2014高二物理暑假作业精炼

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一、选择题

1.在磁场中某区域的磁感线，如图所示，则(　　)

A.a、b两处的磁感应强度的大小不等Ba>Bb

B.a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBa，所以B正确.

2.(2010·海门测试)下列四幅图中涉及经典的物理实验研究，其中说法正确的是(　　)

[答案]　BCD

[解析]　通电导线的周围有磁场，处在磁场中的小磁针要受到磁场力作用，若A图中导线有电流，小磁针要发生偏转，图景与实际不符，A项错误;B图中开关闭合，线圈中磁通量变化，产生感应电流，导致电流表的指针偏转;C图中电子在磁场中受到磁场力作用，用左手定则判断电子束将向下偏转;D图中汽车速度达到第一宇宙速度时，汽车环绕地球近地做圆周运动，处在车内的物体处于完全失重状态.

3.在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不一样.下列几幅图象表现的是导线所受的安培力F与通过导线的电流I的关系.a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点.在下图中，请判断描绘正确的是(　　)

[答案]　BC

[解析]　由题意“同一位置同一磁场”，“导线长度相同”可知斜率相等;电流为零时不受力，所以A、D选项错误.

4.一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧处，当放一指南针时，其指向刚好比原来旋转180°，由此可以断定，这根电缆中电流的方向为(　　)

A.可能是向北　　　　　　B.可能是竖直向下

C.可能是向南 D.可能是竖直向上

[答案]　D

[解析]　在地磁场作用下，小磁针静止时N指向北方，现改变为N极指向南方，故应有竖直向上的通电电流，即选D.

5.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通过大小不等的同向电流，则它们的运动情况是(　　)

A.都绕圆柱转动B.以不等的加速度相向运动

C.以相等的加速度相向运动

D.以相等的加速度相背运动

[答案]　C

[解析]　同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力必大小相等，所以选C项.

6.(2009·全国卷Ⅰ)如图，一段导线abcd位于磁感线强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I.方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力(　　)

A.方向沿纸面向上，大小为(+1)ILB

B.方向沿纸面向上，大小为(-1)ILB

C.方向沿纸面向下，大小为(+1)ILB

D.方向沿纸面向下，大小为(-1)ILB

[答案]　A

[解析]　该导线可以用a和d之间的直导线长为(+1)L来等效代替.根据F=BIL，可知大小为(+1)BIL，方向由左手定则知：沿纸面向上.故A项正确.

7.(2009·合肥一中二模)在匀强磁场中有一用相同材料制成的导体框abc，b为半圆弧的顶点.磁场方向垂直于导体框平面向里，在ac两端接一直流电源，如图所示，则(　　)

A.导体框abc所受安培力的合力为零

B.导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向上

C.导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向下

D.导体框abc的圆弧段所受安培力为零

[答案]　B

[解析]　由左手定则可知，导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向上.

8.(2009·广东模拟)如图所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化情况是(　　)

A.先减小后增大 B.始终减小

C.始终增大 D.先增大后减小

[答案]　D

[解析]　线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框的磁通量最少，在磁铁中央时穿过该线框的磁通量最多，所以该过程中的磁通量先增大后减小，故D对.

二、非选择题

9.某兴趣小组在研究长直导线周围的磁场时，为增大电流，用多根导线捆在一起代替长直导线，不断改变多根导线中的总电流和测试点与直导线的距离r，测得下表所示数据：

I/AB/Tr/m 5.0 10.0 20.0 0.020 4.98×10-5 10.32×10-5 19.73×10-5 0.040 2.54×10-5 5.12×10-5 9.95×10-5 0.060 1.63×10-5 3.28×10-5 6.72×10-5 0.080 1.28×10-5 2.57×10-5 5.03×10-5 由上述数据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为B=______T.(要求估算出比例系数，用等式表示)

[答案]　2×10-7

[解析]　分析表格中数据可得，B与电流I成正比，与测试点到直导线的距离r成反比，即B=k·，取表格中的第一单元格进行计算可得k≈2×10-7，即B=2×10-7×T.

10.如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6×10-2kg的通电直导线，电流强度I=1A，方向垂直于纸面向外，导线用平行斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，方向竖直向上的磁场中.设t=0时，B=0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零?(g取10m/s2)

[答案]　5s

[解析]　斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示.

由平衡条件 FTcos37°=F①

FTsin37°=mg②

由①②解得：F=

代入数值得：F=0.8N

由F=BIL得：

B==T=2T.

B与t的变化关系为B=0.4t.

所以：t=5s

11.如图所示，质量为0.05kg，长l=0.1m的铜棒，用长度也为l的两根轻软导线水平悬挂在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.5T.不通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度θ=37°，求此棒中恒定电流多大?(不考虑棒摆动过程中产生的感应电流，g取10N/kg)

同学甲的解法如下：对铜棒受力分析如图所示：

当最大偏转角θ=37°时，棒受力平衡，有：

FTcosθ=mg，FTsinθ=F安=BIl

得I==A=7.5A

同学乙的解法如下：

F安做功：WF=Fx1=BIlsin37°×lsin37°=BI(lsin37°)2

重力做功：

WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°)

由动能定理得：WF+WG=0

代入数据解得：I=A≈5.56A

请你对甲、乙两同学的解法作出评价：若你对两者都不支持，则给出你认为正确的解答.

[答案]　评价见解析　3.33A

[解析]　甲同学的错误原因：认为物体速度为零时，一定处于平衡位置，或者认为偏角最大时为平衡位置.

乙同学的错误原因：将安培力表达式误写为

F安=BIlsin37°，应为：F安=BIl.

正确的解法如下：铜棒向外偏转过程中

F安做功：WF=Fx1=BIl×lsin37°

重力做功：

WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°)

由动能定理得：WF+WG=0

代入数据解得：I=A≈0.33A.

12.如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L=1m.PM间接有一个电动势为E=6V，内阻r=1Ω的电源和一只滑动变阻器.导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=0.2kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M=0.3kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，求为使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值为多大?设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计.(g取10m/s2)

[答案]　2Ω≤R≤5Ω

[解析]　导体棒受到的最大静摩擦力为

Ff=μFN=μmg=0.5×0.2×10N=1N

绳对导体棒的拉力F拉=Mg=0.3×10N=3N

导体棒将要向左滑动时

BImaxL=Ff+F拉，Imax=2A

由闭合电路欧姆定律Imax==

得Rmax=2Ω

导体棒将要向右滑动时Ff+BIminL=F拉，Imin=1A

由闭合电路欧姆定律Imin==

得Rmax=5Ω

滑动变阻器连入电路的阻值为2Ω≤R≤5Ω.

13.(2009·黄冈一模)如图所示是一种电磁泵，泵体是一个长方体，端面是一个边长为σ的正方形，ab长为l，上下两面接在电源上，电压为U(内阻不计).磁感应强度为B的磁场指向cdfe面，液体电阻率为ρ，密度为D(液体原来不导电，在泵头通入导电剂后才导电).求：

(1)最大抽液高度;

(2)每秒钟抽液的质量.

[答案]　(1)UlB/(σρDg)　(2)

[解析]　(1)泵体内液体的电阻为R==.

通过泵体的电流为I==.

安培力F=BIσ=，安培力产生的压强p=.

对液体来说，p=Dgh，则有=Dgh.

所以h=UlB/(σρDg).

(2)在阻力不计的情况下，有mgh=t，

所以==.

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