作为学生,假期不能贪玩,而要学习,查字典物理网为同学们准备了高二寒假作业物理答案,希望你喜欢。
一、选择题(本题共6道小题)
1.关于法拉第电磁感应定律,下列说法正确的是()
A. 感应电动势与穿过闭合电路的磁通量成正比
B. 感应电动势与穿过闭合电路的磁通量的变化量成正比
C. 感应电动势与穿过闭合电路的磁通量的变化率成正比
D. 感应电动势与闭合电路所围面积成正比
2.如图甲所示,在圆形线框的区域内存在匀强磁场,开始时磁场方向垂直于纸面向里.若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化,则线框中的感应电流I(取逆时针方向为正方向)随时间t的变化图线是()
A. B. C. D.
3.在如图所示的电路中,两个相同的电流表,零刻点在刻度盘的中央.当电流从+接线柱流入时,指针向右摆;当电流从﹣接线柱流入时,指针向左摆.在电路接通且稳定时再断开开关的瞬间,下列说法正确的是()
A. G1指针向右摆,G2指针向左摆
B. G1指针向左摆,G2指针向右摆
C. 两指针都向右摆
D. 两指针都向左摆
4.如图,在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连,质量为m.电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动.整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小为B.导体棒的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量也为m的物块相连,绳处于拉直状态.现若从静止开始释放物块(物块不会触地,且导体棒不脱离导轨),用h表示物块下落的高度,g表示重力加速度,其他电阻不计,则()
A. 电阻R中的感应电流方向由a到c
B. 物体下落的最大加速度为g
C. 若h足够大,物体下落的最大速度为
D. 通过电阻R的电量为
5.如图所示,虚线MN上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,MN下方存在竖直向下的匀强磁场,两处磁场磁感应强度大小均为B.足够长的不等间距金属导轨竖直放置,导轨电阻不计.两个金属棒通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,其中光滑金属棒AB质量为m,长为L,电阻为R;金属棒CD质量为2m、长为2L、电阻为2R,与导轨之间的动摩擦因数为.若AB棒在外力F的作用下向上做匀速运动,CD棒向下做匀速运动,下列说法正确的是()
A. AB棒中电流方向从A到B
B. AB棒匀速运动的速度
C. AB杆所受拉力F=mg+mg
D. 时间t内CD棒上的焦耳热为
6.如图所示,导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场,磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时,导体圆环将受到向上的磁场作用力()
A. B. C. D.
二、实验题(本题共2道小题) 7.在如图所示的实验装置中,已知灵敏电流计的电流从+接线柱流入时指针从刻度盘正中间向右偏,从接线柱流入时指针向左偏。(螺线管A线圈上端与左侧接线柱相连,线圈下端与右侧接线柱相连)
(1)合上S将线圈A插入B的过程中,电流表指针向____偏。
(2)合上S将线圈A插入B后,将变阻器触头向左移动时,电流表指针向____偏。
8.某兴趣小组的一同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的原线圈A、副线圈B、电流计及开关按图示方式连接来研究电磁感应现象.
(1)将原线圈A插入副线圈B中,闭合开关瞬间,副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向 (选填相同或相反)。
(2)该同学发现:在原线圈A放在副线圈B中的情况下,将开关接通的瞬间电流计指针向左偏转,则开关闭合后将变阻器的滑动片P快速向接线柱C移动过程中,电流计指针将 (选填左偏、右偏或不偏)。若要看到电流计指针向右偏,请你说出两种具体做法:
① ;② 。
三、计算题(本题共3道小题) 9.半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图1所示.有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图2所示.在t=0时刻平板之间中心有一重力不计,质量为m,电荷量为+q的静止微粒,微粒在运动过程中不会与AB板发生碰撞,则:
(1)t1=0.5s时两板电势差UAB
(2)第一秒末微粒的速度
(3)0到3.5s微粒的位移大小.
10.如图甲所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQMN,导轨的电阻均不计.导轨平面与水平面间的夹角=37,NQ间连接有一个R=4的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B0=1T.将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好.现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.(取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8).求:
(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数
(2)cd离NQ的距离s
(3)金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量
(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,为使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系式).
11.如图所示,在倾角为=30的光滑绝缘斜面abcd上有一垂直斜面向上的匀强磁场,磁场的上下有边界且与斜面底边cd平行,虚线为磁场的边界线.在斜面上有一个质量为m=0.2kg、电阻为R=0.27、边长为L=60cm的正方形金属线框,相距s=90cm.将线框从静止开始释放,沿斜面滑下,线框底边始终与斜面底边平行.若线框刚进入磁场时,恰好能做匀速运动.求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)若线框的下边通过磁场的时间为t=0.6s,磁场区域的宽度l为多少
(3)若线框上边框穿出磁场前也已匀速运动,则线框在穿过磁场的整个过程中能产生多少的焦耳热.(重力加速度g=10m/s2)
试卷答案
1.D、感应电动势与闭合电路所围面积无关,故D错误.
故选:C.
2.磁感应强度在0到t1内,由法拉第电磁感应定律可得,随着磁场的均匀变大,由于磁感应强度随时间变化率不变,则感应电动势大小不变,感应电流的大小也不变;由于磁感线是向里在减小,向外在增大.所以由楞次定律可得线圈感应电流是顺时针,由于环中感应电流沿逆时针方向为正方向,则感应电流为负的.
同理,磁感应强度在t1到t2内,感应电流不变,且电流方向为正.所以只有C选项正确,ABD均错误.
故选:C.
3.解:电路稳定后断开,通过电阻这一支路的电流立即消失,由于电感器对电流的变化有阻碍作用,会阻碍其减小,通过电感器的电流,且流过电阻.所以含有电感器的支路的电流从+接线柱流入,G1指针向右摆.含有电阻的支路电流从﹣接线柱流入,G2指针向左摆.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
4.解:A、从静止开始释放物块,导体棒切割磁感线产生感应电流,由右手定则可知,电阻R中的感应电流方向由c到a,故A错误.
B、设导体棒所受的安培力大小为F,根据牛顿第二定律得:物块的加速度a=,当F=0,即刚释放导体棒时,a最大,最大值为g.故B错误.
C、物块和滑杆先做加速运动,后做匀速运动,此时速度最大,则有mg=F,而F=BIl,I=,解得物体下落的最大速度为v=.故C正确.
D、通过电阻R的电量 q===.故D正确.
故选:CD.
5.解:A、根据右手定则可知,AB棒中电流方向由B到A,故A错误;
B、令AB棒的速度为v1,所以电路的电流I=,对于CD棒的匀速运动有:2mg=IB2L,联立上式可解得,故B正确;
C、由AB棒匀速上升,故有F=mg+BIL,代入、I=,可得F=mg+,故C正确;
D、CD棒上的焦耳热Q=I22Rt=,故D错误.
6.解:导体圆环将受到向上的磁场作用力,根据楞次定律的另一种表述,可见原磁场磁通量是减小,即螺线管和abcd构成的回路中产生的感应电流在减小.根据法拉第电磁感应定律,E=NS,则感应电流I=,可知减小时,感应电流才减小.A选项减小,B选项也减小,C、D选项不变.所以A、B正确,C、D错误.
故选:AB.
7.
8.
9.解:(1)两板电势差等于圆环产生的感应电动势.根据法拉第电磁感应定律可得两极板间的电势差为:
UAB=r2=1r2=r2
(2)第1s内,磁感应强度均匀增大,根据楞次定律知,上极板带负电,下极板带正电,微粒向上做匀加速运动,则加速度为:
a==
第一秒末微粒的速度为:
v=at=
(3)第1s内下极板为正极,微粒向上做匀加速直线运动,第2s内,上极板为正极,微粒做匀减速直线运动到零,第3s回微粒向下做匀加速直线运动,第4s内,微粒向下做匀减速直线运动到零,根据运动过程的对称性,可知第4s末回到原位置.0到3.5s微粒的位移等于3.5s到4s内的位移大小,运用逆向思维可得0到3.5s微粒的位移为:
x==
答:(1)t1=0.5s时两板电势差UAB为r2.
(2)第一秒末微粒的速度为.
(3)0到3.5s微粒的位移大小为.
10.解:(1)当v=0时,a=2m/s2
由牛顿第二定律得:mgsin﹣mgcos=ma
=0.5
(2)由图象可知:vm=2m/s
当金属棒达到稳定速度时,
有FA=B0IL
切割产生的感应电动势:E=B0Lv
平衡方程:mgsin=FA+mgcos
r=1
电量为:
s=2m
(3)
产生热量:WF=Q总=0.1J
(4)当回路中的总磁通量不变时,
金属棒中不产生感应电流.
此时金属棒将沿导轨做匀加速运动.
牛顿第二定律:mgsin﹣mgcos=ma
a=g(sin﹣cos)=10(0.6﹣0.50.8)m/s2=2m/s2
则磁感应强度与时间变化关系:.
所以:(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.5
(2)cd离NQ的距离2m
(3)金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量0.08J
(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,为使金属棒中不产生感应电流,
11.解:(1)线框进入磁场前沿斜面向下做匀加速直线运动,设底边刚进磁场时的速度为v,则由动能定理得 mv2=mgssin 得 v=3m/s
线框底边切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv=IR
画出线框受力的侧视图如图所示.匀速运动,有:
mgsin=BIL
联立解得:B=0.5T
(2)线框完全进入磁场后,磁通量不变,没有感应电流产生,线框不受安培力,而做匀加速运动,加速度为a=gsin=5m/s2
匀速运动的时间 t1==0.2s
匀加速运动的时间为:t2=t﹣t1=0.4s
匀加速运动的距离为:x=t2+at22=1.6m
磁场区域的宽度 l=L+x=2.2m
(3)上边框穿出磁场前也已匀速运动,则穿出磁场的速度仍为 v=3m/s
根据能量守恒可得 Q=mg(S+l+L)sin﹣mv2=2.8J
答:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小是0.5T;
(2)若线框的下边通过磁场的时间为t=0.6s,磁场区域的宽度l为2.2m.
(3)线框在穿过磁场的整个过程中能产生2.8J的焦耳热.
以上高二寒假作业物理答案介绍到这里就结束了,祝学生学习进步。
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