）画出在悬线拉力F减小到零的过程中，F随时间t变化的关系图线．第3页（共11页）10．（2003秋•宣武区期末）一电阻为R的金属环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在的平面垂直，以及该磁场对该圆环的磁通量随时间t的变化关系，如图所示．图中的最大磁通量和周期T都是已知量．求：在t=T秒的时间内，金属环产生的电热Q．第4页（共11页）2016年03月18日举止文雅的高中物理组卷参考答案与试题解析一．解答题（共10小题）1．（2011春•东城区期末）如图甲所示，回路中有一个C=60μF的电容器，已知回路的面积为1.0×10﹣2m2，垂直穿过回路的磁场的磁感应强度B随时间t的变化图象如图乙所示，求：（1）t=5s时，回路中的感应电动势；（2）电容器上的电荷量．【考点】感生电动势、动生电动势；电容器．菁优网版权所有【专题】电磁感应与电路结合．【分析】根据B﹣t图象得带磁感应强度的变化率，然后根据法拉第电磁感应定律列式求解电动势，最后根据Q=CU求解电荷量．【解答】解：（1）由图可知：在前6s内：；根据法拉第电磁感应定律，有：=S==6.7×10﹣3V；（2）电容器的电量：Q=CE=60×10﹣6×0.67×10﹣2=4×10﹣7C；答：（1）t=5s时，回路中的感应电动势为6.7×10﹣3V；（2）电容器上的电荷量为4×10﹣7C．【点评】本题关键是根据法拉第电磁感应定律求解电动势，然后根据Q=CU求解电量，基础题．2．在0.01s内，通过一个线圈的电流由0.2A增加到0.4A，线圈产生5V的自感电动势，求：（1）线圈的自感系数L时多大？（2）如果通过该线圈的电流在0.05s内由0.5A增加到1A，产生的自感电动势又是多大？【考点】感生电动势、动生电动势．菁优网版权所有【分析】（1）根据自感电动势公式E=L求解线圈的自感系数L．（2）线圈的自感系数L不变，再由公式E=L求解自感电动势．【解答】解：（1）根据自感电动势公式E=L得线圈的自感系数L=E=5×H=0.25H（2）通过该线圈的电流在0.05s内由0.5A增加到1A，产生的自感电动势为E′=L=0.25×V=2.5V答：（1）线圈的自感系数L是0.25H．第5页（共11页）（2）如果通过该线圈的电流在0.05s内由0.5A增加到1A，产生的自感电动势又是2.5V．【点评】解决本题的关键要掌握自感电动势公式E=L，知道L是线圈的自感系数，由线圈本身的特性决定，与电流的变化情况无关．3．一个线圈的电流强度在0.001s内有0.02A的变化时，产生50V的自感电动势，求线圈的自感系数，如果这个电路中电流强度的变化率为40A/s，产生的自感电动势又是多大？【考点】感生电动势、动生电动势．菁优网版权所有【分析】根据自感电动势公式E=L，结合电流变化率，即可求解；切断电路时，自感系数不变，再由自感电动势，即可求解．【解答】解：自感电动势公式E=L，结合电流变化率为==20A/s，产生的自感电动势为50V；则有：L===2.5V•s/A=2.5H，当电流变化率为40A/s，产生的自感电动势是E′=L=2.5×40V=100V，答：这线圈的自感系数是2.5H，产生的自感电动势是100V．【点评】本题是基础的内容的考察，知道什么是自感现象，明确自感的作用可以解答本题，掌握自感电动势公式的应用，注意自感系数与电流变化率的大小无关．4．如图甲所示，bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示，PQ能够始终保持静止．试画出0～t2时间内PQ受到的安培力F随时间变化的图象（取沿斜面向上为正方向）．【考点】感生电动势、动生电动势．菁优网版权所有【专题】电磁感应中的力学问题．【分析】根据法拉第电磁感应定律：，可以求出回路中的电动势，根据欧姆定律可以求出电流，最后根据安培力的公式：F=BIL表达出电流即可．【解答】解：根据法拉第电磁感应定律，回路中的电动势：，根据欧姆定律可以求出电流：最后根据安培力的公式：第6页（共11页）所以PQ受到的安培力与B成正比，方向先沿斜面向上，t1时刻后方向变成沿斜面向下，F﹣t图如图所示．答：F﹣t图如图所示．【点评】该题考查法拉第电磁感应定律的应用．该题中的作用事项是要说明安培力的方向随B的方向的变化发生了变化．属于基础题目．5．（2013•江苏）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．【考点】感生电动势、动生电动势；电磁感应中的能量转化．菁优网版权所有【专题】电磁感应——功能问题．【分析】（1）由题可确定磁感应强度B的变化率，根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，根据楞次定律判断感应电流的方向；（2）由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式I=结合求解电量；（3）分析两个时间段：0～1s和1～5s，由焦耳定律分别求出热量，即可得到总热量；【解答】解：（1）在0～1s内，磁感应强度B的变化率=T/s=0.2T/s，由于磁通量均匀变化，在0～1s内线圈中产生的感应电动势恒定不变，则根据法拉第电磁感应定律得：0.5s时线圈内感应电动势的大小E1=N=N•ab•bc=100×0.2×1×0.5=10V根据楞次定律判断得知，线圈中感应方向为逆时针方向．（2）在1～5s内，磁感应强度B的变化率大小为=T/s=0.1T/s，由于磁通量均匀变化，在1～5s内线圈中产生的感应电动势恒定不变，则根据法拉第电磁感应定律得：1～5s时线圈内感应电动势的大小E2=N=N•ab•bc=100×0.1×1×0.5=5V通过线圈的电荷量为q=I2t2==C=10C；（3）在0～1s内，线圈产生的焦耳热为Q1==J=50J第7页（共11页）在1～5s内，线圈产生的焦耳热为Q2==J=50J．故在0～5s内线圈产生的焦耳热Q=Q1+Q2=100J．答：（1）0.5s时线圈内感应电动势的大小E为10V，感应方向为逆时针方向．（2）在1～5s内通过线圈的电荷量q为10C．（3）在0～5s内线圈产生的焦耳热Q为100J．【点评】本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律和楞次定律等知识的综合应用，这些都是电磁感应现象遵守的基本规律，要熟练掌握，并能正确应用．6．（2012•南开区二模）一电阻为R的金属圆环，放在磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图（a），已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图（b），图中的最大磁通量φ0和变化周期T都是已知量，求：（1）在t=0到t=的时间内，通过金属圆环横截面的电荷量q；（2）在t=0到t=2T的时间内，金属环所产生的电热Q．【考点】感生电动势、动生电动势．菁优网版权所有【专题】电磁感应——功能问题．【分析】（1）由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小，再由闭合电路欧姆定律与电量表达式来综合，即可求解；（2）通过法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势大小，再通过焦耳定律与欧姆定律来综合求解．【解答】解：（1）由磁通量随时间变化的图线可知在t=0到t=时间内，环中的感应电动势为在以上时段内，环中的电流为则在这段时间内通过金属环某横截面的电量q=I1t联立求解得（2）在t=到t=和t=到t=T时间内，环中的感应电动势E1=0在t=0到t=和t=到t=时间内，环中的感应电动由欧姆定律可知在以上时段内，环中的电流为在t=0到t=2T时间内金属环所产生的电热为第8页（共11页）联立求解得Q=16答：（1）在t=0到t=的时间内，通过金属圆环横截面的电荷量得；（2）在t=0到t=2T的时间内，金属环所产生的电热Q=16．【点评】考查学生对法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律的理解与掌握，注意要分时段来求感应电动势及焦耳热．7．（2003•西城区模拟）如图，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l=0.5m，左端连接阻值为0.4Ω的电阻R．在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物，图中L=0.8m．开始重物与水平地面接触并处于静止．整个装置处于竖直