【物理】湖南省长沙市长郡中学2014届高三上学期12月周测（3）

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1、2013-2014学年湖南省长沙市长郡中学高三（上）周测物理试卷（12月份）（3）一、解答题1．（12分）（2010•泰州二模）如图所示，光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框abcd，线框质量为m，电阻为R，边长为L．有一方向竖直向下的有界磁场，磁场的磁感应强度为B，磁场区宽度大于L，左边界与ab边平行．线框在水平向右的拉力作用下垂直于边界线穿过磁场区．（1）若线框以速度v匀速穿过磁场区，求线框在离开磁场时ab两点间的电势差；（2）若线框从静止开始以恒定的加速度a运动，经过t1时间ab边开始进入磁场，求cd边将要进入磁场时刻回路的电功率；（3）若线框以初速度v0进入

2、磁场，且拉力的功率恒为P0．经过时间T，cd边进入磁场，此过程中回路产生的电热为Q．后来ab边刚穿出磁场时，线框速度也为v0，求线框穿过磁场所用的时间t．2．（14分）（2014•富阳市校级模拟）如图甲所示，竖直挡板MN左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，电场和磁场的范围足够大，电场强度E=40N/C，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，选定磁场垂直纸面向里为正方向．t=0时刻，一质量m=8×10﹣4kg、电荷量q=+2×10﹣4C的微粒在O点具有竖直向下的速度v=0.12m/s，O′是挡板MN上一点，直线OO′与挡板MN垂直，取g=10m

3、/s2．求：6（1）微粒再次经过直线OO′时与O点的距离；（2）微粒在运动过程中离开直线OO′的最大高度；（3）水平移动挡板，使微粒能垂直到挡板上，挡板与O点间的距离应满足的条件．2013-2014学年湖南省长沙市长郡中学高三（上）周测物理试卷（12月份）（3）参考答案与试题解析　一、解答题1．（12分）（2010•泰州二模）如图所示，光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框abcd，线框质量为m，电阻为R，边长为L．有一方向竖直向下的有界磁场，磁场的磁感应强度为B，磁场区宽度大于L，左边界与ab边平行．线框在水平向右的拉力作用下垂直于边界线穿过磁场区．（1）若线框以速

4、度v匀速穿过磁场区，求线框在离开磁场时ab两点间的电势差；（2）若线框从静止开始以恒定的加速度a运动，经过t1时间ab边开始进入磁场，求cd边将要进入磁场时刻回路的电功率；（3）若线框以初速度v0进入磁场，且拉力的功率恒为P0．经过时间T，cd边进入磁场，此过程中回路产生的电热为Q．后来ab边刚穿出磁场时，线框速度也为v0，求线框穿过磁场所用的时间t．6考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．专题：电磁感应——功能问题．分析：（1）由导体切割磁感线时电动势公式E=BLv可得出电动势，由闭合是路欧姆定律可得出电路中的电流，ab间的电压应为路

5、端电压，则由欧姆定律可得出结果；（2）若线框从静止开始以恒定的加速度a运动，t1时刻线框速度为v1=at1，cd边将要进入磁场时，由公式=2aL，求出此时的速度v2．即可求出感应电动势及回路中电功率；（3）此过程中回路中产生的电热为Q，根据能量守恒列式求出进入磁场的时间．由题，当ab边刚穿出磁场时线框的速度也为v0，所以线框离开磁场时间还是T，即可得到总时间．解答：解：（1）线框在离开磁场时，cd边产生的感应电动势E=BLv回路中的电流I=则ab两点间的电势差U=IRab=（2）t1时刻线框速度v1=at1设cd边将要进入磁场时刻速度为v2，则=2aL此时回路中电动势E2=B

6、Lv2回路的电功率P=解得P=（3）设cd边进入磁场时的速度为v，线框从cd边进入到ab边离开磁场的时间为△t，则6P0T=（）+QP0△t=﹣解得△t=线框离开磁场时间还是T，所以线框穿过磁场总时间t=2T+△t=+T答：（1）线框在离开磁场时ab两点间的电势差是；（2）cd边将要进入磁场时刻回路的电功率是；（3）线框穿过磁场所用的时间t是+T．点评：本题电磁感应中电路问题，要熟练运用法拉第电磁感应定律切割式E=Blv，欧姆定律求出电压．要抓住线框运动过程的对称性，分析穿出磁场时线框的速度，运用能量守恒列式求时间．2．（14分）（2014•富阳市校级模拟）如图甲所示，竖直挡

7、板MN左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，电场和磁场的范围足够大，电场强度E=40N/C，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，选定磁场垂直纸面向里为正方向．t=0时刻，一质量m=8×10﹣4kg、电荷量q=+2×10﹣4C的微粒在O点具有竖直向下的速度v=0.12m/s，O′是挡板MN上一点，直线OO′与挡板MN垂直，取g=10m/s2．求：（1）微粒再次经过直线OO′时与O点的距离；（2）微粒在运动过程中离开直线OO′的最大高度；（3）水平移动挡板，使微粒能垂直到挡